Organogenesi
L’organogenesi è il processo mediante il quale i tre strati di tessuto germinale dell’embrione, che sono l’ectoderma, l’endoderma e il mesoderma, si sviluppano negli organi interni dell’organismo. Gli organi si formano dagli strati germinali attraverso la differenziazione: il processo mediante il quale una cellula meno specializzata diventa un tipo cellulare più specializzato. Questo deve accadere molte volte quando uno zigote diventa un organismo completamente sviluppato. Durante la differenziazione, le cellule staminali embrionali esprimono specifici gruppi di geni che determineranno il loro ultimo tipo di cellula. Ad esempio, alcune cellule dell’ectoderma esprimeranno i geni specifici delle cellule della pelle. Di conseguenza, queste cellule si differenzieranno in cellule epidermiche. Pertanto, il processo di differenziazione è regolato da cascate di segnalazione cellulare.
Nei vertebrati, uno dei passaggi primari durante l’organogenesi è la formazione del sistema neurale. L’ectoderma forma cellule e tessuti epiteliali, nonché tessuti neuronali. Durante la formazione del sistema neurale, speciali molecole di segnalazione chiamate fattori di crescita segnalano alcune cellule ai margini dell’ectoderma per diventare cellule dell’epidermide. Le cellule rimanenti al centro formano la piastra neurale. Se la segnalazione da parte dei fattori di crescita fosse interrotta, l’intero ectoderma si differenzierebbe in tessuto neurale. La piastra neurale subisce una serie di movimenti cellulari in cui si arrotola e forma un tubo chiamato tubo neurale. In ulteriore sviluppo, il tubo neurale darà origine al cervello e al midollo spinale.
Il mesoderma che si trova su entrambi i lati del tubo neurale dei vertebrati si svilupperà nei vari tessuti connettivi del corpo animale. Un modello spaziale di espressione genica riorganizza il mesoderma in gruppi di cellule chiamate somiti, con spazi tra di loro. I somiti si svilupperanno ulteriormente nelle costole, nei polmoni e nel muscolo segmentale (della colonna vertebrale). Il mesoderma forma anche una struttura chiamata notocorda, che è a forma di bastoncello e forma l’asse centrale del corpo animale.
L’endoderma consiste, inizialmente, di cellule appiattite, che successivamente diventano colonnari. Forma il rivestimento epiteliale dell’intero tubo digerente (eccetto parte della bocca e della faringe) e la parte terminale del retto (che è rivestita da involuzioni dell’ectoderma). Forma anche le cellule di rivestimento di tutte le ghiandole che si aprono nel tubo digerente, comprese quelle del fegato e del pancreas; l’epitelio del tubo uditivo e della cavità timpanica; la trachea, i bronchi e le cellule aeree dei polmoni; la vescica urinaria e parte dell’uretra; e il rivestimento del follicolo della ghiandola tiroidea e del timo. Inoltre, l’endoderma forma organi interni tra cui lo stomaco, il colon, il fegato, il pancreas, la vescica urinaria, le parti epiteliali della trachea, i polmoni, la faringe, la tiroide, la paratiroidea e l’intestino.
