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3 3.1 Introducción^ 13 3.7 Formación de patrón
4 3.2 Embriología: Estableciendo la Singularidad^18 3.8 Genética
y Formación de Patrón en la Formación
de la Piel en las Crestas de Fricción
5 3.3 Desarrollo de Extremidades^22 3.9 Singularidad:
Interferencia de Desarrollo
7 3.4 Diferenciación de la Piel de las^^22 3.10 Resumen: Claves de
Crestas de Fricción Singularidad y Formación
de Patrones
8 3.5 Formación de Cresta Primaria^24 3.11 Revisores
11 3.6 Formacion de Cresta Secundaria 24 3.12 Referencias
C A P I T U L O
EMBRIOLOGIA Y MORFOLOGÍA
DE LA PIEL DE LAS CRESTAS
DE FRICCIÓN
Kasey Wertheim
C O N T E N I D O S
en la semana 10.5 y la 16 de la edad gestacional estimada (EGA) debido a la interferencia en el desarrollo.
3.2 Embriología: Estableciendo la
Singularidad y Formación de Patrón
en la Formación de la Piel en las
Crestas de Fricción
3.2.1 Introducción a la Embriología
La singularidad de la piel de las crestas de fricción cae bajo un panorama más amplio de singularidad biológica. No hay dos partes exactamente iguales de ningún organismo vivo. Los factores intrínsecos y extrínsecos que afectan el desarrollo de un órgano individual, tal como la piel humana, son imposibles de duplicar, aun en áreas muy pequeñas. La singularidad de la piel se puede rastrear a los periodos, tardío embrionario y fetal temprano.
3.2.2 Desarrollo Embriológico Temprano:
0-2 Semanas EGA (Raven and Johnson, 1992,
pág. 1158-1159)
El proceso de desarrollo embriológico comienza con la fertil- ización del ovulo y continua a través de un periodo de rápida división celular. En los óvulos mamíferos, una masa celular interna es concentrada en un polo, causando alteraciones con patrones durante la división. Aunque las células de ovulo contienen muchas sustancias diferentes que actúan como se- ñales genéticas durante en desarrollo temprano del embrión, estas sustancias no están distribuidas de manera uniforme. En cambio, diferentes sustancias tienden a aglomerarse en sitios específicos dentro del embrión en crecimiento. Durante el crecimiento, sustancias señal son partidas en diferentes células hijas, dotándolas con diferentes instrucciones de desarrollo. De esta manera, el embrión está predispuesto a continuar desarrollándose con orientación celular singular.
3.2.3 Desarrollo Embriológico Tardío:
3-8 Semanas EGA (Raven and Johnson, 1992,
pág. 1160-1164)
Los primeros resultados visibles de predisposición se pu- eden ver inmediatamente después de la división conforme diferentes genes son activados. Ciertos grupos de células se mueven hacia adentro al centro de la esfera en una migración bien orquestada llamada “gastrulación”. Este proceso forma la distinción del tejido primario entre ectodermo, endodermo y
mesodermo. El ectodermo seguirá adelante a formar epider- mis, incluyendo la piel de las crestas de fricción; el meso- dermo formara tejido conectivo de la dermis, también como musculo y elementos del sistema vascular; y el endodermo formara órganos.
Una vez especializados, los tres tipos de células primarias empiezan su desarrollo en tejidos y órganos. El proceso de diferenciación de tejido comienza con la neurulación, o la formación del notocordio (el precursor de gran parte del sistema central nervioso del embrión). Bloques segmentados de tejido que se convierten en músculos, vertebras y tejido conectivo de ambos lados del notocordio. El remanente del mesodermo se mueve hacia afuera y alrededor del endo- dermo interno formando una cámara hueca que finalmente se convertirá en el forro del estómago e intestinos.
Durante el desarrollo embriológico tardío, el embrión pasa por la “morfogénesis”, o en otras palabras el tomar su forma. Las extremidades se desarrollan rápidamente a partir de aproximadamente 4 semanas de EGA, y los brazos, piernas, rodillas, codos, dedos de las manos y pies se pueden ver en el segundo mes. Durante este tiempo la mano cambia de tener la forma de una paleta a la forma de adulto, incluyendo la formación de los dedos y la rotación del pulgar. También durante este periodo, inflamaciones de mesénquima llamados “almohadillas” aparecen en las palmas de las manos y las plantas de los pies. Dentro de la cavidad corporal, los principales órganos tales como el hígado, páncreas y vesícula se vuelven visibles. Para el final de la semana 8, el embrión ha crecido hasta cerca de 25 milímetros de longitud y pesa aproximadamente 1 gramo.
3.2.4 Crecimiento Fetal: 9-12 Semanas EGA Durante el tercer mes, el sistema nervioso del embrión y sus sentidos sensoriales se desarrollan, y los brazos y piernas se comienzan a mover. Reflejos primitivos tales como chuparse perciben, y las expresiones faciales tempranas se pueden visualizar. Las crestas de fricción comienzan a formarse a partir de 10.5 semanas EGA aproximadamente y continúan a madurar en profundidad conforme el embrión pasa al segundo trimestre. De este punto en adelante el desarrollo del embrión esta esencialmente completo, y más maduración se le conoce como crecimiento fetal en vez de desarrollo embrionario.
3.2.5 Segundo Trimestre El segundo trimestre está marcado por crecimiento signifi- cativo a 175 milímetros y aproximadamente 225 gramos.
C A P Í T U L O 3 Embriología Y Morfología De La Piel De Las Crestas De Fricción
El crecimiento óseo es muy activo, y el cuerpo es cubierto con una pelusa muy fina llamada lanugo, la cual perderá más tarde en su desarrollo. Conforme la placenta llega a su pleno desarrollo, esta secreta numerosas hormonas esenciales para el crecimiento óseo y energía del feto. Las almohadillas se retroceden y las crestas de fricción crecen hasta aproximada- mente 16 semanas EGA, cuando las minucias se fijan.
3.2.6 Tercer Trimestre
En el tercer trimestre, el feto se duplica en peso varias veces. Impulsado por el torrente sanguíneo de la madre, las nuevas células cerebrales y tractos nerviosos se forman activamente. El crecimiento neurológico continúa mucho después del nacimiento, pero la mayor parte del desarrollo esencial ya ha tenido lugar en el primer y segundo trimestres. El tercer trimestre es principalmente un período de crecimiento protegido.
3.3 Desarrollo de la Extremidad
3.3.1 Desarrollo de la Mano
Durante las fases iniciales de la formación, la mano se somete a cambios significativos en la topografía. Hasta aproximadamente 5-6 semanas EGA, la mano aparece como una estructura plana parecida a una pala con pequeñas protuberancias de tejido que se convertirán en los dedos. De 6 a 7 semanas EGA, estas protuberancias de dedos en la placa de la mano comienzan a formar los músculos y el cartílago que se convertirá en el hueso en etapas posteriores de crecimiento de la mano (Figura 3-1).
De 7 a 8 semanas EGA, los dedos comienzan a separarse y el hueso comienza a “osificar” o endurecer. Por 8 semanas EGA, las articulaciones se empiezan a formar entre los huesos de
la mano, y la morfología de la mano externa parece similar en proporción a la de un bebé.
3.3.2 Desarrollo de la Almohadilla Palmar
Almohadillas palmares (Figura 3-2) son una inflamación transitoria de tejido denominado mesénquima debajo de la epidermis en la superficie de la palma de las manos y plantas de los pies del feto humano (Figura 3-3).
Las almohadillas interdigitales aparecen por primera vez, alrededor de 6 semanas EGA, seguido de cerca en el tiempo por las almohadillas tenar e hipotenar. Aproximadamente a las 7-8 semanas EGA, las almohadillas palmares comienzan a desarrollarse en las yemas de los dedos, empezando por el pulgar y progresando hacia el dedo meñique en el mismo gradiente radiocubital seguirá esa formación de la cresta. También en aproximadamente 8 semanas EGA, el pliegue tenar se empieza a formar en la palma, seguido por los pliegues de flexión de los dedos en torno a 9 semanas EGA (Kimura, 1991).
3.3.3 Almohadilla Palmar “Regresión”
Las almohadillas permanecerán bien redondeadas durante su rápido crecimiento alrededor de 9-10 semanas EGA, después de lo cual comienzan a demostrar alguna variación individual en tanto forma y posición (Babler, 1987; Burdi et al, 1979; Cummins, 1926, 1929). Durante el período comprendido entre 8 a 10 semanas EGA, se consigue la rotación del pulgar (Lacroix et al., 1984, p 131). También en alrededor de 10 semanas EGA, los pliegues de flexión de los dedos de los pies comienzan la formación, seguidos a aproximadamente 11 semanas de EGA por el pliegue de flexión transversal distal en la palma de la mano, y como a las 13 semanas EGA por el
FIGURA 3– El crecimiento de la mano progresa a partir de (A) de la forma de una pala (ampliación = 19.5 X), (B) continúa con la separación de los dedos (am- pliación = 17.3 X) y (C) las almohadillas palmares se vuelven prominentes (magnificación = 7.7 X), y (D) alcanza la apariencia de un infante por 8 semanas EGA (ampliación = 4,2 X). (Reproducido con permiso de Cummins (1929).
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pliegue de flexión transversal proximal en la palma de la mano (Kimura, 1991)
Como resultado de la desaceleración del crecimiento de las almohadillas palmares, su contorno se vuelve progresivamente menos distintas en la superficie de más rápido crecimiento (Figura 3-4). Este proceso se ha definido como “regresión” (Lacroix et al., 1984, pp 131-133), pero es importante entender que la almohadilla no es en realidad una contracción; más bien, las almohadillas palmares son superadas por el crecimiento más rápido de la superficie circundante más grande. Las almohadillas de la palma comienzan a retroceder como a las 11 semanas EGA, seguidos de cerca por las almohadillas de los dedos. Por 16 semanas EGA, las almohadillas han fusionado completamente con los contornos de los dedos, palmas de las manos y plantas de los pies (Cummins, 1929, p 117).
3.4 Diferenciación de la Piel de las
Crestas de Fricción
3.4.1 Desarrollo de la Epidermis
La epidermis primitiva se establece aproximadamente en la semana 1 EGA, cuando ectodermo y endodermo se definen por separado. Una segunda capa de epidermis se forma alrededor de la semana 4-5 EGA. La capa superior de tres es el peridermo. La capa de en medio la cual es el epidermis, está compuesta de queratinocitos basales (llamados así por las queratinas que estas células producen). A las 8 semanas EGA, las células basales entre la epidermis y la dermis co- mienzan a dividirse consistentemente y dan origen a células hijas que se mueven verticalmente para formarla primera de las capas intermedias (Holbrook, 1991b, p64). En este punto la epidermis embrionaria es de tres a cuatro células de espe- sor, pero aun es liso en sus superficies interiores y exteriores. Los queratinocitos están estrechamente ligados el uno al otro por desmosomas, ya las células de la capa basal esta sujeta- das a la membrana basal por hemidesmosomas (Holbrook,
1991ª, p 5).
3.4.2 Desarrollo de la Dermis Los primeros componentes dérmicos en originarse del mesodermo son fibroblastos. Estas células de ramificaciones irregulares secretan proteínas dentro de la matriz entre las células. Los fibroblastos sintetizan componentes estructurales (colágeno y elásticas) que forman la matriz de tejido conectivo de la dermis. Durante el periodo de 4-8 semanas EGA, muchas de las estructuras dérmicas comienzan su formación. Las fibras elásticas aparecen por primera vez alrededor de la semana 5 EGA a nivel ultraestructural en pequeños conjuntos de 20 o menos fibrillas (Holbrook, 1991b, pág. 64-101). El desarrollo de nervios ocurre en diferentes etapas a partir de la semana 6 EGA en adelante. Los conjuntos neurovasculares y axonas con conos de crecimiento son vistos en la dermis en desarrollo tan temprano como la semana 6 EGA (Moore y Munger, 1989, pág. 128-130). De hecho, los axonas pueden ser rastreados a los niveles superficiales de la dermis y en algunos casos se asemejan a la lámina basal de la epidermis. Para la semana 9 EGA la inervación (la aparición de terminales nerviosas) de la epidermis ha comenzado a ocurrir, aunque hay algunas células Merkel en la epidermis que aún no están asociadas a axomas. En los embriones de más de 10 semanas EGA, las células Merkel predominan en la dermis en desarrollo, y sus axonas relacionados y neurofilamentos están presentes en la dermis (Moore y Munger, 1989, pág. 127; Smith y Holbrook, 1986).
La dermis se torna distinguible del tejido subcutáneo más profundo debido en gran parte a la red horizontal de vasos capilares. De 8-12 semanas EGA, los vasos se organizan de la mesénquima dérmica y portan oxigeno muy necesitado y hormonas a la parte baja de la epidermis en desarrollo. A diferencia de otras estructuras epidérmicas, los vasos sanguí- neos continúan alterándose con el envejecimiento, conforme algunas asas capilares se pierden y nuevas surgen de la red interpapilar. Esto continúa hasta la madurez (Figura 3-5) (Smith
FIGURA 3– Micrografía de barrido electrónico de impresión en resina de la vasculatura del dedo de un hombre de 85 años muestra un complejo patrón de asas capilares en las crestas dérmicas. Magnificación aproximada =150X (izquierda) y 700X (derecha). (Reimpreso con permiso de Montagna et al. (1992).)
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y Holbrook, 1986).
Una segunda red vascular se forma en lo profundo de la der- mis reticular alrededor de la semana 12 EGA. A diferencia de las crestas primarias en desarrollo, la red vascular no es una estructura permanente. Hay una reorganización importante de los lechos capilares durante el periodo de las semanas 8-20 EGA para mantener el paso del crecimiento de la piel; aun después del nacimiento, la microcirculación se continua formando y remodela (Holbrook, 1991b, pág. 100; Smith y Holbrook, 1986).
3.5 Formación de Cresta Primaria
3.5.1 Comienzo de la Formación de la Cresta
Primaria
Alrededor de 10 a 10,5 semanas EGA, las células basales de la epidermis comienzan a dividirse rápidamente (Babler, 1991, pág. 98; Holbrook and Odland, 1975, pág. 17). Como las células epidérmicas palmares dividen, forman “crestas” superficiales (Hale, 1952) se pueden ver en la parte inferior de la epidermis. Estas repisas delinean el patron general que lle- garan a establecerse de forma permanente en las superficies palmares en semanas consecutivas (Babler, 1991, pág. 101; Evatt, 1906) Las crestas primarias son la primera evidencia visual de la interacción de la dermis y epidermis estas son
vistas primero formando crestas continuas (Figura 3-6).
La teoría predominante de los eventos antes de la visual- ización de la estructura de arista principal implica centros de proliferación celular activa (Figura 3-7), que se convertirán en los centros de desarrollo de las glándulas sudoríparas (Babler, 1991, pág. 98).
Según esta teoría, las “unidades” de células que se multi- plican rápidamente aumentan de diámetro, un poco al azar, cada vez uno dentro de otro (Figura 3-8) a lo largo de líneas de alivio perpendicular a la dirección de compresión.
Además, según esta teoría, como la serie de proliferaciones localizadas se “fusionan” juntas, las crestas lineales resul- tantes a partir de que se dividen rápidamente las células epidérmicas se pliegan en la dermis, la creación de la primera estructura de cresta visible en la unión dermo-epidérmica (Ashbaugh, 1999, pág. 79). Otra teoría plausible es que los nervios en desarrollo pueden interactuar con las células epidérmicas para estimular las interacciones en clúster que se mezclan juntos en las primeras etapas de desarrollo cresta.
En el momento de la formación de crestas de fricción embrionario, los sistemas nervioso central y cardiovascular están atravesando un período crítico del desarrollo (Hirsch, 1964). Los investigadores han informado de la inervación en los sitios de formación de la cresta inmediatamente anterior a la aparición de crestas de fricción y sugieren que la inerva-
FIGURA 3– Una reconstrucción de la primera ondulación tridimensional que ocurre en la parte inferior de la epidermis de la palma fetal en la unión dermo-epidermica. (Ilustrado por Brandon Smithson. Redibujado de Hale (1952), pág. 152.)
FIGURA 3– Un corte transversal histológico de piel de la palma fetal de 10.5 semanas EGA en el inicio rápido de la proliferación celular localizada. (Imagen provista por William Babler.)
C A P Í T U L O 3 Embriología Y Morfología De La Piel De Las Crestas De Fricción
3.5.3 Formación del Minucias Aunque los mecanismos exactos para la formación de pequeños detalles no están claros, los datos por separado de muchos investigadores que han examinado el tejido fetal per- miten una reconstrucción bastante exacta de la morfogénesis de crestas de fricción en las sucesivas etapas del proceso de desarrollo. Figura 3-10 ilustra el proceso de formación de minucias como la hipótesis de un consenso general de la literatura.
Muchos acontecimientos ocurren durante este período de rápido crecimiento de arista principal. El dedo se expande rápidamente, nuevas crestas primarias se forman a través del dedo y las crestas primarias existentes comienzan a separarse debido al crecimiento del dígito. Como crestas
3.5.2 Propagación de la Formación de Cresta
Primaria
Las crestas primarias maduran y se extienden profundamente en la dermis (Figura 3-9) para un período de aproximadamente 5,5 semanas, desde su inicio en 10,5 semanas EGA hasta aproximadamente 16 semanas EGA. El crecimiento celu- lar durante esta fase de desarrollo es a lo largo de la arista principal, en lo que se ha denominado el “compartimento proliferativo”. El compartimento proliferativo abarca basal y algunas células supra basales, en última instancia, gobernada por las células madre, y es responsable de la producción de nuevas células de la piel de la capa basal de la piel (Lavker y Sun, 1983).
FIGURA 3– Sección transversal histológica de la piel palmar fetal entre 10,5 y 16 semanas EGA. Durante este tiempo, las crestas primarias (como marcado por la flecha) aumentan en profundidad y amplitud. (Imagen suministrada por William Babler.)
FIGURA 3– Los dibujos que ilustran la formación teórica de minucias que surgen de la expansión de la superficie durante la etapa crítica (marcos 1-10) y continuando a aumentar de tamaño después de la formación secundaria de la cresta (cuadros 11-16). (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 51.)
C A P Í T U L O 3 Embriología Y Morfología De La Piel De Las Crestas De Fricción
existentes se separan, la tendencia de la superficie a tener una demanda constante de formar nuevas crestas. Hale informa que las nuevas crestas se alejan de crestas primarias existentes para llenar estos vacíos, la creación de las bifurcaciones por separación mecánica. La finalilzación de las crestas se forman cuando una cresta en desarrollo se convierte en sándwich entre dos crestas establecidas. Según esta teoría, “fusión entre crestas adyacentes [que ya se han formado] parece improbable, aunque no hay evidencia a favor o en contra de este proceso de” (Hale, 1952, p 167).
Otros modelos explican detalles de la cresta en la naturaleza como un esquema de reacción de supresión química en la que los morfógenos reaccionan y se difunden a través de las células, causando patrones espaciales (Murray, 1988, p 80). Según estos modelos, las hormonas circulan primero a través de capilares recién formados justo antes de la formación de cresta en la epidermis, que ofrece otro factor potencial en la génesis de la formación de la cresta (Smith y Holbrook, 1986).
Un modelo reciente del proceso de morfogénesis de cresta de fricción se ha comparado a la inestabilidad mecánica (Kücken y Newell, 2005). Sobre la base de la hipótesis de plegado de Kollmann (1883) y Bonnevie (1924), Kücken y Newell (2005) considera que la capa basal como “una lámina elástica sobre amortiguada atrapado entre los tejidos vecinos de la capa de la epidermis y la dermis intermedia”, que ellos modelan matemáticamente como “camas de muelles débilmente no lineales” (Figura 3-11).
Sus modelos de programa de ordenador los resultados de forzar tensión de compresión suficiente para provocar una inestabilidad de pandeo en una hoja elástica tridimensional virtual limitada por límites fijos en dos lados. Los modelos de crestas resultantes son similares a los tres principales tipos de patrones de huellas dactilares orientados por el límite su- perior fijo del lecho ungueal y el límite fijo inferior del pliegue de flexión interfalángica distal (Figura 3-12).
Independientemente del mecanismo exacto de la formación de las minucias (mecánico o estático; fusión o química), la ubi- cación exacta de cualquier bifurcación o final de la cresta en el campo de desarrollo de cresta en particular está gobernada por una serie aleatoria de fuerzas infinitamente interdependi- entes actúa a través de esa zona particular de la piel en ese momento crítico. Pequeñas diferencias en la tensión mecáni- ca, medio fisiológico, o la variación en el tiempo de desarrollo podrían afectar significativamente a la ubicación de minucias en esa área de la piel.
3.6 Formación de Cresta Secundaria
3.6.1 Inicio de la Formación de la Cresta Secundaria
A la semana 15 EGA, las crestas primarias están experi- mentando un crecimiento en dos direcciones: la penetración hacia abajo de las glándulas sudoríparas y el empuje hacia arriba del crecimiento de nuevas células. En general, toda la
“bed” of springs
pressure pressure dermis
upper layer of the epidermis FIGURA 3– Un dibujo que representa el estado de la frontera epidérmica-dérmica antes de la formación de la cresta. (Reproducido con permiso del Kücken y Newell (2005), p 74.)
FIGURA 3– Las simulaciones por ordenador que demuestra que limita los campos de esfuerzos a través de una superficie esférica tridimensional como de patrones de huella dactilar. (Reproducido con permiso del Kücken y Newell (2005), p. 79.
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la piel crestas de fricción como los surcos (Burdi et al., 1979, pag. 25-38) (Figura 3-15).
3.6.3 La Formación de Papilas Dérmicas
Las papilas dérmicas son los residuos de la dermis que sobresalen hacia arriba en la epidermis cuando la anastomosis cea un puente entre las crestas primarias y secundarias (Figuras 3-16 y 3-17). Comienzan a formarse aproximadamente a las 23 semanas de EGA (okajima,
- y continúan haciéndose más complejas a lo largo de la formación fetal e incluso en la edad adulta (Chacko y Vaidya, 1968; Misumi y Akiyoshi, 1984).
3.7 Formación de Patrón
3.7.1 Forma de la Almohadilla Se observa en todo el mundo físico que las crestas tienden a alinearse perpendicularmente a la compresión física través de una superficie (figura 3-18).
Las crestas se forman también transversalmente a las líneas de tensiones de crecimiento en la piel de fricción. El crecimiento predominante de la mano es longitudinal (a lo largo) y crestas cubren típicamente la superficie transversalmente (de lado a lado). Este fenómeno se observa en el flujo de crestas a través de las falanges.
FIGURA 3– Una reconstrucción de las crestas secundarias que continúan formando en la parte inferior de la epidermis fetal entre crestas primarias existentes con conductos de sudor. (Dibujo de Brandon Smithson. Vuelva a extraer de Hale (1952), p 153.)
FIGURA 3– Una reconstrucción de la parte inferior de la epidermis de la piel palmar fetal que representa anastomosis puenteando crestas primarias y secundarias y acordonando secciones de la dermis que permanecen sobresale hacia arriba como “papilas dérmicas” o “clavijas de papilas”. (Dibujo de Brandon Smithson. Redibujado por Hale (1952), pág. 154.
FIGURA 3– Una vista de microscopio electrónico de barrido de la compleja estructura inferior de la epidermis como la dermis humana se ha removido (inver- tida). Ampliación (aproximado) = 8 X (izquierda) y 80 X (derecha). (Reproducido con permiso del Montagna y Parakkal (1974), pág. 34-35.)
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Bonnevie hipotetizo por primera vez en 1924 que la altura de la almohadilla palmar afecta los patrones de las crestas fricción (Bonnevie, 1924, pág. 4). Las interrupciones en la forma de la superficie palmar de las manos y pies crean tensiones en direcciones distintas a la longitudinal. Las crestas fluyen de una forma compleja a través de estas estructuras tridimensionales.
La distinción entre el tamaño, altura y forma de la almohadilla palmar, y los efectos de las diferencias de cada uno de estos elementos en un patrón de crestas de fricción, es un tema difícil de estudiar (Chakraborty, 1991; Jamison, 1990; Maval- wala et al., 1991). Sin embargo, casi todas las investigaciones apuntan a la conclusión de que la forma de la almohadilla palmar influye en la tensión de la piel que dirige la alineación Ridge. Existe un punto de vista contrario a esta conclusión. En 1980, Andre G. de Wilde propuso la teoría de que la formación de patrones se dirige mucho más temprano en la vida del feto, antes de formar almohadillas palmares, mien- tras que la mano se encuentra todavía en una forma a remos (De Wilde, 1980). Se planteó la hipótesis de que las crestas dirigen el tamaño y la forma de las almohadillas palmares. Sin embargo, no se pudo encontrar ningún apoyo a esta teoría de algún otro teórico o empírico. El resto de la investigación indica que crestas de fricción se alinean de acuerdo con la
almohadilla segun su forma y simetría en aproximadamente 10,5 semanas EGA.
3.7.1.1 Almohadilla simétrica. El crecimiento y la regresión de las almohadillas palmares producen tensiones físicas variable a través de la superficie que afectan a la alineación de las crestas como los rebordes primero comienzan a formarse. Si el flujo de crestas se ajustará a una espiral o un patrón de bucle aparece altamente correlacionada con la simetría de la tensión a través de la superficie del dedo. Si la almohadilla palmar y otros elementos de crecimiento dedo son simétricas durante el inicio de la formación de arista principal y, a continuación, el resultado patrón simétrico (a verticilo o un arco). Las crestas se forman concéntricamente alrededor del vértice de una almohadilla que es alto y redondo cuando la capa de generación de fricción de la piel cresta primero comienza a producir rápidamente las células de la piel. El flujo de crestas de una almohadilla simétrica concuerda con el modelo de navegación de la loxodromia (Figura 3-19) (Mulvihill y Smith, 1969; Elie, 1987). La investigación, tanto en el ámbito médico y matemático sugiere que este mismo modelo físico se aplica en toda la superficie palmar de las manos y los pies (Cummins, 1926, 1929; Loesch, 1973; Penrose y O’Hara, 1973).
3.7.1.2 Almohadilla asimétrica. El grado de asimetría de la almohadilla del dedo es cuando las crestas comienzan a
FIGURA 3– Cuando se aplica tensión a través de la parte su- perior de una membrana semiflexible, las fuerzas de compresión se producen en la parte inferior. El relieve natural de las fuerzas de compresión crea crestas que forman transversalmente a la tensión. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 57.)
FIGURA 3– El loxódromo resulta cuando una película elástica se estira de manera uniforme sobre un hemisferio. Las crestas forman concéntricamente alrededor del ápice de la disrupción de la membrana. La fórmula matemática para este patrón se puede encontrar en el cálculo tensor, un campo que ofrece una gran promesa en la predicción de formación de la cresta a través de superficies palmares. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 62.)
C A P Í T U L O 3 Embriología Y Morfología De La Piel De Las Crestas De Fricción
una ligera desviación en la simetría de desarrollo normal de la almohadilla y, por lo tanto, afectar el tipo de patrón resultante.
3.7.2 Tamaño de almohadilla
3.7.2.1 Tamaño de patrón. El tamaño, particularmente la altura, de la almohadilla palmar durante la formación de arista principal afecta al recuento de crestas desde el núcleo hasta el delta de los patrones de crestas de fricción normales (Bonnevie, 1924; Mulvihill y Smith, 1969; Siervogel et al., 1978). Los investigadores han observado que las crestas que se forman en las almohadillas volares altas y pronunciadas se amoldan a la superficie como patrones verticilo de alta cuenta. Por el contrario, las crestas que se forman en un dedo con una almohadilla palmar baja o ausente crean bajo recuento o patrones de tipo arco (Babler, 1987, pág. 300-301). Holt (1968) informó que el recuento de crestas total de dedo (TFRC) de los 10 dedos, tomadas por la adición de los recuen- tos de crestas desde el núcleo hasta el delta en bucles, o el núcleo hacia el delta radial en verticilos, es la característica más heredable en dermatoglifia. Esta información combinada apunta directamente a la conclusión de que los eventos de temporizaciones relacionadas con almohadilla palmar y la for- mación de crestas de fricción afectan los patrones de crestas de fricción.
3.7.2.2 Eventos de sincronía. El recuento de crestas de un patrón de crestas de fricción se relaciona con dos even- tos diferentes: el tiempo de la aparición de la regresión de la almohadilla palmar y el momento de la aparición de la formación de la cresta primaria. Las diferencias en el calen- dario de cualquier caso afectarán al recuento de crestas de ese patrón particular. Por ejemplo, la aparición temprana de la regresión de la almohadilla conduciría a una almohadilla que estaba en un estado más retrocedido en el momento de la aparición de la formación de la cresta primaria, y un patrón relativamente cuenta de crestas bajo (o arco) probablemente resultaría. Por el contrario, de aparición tardía general de la
regresión de la almohadilla significaría que la almohadilla era todavía relativamente grande cuando crestas primarias comenzaron a formar, y un patrón de alta cuenta de crestas daría como el resultado más probable (Figura 3-22). Esta teoría es apoyada por un estudio que encontró que “afinadores tardías” tuvieron mayor que el promedio el número de crestas, y los “ maduradores tempranos” tenían menor que el promedio el número de crestas (Meier et al., 1987).
Si el inicio de la regresión almohadilla palmar se produjo a la hora normal, entonces un inicio antes de lo normal de la formación de arista principal se produciría en una almohadilla más grande que la media, lo que lleva a un conteo más alto que el promedio de crestas. De igual manera, un inicio después que el promedio de la formación de arista principal se produciría en una almohadilla palmar más pequeño de lo normal, dando lugar a un recuento inferior a la media de la cresta (Figura 3-22A). Cuando tanto tiempo temprana y tardía de ambos factores se tienen en cuenta, los resultados son aún más complejos (Figura 3-22B).
Para hacer las cosas aún más complejas, el tamaño de la almohadilla con respecto al dedo también se ve afectada por muchos factores. La ingesta de la dieta y química de la madre (Holbrook, 1991b), los niveles de hormonas (Jamison, 1990), los niveles de radiación (Bhasin, 1980), así como otros factores que afectan la tasa de crecimiento del feto durante la etapa crítica todos puedan afectar indirectamente al conteo de las crestas de fricción en desarrollo en el dedo. Es impor- tante recordar que cualquier cosa que afecta a la tensión a través de la superficie del dedo podría afectar a la alineación de cresta y patrón de tipo resultante. Sin embargo, los hal- lazgos de Holt parecen indicar que los eventos de sincroni- zación, en lugar de los factores ambientales, desempeñan el papel dominante en la determinación TFRC (Holt, 1968).
3.7.2.3 Desplazamiento delta. El inicio de la proliferación ce- lular, que se inicia la formación de arista principal, se produce
FIGURA 3– El gráfico A ilustra los efectos de dos eventos de temporización independientes en el recuento de crestas resultante de un patrón de crestas de fricción. El gráfico B ilustra sus efectos combi- nados sobre el recuento de patrón de cresta. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 65.)
Conteo de cresta
Bajo
AltoTardía Temprana Sincronización
Inicio de laregresión de la almohadilla
Inicio de laformación de la Cresta Primaria
Inicio de la regresión de la Almohadilla
Tardía
Temprana Tardía Temprana Inicio de la Proliferación de Crestas de Fricción
Mayor que Conteo de crestas promedio Conteo de Crestas Promedio Menor queConteo de Crestas
Efectos de los Eventos de Sincronía en los Conteos de Crestas de Fricción
Efectos Combinados de los Eventos de Sincronización en los Conteos de Crestas Dactilares
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primero en tres áreas distintas: (1) el ápice de la almohadilla (que corresponde al núcleo del patrón de huella dactilar); (2) la periferia distal, o la punta del dedo (cerca del lecho ungueal); y (3) la zona distal de flexión interfalángica pliegue (por debajo de la delta (s) en una huella dactilar) (Figura 3-23).
Como formación de la cresta continúa, nueva proliferación se produce en los bordes de los campos de cresta existentes en las zonas que aún no muestran la formación de arista princi- pal. Estos tres “campos” de las crestas convergen mientras se forman, reuniéndose en la zona del delta del dedo. Este proceso de forma de onda de tres campos convergentes permite la visualización de cómo las deltas se forman más probablemente (Figura 3-24).
El concepto de “convergencia de los campos de la cresta” también ofrece una manera de visualizar la diferencia entre la formación de patrones de alto conteo de cresta versus patrones de bajo conteo de cresta. Se comienzan a formar crestas en el ápice (centro) de la almohadilla primero y proceden hacia el exterior antes de la formación comienza
en las zonas de la punta y conjuntas, a continuación, por el tiempo de los campos de mes, una distancia relativamente grande habrá sido atravesada por el campo en el ápice de la almohadilla; en ese caso, se formará un patrón de alto conteo (Figura 3-25). Sin embargo, si las crestas se forman primero en las dos porciones más exteriores y proceden hacia el interior, y la formación comienza en el último instante en el ápice de la almohadilla, a continuación, sólo unas pocas crestas pueden estar formadas para cuando los campos se reúnen; en ese caso, un patrón muy bajo recuento se observó (Figura 3-26). Las observaciones com- binadas de diferentes investigadores que examinan crestas de fricción en el dedo durante la etapa crítica del desarrollo apoyan aún más la validez de este modelo (Babler, 1991, 1999; Dell y Munger, 1986; Hirsch y Schweichel, 1973).
3.7.3 Efecto Combinado de la Sincronización y Simetría en la Formación de la Cresta Cuando se entiende que, la sincronización y el control de la simetría, dos elementos muy diferentes de flujo de crestas,
FIGURA 3– Un dibujo que representa las ubicaciones de partida normales de formación de la cresta y la cobertura posterior través de la superficie de un dedo. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 66.)
FIGURA 3– Un dibujo que representa una manera fácil de visualizar cómo los deltas se forman a partir de tres campos de cresta convergentes. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 66.)
FIGURA 3– Un dibujo que muestra la evolución probable de las crestas en un patrón de alto conteo. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 67.)
FIGURA 3– Un dibujo que muestra la evolución probable de las crestas en un patrón de bajo conteo de crestas. (Reproducido con permiso del Wertheim y Maceo (2002), p 67.)
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3.8 Genética
3.8.1 Introducción a la Diversidad Genética y la
Piel de la Cresta de Fricción
En 1904, Inez Whipple presentó una investigación que proporciona una teoría detallada de la progresión evolutiva de la superficie (Whipple, 1904). Ashbaugh resume sucintamente proposición de Whipple de la génesis evolutiva de crestas de fricción:
Los primeros mamíferos se cubrieron con una su- perficie de la piel en forma de escamas. Cada escala tenía un pelo que sobresale de ella y un aceite de acompañamiento o de la glándula sebácea. En áreas palmares, que son los fondos de las manos y los pies, cabellos lentamente desaparecieron debido a la superficie el uso. El poro que estaba relacionado con el cabello cambia de una glándula sebácea a una glándula sudorípara. Su propósito, para mantener la piel húmeda superficie que aumenta el agarre de la superficie.
Comenzando con toda probabilidad como una mutación, escamas comenzaron a alinearse en filas y fusionarse. Este asistida además el agarre de la superficie de la piel mediante el aumento de la fric- ción. A través de la selección natural, esta mutación se ha difundido. Escamas evolucionaron lentamente en unidades similares a las verrugas con aberturas de los poros cerca del centro. La fusión de estas formaciones de verrugas en filas es el predecesor de la cresta de fricción, la verruga individuo sea el equivalente a un punto cresta (Ashbaugh, 1991, pág. 27).
Catorce años después de que se presentó filogenético (histo- ria evolutiva) la teoría de Whipple, los investigadores separa- ron de su teoría y presentan un modelo ontogénica (historia individual de desarrollo o embrionario), lo que sugiere que la fusión de las verrugas en las crestas se produce durante el desarrollo embrionario (Wilder y Wentworth, 1918). En 1926, Cummins refutó el esquema ontogenético (Cummins, 1926, pág. 134). Sin embargo, Hale incluyó más tarde el modelo ontogenético en sus conclusiones (Hale, 1952). La literatura desde ese momento ha sido desigual. Múltiples investiga- dores han demostrado que la primera evidencia visual de la in- teracción entre el entonces dermis y la epidermis son crestas, no una serie de unidades, que sobresalen en la dermis (Figura 3-6, p 3-8). Tal vez con los avances en la tecnología, la teoría de que las proliferaciones de células localizadas crecen juntos
en crestas lineales antes de la aparición de la cresta como una estructura se demostrará. Hasta entonces, la fusión de las unidades en las crestas sigue siendo un posible modelo de desarrollo que podría proporcionar la individualidad antes de la aparición de las primeras estructuras de cresta. El tér- mino “unidad cresta” puede estar limitada a una descripción de un poro sudor adulto y el reborde circundante (Ashbaugh, 1999, pág. 25, 35), con el término “proliferación localizada” se utiliza para describir eventos teóricos de la formación fetal (Babler, 1987, pág. 298).
3.8.2 El Papel de la Genética Cada aspecto del crecimiento y desarrollo de una sola célula en un ser humano completamente formado es iniciado por un patron genético. La capacidad para formar crestas de fricción es inherente dentro del embrión en desarrollo. Los patrones que forman estas crestas, sin embargo, están limitadas por la naturaleza y son definidos por la comunidad de huellas dactilares como verticilos, bucles, arcos, combinaciones y transiciones de estos patrones básicos, o la falta de un patrón (Hirsch, 1964). Aunque la genética puede dirigir cuando y donde las crestas se formarán proporcionando el modelo para las proteínas, la naturaleza proporciona los límites para el patrón a través de mecanismos físicos (Ball, 1999).
Las proteínas dirigen la actividad celular, facilitando los pro- cesos bioquímicos dentro de la célula. Estos procesos depen- den no sólo de la proteína derivada del gen sino también en los muchos otros componentes no proteicos de la célula tales como azúcares, lípidos, hormonas, elementos inorgánicos (por ejemplo, oxígeno), compuestos inorgánicos (por ejemplo, óxido nítrico), y minerales. Además, el entorno físico alred- edor y dentro de las células, incluyendo la tensión superficial, carga eléctrica, y la viscosidad, contribuye a la forma en que las células funcionan (Ball, 1999).
La información genética dirige la función celular, sirve de enlace entre las generaciones, e influye en la apariencia de una persona. Algunos aspectos de la apariencia son similares para cada individuo de la especie (es decir, aquellas caracter- ísticas que definen a las especies). Sin embargo, dentro de la especie, para cada aspecto de la apariencia de una persona, muchos genes y factores externos afectan el resultado final de la apariencia física. Los genes implicados con un atributo específico (por ejemplo, color de la piel) producen las proteí- nas apropiadas, que a su vez reaccionan unos con otros y con los muchos componentes no genéticos de la célula en las vías bioquímicas complejas durante el crecimiento y desar- rollo del feto (Ball, 1999). Estas rutas bioquímicas proceder bajo la influencia omnipresente de los factores externos.
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Aunque el ADN es crucial para proporcionar el modelo para el desarrollo de un modelo en particular, hay tantos pasos entre la génesis de la proteína ADN codificado y el producto final que incluso los dos individuos que se originaron de la misma ADN producirían dos modelos totalmente únicos.
Quizás Jamison mejor describe la interacción entre los genes y el medio ambiente en la piel crestas de fricción:
Dado que la formación dermatoglífica no puede derivarse únicamente de factores genéticos o ambientales, ya sea, debe ser el resultado de una interacción de los dos tipos de factores. Estainterac- ción es probablemente lejos de ser simple y lo más probable implica un relación reciproca de retroali- mentación positiva de múltiples pasos (Maruyama,
- en el que ya sea un genéticamente o un factor basado respetuosos con el medio provoca un cambio en el entorno uterino, que conduce a una respuesta genética (quizás en la forma de un “me- canismo de interruptor”, como en Roberts (1986)), que luego conduce a una cada vez más compleja serie de respuestas interactivas-genéticos ambiental (Jamison, 1990, pág. 103).
El último ejemplo de la función del medio ambiente en la formación de crestas de fricción es gemelos monocigóticos, que comparten idéntica información genética y los ambientes intrauterinos muy similares, pero en muchas ocasiones tienen patrones muy diferentes. El papel de la genética se entiende actualmente por la indicación de que varios genes principales, junto con un número de genes modificadores, pueden ser responsables del patrón, pero está bien establecido que los patrones de crestas de fricción también se ven afectados por el entorno (Chakraborty, 1991; Hirsch, 1964; Loesch, 1982, 1983; Slatis et al, 1976; Weninger et al, 1976).
Como muchos rasgos, la genética influye en la formación de patrones indirectamente por contribuir a la temporización de la aparición de la piel crestas de fricción, el momento de la aparición de la regresión de la almohadilla, la tasa de crecimiento del feto, y otros factores. Tensiones a lo largo de pequeñas áreas de la piel no se heredan, sino que repre- sentan uno de los factores ambientales que influyen en la formación de patrones.
Hasta hace poco (Chakraborty, 1991; Mavalwala et al, 1991), la mayoría de los investigadores en el campo de la genética y la antropología física tradicionalmente han visto TFRC como evidencia del control genético directo de la for- mación de patrones de huellas dactilares (Bonnevie, 1924;
Holt, 1968). La investigación de Sara Holt (1968) acerca de la heredabilidad de TFRC es un hallazgo significativo que apoya el plan de desarrollo de dos niveles sugeridos por esta y otras revistas literarias de la formación de patrones de huellas dactilares. La lógica también es compatible con este sistema. Eventos temporizados genéticamente controlados serían menos susceptibles a las variaciones ambientales, y, por lo tanto, TFRC sería más heredable de tipo de patrón. Además, la amplia gama de patrones que se encuentran en las palmas (Malhotra, 1982) demuestra la na- turaleza compleja de los factores que afectan a la alineación cresta. Recuentos de modelado y Ridge son indirectamente heredan y no se ven afectados por un solo factor de desar- rollo. Sin embargo, el flujo de crestas y conteo de crestas son afectados por la tensión a través de la superficie de crecimiento de la piel fetal.
3.8.3 Estudios Familiares 3.8.3.1 Variación étnica. Se han realizado miles de estu- dios antropológicos en distintas poblaciones para identificar tendencias en la formación de patrones de huellas dactilares. Tal vez una de las revisiones más completas de este tre- mendo cuerpo de investigación se llevó a cabo por Jamshed Mavalwala, lo que resulta en una bibliografía de 300 páginas de referencias dermatoglíficas (Mavalwala, 1977). El principal resultado de este cuerpo de trabajo fue la demostración de que las variaciones intratribales en frecuencias de patrón de crestas de fricción fueron mayores que las variaciones entre tribus. Asimismo, variaciones intraespecie en primates eran mayores que las variaciones interespecies. El cuerpo de la literatura sobre la variación étnica sugiere que múltiples genes afectan la formación de patrones y que esos genes interac- túan con respecto a las características finales del patrón.
3.8.3.2 Anormalidades. La comunidad médica ha estado, y continúa estando, interesada en dermatoglifia (Durham et al., 2000; Kahn et al., 2001; Schaumann y Opitz, 1991) y pliegues (Kimura, 1991) como indicadores del desarrollo anormal del feto durante el etapa crítica. Aunque hay pruebas de que el interés ha disminuido en las últimas décadas (Reed, 1991), se informó en 1991 que significativamente más de 3.500 artícu- los en la literatura internacional abordan diferentes aspectos de dermatoglifia (Mavalwala, 1977). Aunque muchos artícu- los se refieren a ciertas condiciones médicas ocurrencias estadísticamente significativas de combinaciones de patrones anormales de cresta, muchos investigadores todavía prestan atención a la advertencia de que “dermatoglifos pueden ser de incierto, o ningún valor de diagnóstico debido a la falta de un estereotipo especifico dermatoglífico en pacientes individuales” (Schaumann, 1982, pag. 33-34).
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