Estudio morfométrico correlacional en embriones humanos. Embrioteca de la Universidad de Ciencias Médicas, Villa Clara

Correlational morphometric study in human embryos. Embrioteca of the University of Medical Sciences in Villa Clara

María Aimée Vila Bormey, María Nelia Martínez Lima, Belkis Alfonso Águila, Larissa Silverio Ruiz, Yanely Surí Santos, Alfredo Santana Machado

Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara. Correo electrónico: mariavb@infomed.sld.cu

Introducción: la biometría externa del embrión en estadios finales del período embrionario humano puede tener regularidades y asociaciones con la de órganos internos, de gran impacto en su anatomía, fisiología y patología (corazón, pulmones e hígado); cuestión esta no suficientemente explorada.
Objetivo: establecer posibles asociaciones entre la biometría externa del embrión y la de su corazón, pulmones e hígado, en estadios finales del período embrionario.
Métodos: se realizó un estudio correlacional en un total de 11 embriones humanos de estadios 20, 22 y 23 del período embrionario pertenecientes a la Embrioteca de la Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara; estos fueron distribuidos en grupo estudio corazón (6), grupo estudio pulmones (9) y grupo estudio hígado (7). Se correlacionaron seis variables morfométricas externas por embrión y cinco internas por órgano estudiado; entre todas ellas se realizó el estudio de correlación lineal.
Resultados: las distancias laterales de corazón e hígado se correlacionaron con la longitud cráneo-raquis del embrión y la distancia transversal de las cavidades toráxica y abdominal respectivamente. Todas las variables pulmonares se correlacionaron con el peso embrionario, casi todas con la longitud cráneo-raquis, y varias con los diámetros toráxicos.
Conclusiones: las múltiples correlaciones encontradas entre las variables externas e internas para los tres grupos, apoyan cuantitativamente la armonía del crecimiento en estos estadios y sugieren la posibilidad de predecir el tamaño de órganos con base en la biometría externa embrionaria.

DeCS: desarrollo embrionario, corazón fetal/anatomía & histología, hígado/anatomía & histología, pulmón/anatomía & histología.

Introduction: external biometric measurement in later stages of the embryonic period in humans can have regularities and associations with internal organs' biometry, which is also of great impact on their anatomy, physiology and pathology (heart, lungs and liver); this matter has not been well explored yet.
Objective: to establish possible associations between external biometric measurement of the embryo and the biometry of its heart, lungs and liver in later stages of the embryonic period.
Methods: a correlational study was conducted in a total of 11 human embryos of 20, 22 and 23 stages of the embryonic period belonging to the Embrioteca of the University of Medical Sciences in Villa Clara; these were distributed in 3 study groups: heart (6), lungs (9) and liver (7). Six external morphometric variables for embryo were correlated and five internal ones for organ studied, which represents a total of 11 internal variables for embryo; a linear correlational study was carried out among all these variables. ]]> Results: lateral distances of heart and liver were correlated by means of skull-spine length of the embryo and transversal distance of the thoracic and abdominal cavities respectively. All pulmonary variables were correlated with embryonic weight, most of them using skull-spine length, and some others using thoracic diameters.
Conclusions: multiple correlations found between external and internal variables for the three groups support quantitatively the correspondence of the development in these stages and suggest the possibility of predicting the size of organs based on external biometric measurement.

DeCS: embryonic development, fetal heart/anatomy & histology, liver/anatomy & histology, lung/anatomy & histology.

INTRODUCCIÓN

La anatomía cuantitativa de órganos en el período embrionario humano no cuenta aún con suficientes referentes, no obstante, hay algunos artículos internacionales de estudios morfométricos cardíacos en ellos,^1,2 y varios informes nacionales que nos acercan a las dimensiones de algunos órganos, por ejemplo: corazón, tubo neural y pulmones.^3-7

Los resultados sobre biometría embrionaria externa fueron publicados por los autores en su trabajo titulado «Los estadios embrionarios 20, 22 y 23 de Carnegie: una perspectiva cuantitativa»; este se basó en 17 muestras de la embrioteca de la Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara (UCM VC), entre ellos, los que se incluyen en el presente trabajo; se caracterizó cuantitativamente el peso, la longitud cráneo-raquis (LCR) y los diámetros corporales cefálicos, torácicos y abdominales.³

El desarrollo tecnológico aplicado a los medios de diagnóstico prenatal lo aproxima notablemente a edades cada vez más tempranas de la concepción humana, en busca de diagnósticos precoces de aquellas desviaciones del desarrollo y de soluciones a estos graves problemas; esto reafirma la necesidad de creación de nuevos conocimientos con bases científicas, lo que ayudará al progreso de la medicina embrionaria y en la identificación de desviaciones del desarrollo en general y de órganos en particular, cuyas malformaciones tienen un importante impacto en la morbilidad y mortalidad perinatal.⁸

Entre los órganos más importantes de la anatomía embrionaria, se encuentran el corazón y el hígado, cuyas dimensiones justifican la notabilidad que tienen en el perfil ventral del embrión en el que conforman la prominencia pericardiohepática.⁹ Las considerables dimensiones del corazón se argumentan por su función de bombear sangre no solo a los tejidos embrionarios sino a la placenta, estructura anexa relativamente distante; este órgano en período embrionario y parte del fetal es grande comparado con aquel en etapas postnatales. ]]> El hígado, por su parte, es el órgano más voluminoso en el embrión, juega importantes roles en la hematopoyesis, la producción de alfa feto proteína, el metabolismo y el equilibrio endocrino; su tamaño impide el alojamiento temprano de las asas intestinales de rápido crecimiento, por lo que estas deben salir al celoma extraembrionario del cordón umbilical, fenómeno conocido como «hernia umbilical fisiológica»; la cual no se reduce hasta que se produce el crecimiento de la cavidad abdominal.¹⁰

El desarrollo y la maduración del pulmón se describe según sus caracteres histológicos; en función de esto, se establecen diferentes períodos o fases; las clasificaciones más comunes incluyen cuatro etapas: pseudoglandular, canalicular, sacular y alveolar. Al concluir el período embrionario (ocho semanas), el pulmón se encuentra en la etapa pseudoglandular.¹¹

Los pulmones no son relevantes en su tamaño si se comparan con los órganos antes mencionados, aunque esto lo compensa su carácter bilateral; se produce en ellos una sucesión de divisiones dicotómicas en el árbol bronquial, lo que constituye la principal forma de crecimiento en este momento.^11,12 Su bilateralidad y coincidencia transitoria con el corazón en la misma cavidad, la notoriedad del hígado, así como el impacto de los tres órganos en la fisiología y patología congénitas, justifican el interés de un estudio de ellos en relación con la biometría general del embrión, desde la perspectiva morfométrica en etapas tan tempranas, por lo que el objetivo del presente trabajo fue establecer posibles asociaciones entre la biometría externa del embrión humano en estadios finales del período embrionario y la morfometría de órganos como corazón, pulmones e hígado.

MÉTODOS

Se realizó un estudio correlacional en embriones humanos pertenecientes a la Embrioteca de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara (UCM-VC).

Se utilizó como universo el total de embriones humanos pertenecientes a la Embrioteca, que se encuentran en estadios finales del período embrionario (20 al 23 de Carnegie), con mayor grado de desarrollo (semana 8).¹³

Criterios de la muestra:

· Embriones catalogados como normales por su morfología.
· Embriones con datos morfométricos macroscópicos o externos documentados. ]]> · Embriones con datos morfométricos microscópicos o internos de al menos uno de los tres órganos: corazón, pulmones o hígado documentados. A partir de esto se establecieron: grupo estudio corazón, grupo estudio pulmones y grupo estudio hígado.

La muestra quedó conformada por:

Operacionalización de las variables:

La morfometría externa o macroscópica de esos 11 embriones incluyó las siguientes variables:

1. LCR: longitud cráneo-raquis, expresada en mm y tomada con pie de rey.
2. Peso: expresado en gramos y tomado con balanza digital marca Gibertini, calibrada y autorizada para uso por el centro de metrología de la Oficina Territorial de Normalización (OTN) de la provincia de Villa Clara.
3. DAPT: distancia anteroposterior del tórax, en mm y realizada con pie de rey.
4. DTT: distancia lateral del tórax, en mm y tomada con pie de rey.
5. DAPA: distancia anteroposterior del abdomen, en mm y hecha con pie de rey. ]]> 6. DTA: distancia lateral del abdomen, en mm y tomada con pie de rey.

Para la morfometría interna o microscópica las muestras se procesaron por técnica de parafina: fijación en formol neutro al 10% por 72 horas, deshidratación en alcoholes crecientes, aclaración en Xilol, inclusión en parafina, cortes seriados en micrótomo vertical con micraje de 10 micras en plano sagital o transversal y tinción con H/E; esta morfometría incluyó las variables siguientes:

1. Área (A): Se obtuvo al delinear los límites externos del órgano tanto en sección transversal como longitudinal, mediante la opción de polígono que aparece en la barra de herramientas del software ScopePhoto 3.0. Se expresó en mm².
2. Distancia anteroposterior (DAP): Se midió la distancia mayor existente entre los límites anterior y posterior del órgano, tanto en sección transversal como longitudinal, mediante la opción de línea que aparece en la barra de herramientas del software ScopePhoto 3.0. Se expresó en mm.
3. Distancia lateral (DLAT): En secciones transversales se midió la distancia mayor existente entre los límites derecho e izquierdo del órgano, mediante la opción de línea que aparece en la barra de herramientas del software Scope Photo 3.0. En sección sagital esta distancia fue calculada al multiplicar el número de cortes en que aparece el órgano por el espesor de estos: 10 micras. Se expresó en mm.
4. Distancia longitudinal (DLONG): En secciones transversales se obtuvo al multiplicar el número de cortes en que aparece el órgano por el espesor del corte (10 micras) y en los cortes longitudinales directamente por la distancia mayor existente entre los límites inferior y superior del órgano, mediante la opción de línea que aparece en la barra de herramientas del software Scope Photo 3.0. Se expresó en mm.
5. Volumen (V): mediante la fórmula citada por Marantos Gamarra DG¹ donde:

e = espesor del corte
ai= área del órgano en cada corte ]]> n= número de cortes
Se expresó en mm3.

A cada una de estas variables, en las tablas correspondientes, se le adicionan letras mayúsculas en correspondencia con el órgano en que fueron determinadas: C para corazón, H para hígado y se especifica PI o PD, según se trate de pulmón izquierdo o derecho respectivamente.

Análisis estadístico: Los datos morfométricos tanto macroscópicos o externos como microscópicos o internos, disponibles en bases de datos Excel, fueron llevados a SPSS para Windows versión 15. Se realizaron análisis de correlación lineal entre ambos grupos de variables en los tres grupos estudiados.

Aspectos éticos: El estudio contó con el aval del Comité de Ética de Investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara y la aprobación del Comité de Ética de Investigación de la Unidad de Investigaciones Biomédicas.

RESULTADOS

Los datos disponibles de la morfometría macroscópica y microscópica de los seis embriones contemplados en el estudio del corazón se muestran en la tabla 1.

Entre las variables morfométricas microscópicas del órgano, el área osciló entre 3,72 y 8,27 mm², con promedio de 5,79 mm²; el volumen varió entre 6,13 y 11,51 mm³, con promedio de 8,26 mm³. Las medidas en los tres ejes cardíacos, con lógicas variaciones individuales, tuvieron como promedio 2,96 x 3,03 x 2,48 mm en sentido anteroposterior, lateral y longitudinal respectivamente, con ligero predominio lateral.

En estas muestras las variables morfométricas macroscópicas evidenciaron como promedio LCR de 25,83 mm, peso de 2,28 gramos, DTT de 9,5 mm y DTA de 9,66 mm. ]]> En este grupo se exploró la relación entre la distancia lateral del órgano y la del tórax, de lo que se obtuvo que, con ligeras variaciones individuales, el promedio de esta relación fue 0,31.

El estudio de correlación entre las variables microscópicas y macroscópicas (Tabla 2) mostró que DLATC se correlacionó de modo muy significativo con la LCR r = 0,953 y de modo significativo con DTT r = 0,820.Las restantes variables no mostraron correlaciones según el análisis efectuado.

Los datos disponibles de la morfometría macroscópica y microscópica de los nueve embriones contemplados en el estudio de los pulmones se muestran en la tabla 3. El área del pulmón izquierdo (API) varió entre 0,57 y 6,96 mm² con promedio de 2,99 mm² en tanto el volumen pulmonar izquierdo (VPI) osciló entre 0,41 y 6,9 mm³, con promedio de 2,67 mm³. Linealmente y como promedio, este pulmón midió 2,07 x 1,29 x 2,85 mm en sentido anteroposterior, lateral y longitudinal respectivamente, lo que evidencia predominio discreto en el eje longitudinal.

El área del pulmón derecho (APD) osciló entre 0,66 mm² y 7,08 mm², con promedio de 3,29 mm². El volumen pulmonar derecho (VPD) varió entre 0,51 mm³ y 8,39 mm³, con promedio de 3,15 mm³. Linealmente, y también como promedio, este pulmón midió 2,15 x 1,38 x 2,91 mm en sentido anteroposterior, lateral y longitudinal respectivamente, también con predominio discreto en el eje longitudinal.

En estas muestras las variables morfométricas macroscópicas evidenciaron como promedio LCR de 24,44 mm, peso de 1,99 gramos, DTT de 8,66 mm y DAPT de 8,44 mm.

Los resultados del análisis de correlación lineal con valor estadístico en dichas series (Tabla 4) arrojaron que la LCR se correlacionó con API: r =0,814(**); APD: r=0,847(**); VPI: r= 0,865(**); VPD: r= 0,868(**); DAPPI: r= 0,918(**); DAPPD: r=0,797(*); DLATPI: r = 0,897(**) y DLATPD: r = 0,954(**). Todas altamente significativas.

Por su parte, el peso del embrión se correlacionó con las variables microscópicas API:r =0,802(**); APD: r =0,842(**); VPI:r =0,809(**); VPD: r =0,782(*); DAPPI:r =0,805(**); DAPPD :r = 0,723(*); DLATPI:r = 0,894(**); DLATPD: r = 0,870(**); DLONGPI:r =0,713(*) y DLONGPD: r =0,716(*). Algunas de ellas significativas y otras altamente significativas.

La distancia transversa toráxica se correlacionó en el pulmón izquierdo con las variables VPI: r =0,695(*), DAPPI: r = 0,719(*) y DLATPI: r =0,878(**); mientras en el pulmón derecho las correlaciones fueron con APD: r =0,708(*), VPD: r =0,687(*), DAPPD: r = 0,743(*) y DLATPD: r =0,891(**). Algunas de ellas también significativas y otras altamente significativas. ]]> La distancia anteroposterior del tórax en el pulmón izquierdo se correlacionó con la DAPPI: r = 0,727(*) y la DLATPI: r = 0,803(**), y en el lado derecho igualmente lo hizo con DAPPD: r=0,763 (*) y DLATPD: r =0,824(**); algunas de manera significativa y otras altamente significativas.

Por otra parte, los datos morfométricos disponibles de los siete embriones contemplados en el estudio del hígado y sus promedios se exponen en la tabla 5. En esta se observa que el AH varió entre 10,44 mm² y 27,79 mm², con promedio de 18,44 mm². El VH osciló entre 15,14 mm³ y 66,09 mm³, con promedio de 39,54 mm³. Linealmente, el hígado tuvo como promedio 5,45 x 4,57 x 4,45 mm, lo que denota predominio en el eje anteroposterior. Los embriones de este grupo de estudio tuvieron como promedio 24,71 mm de LCR; 2,15 gramos de peso, DTA y DAPA de 8,71 y 9,28 mm respectivamente.

Los resultados del análisis de correlación lineal con valor estadístico en este grupo (Tabla 6) evidenciaron asociación lineal directa con un nivel de significación de 0,01 bilateral de la LCR con respecto a la DLATH: r=0, 916, mientras la DTA reveló una significación al nivel 0,05 bilateral con la DLATH: r=0,769.

DISCUSIÓN

Linealmente y como promedio, el corazón mostró predominio en su eje lateral, seguido por el anteroposterior y el sagital, aunque se observaron diferencias individuales en estas dominancias, como puede observarse no son notables, lo que apunta a una forma mayormente simétrica del órgano. Un estudio morfométrico cardíaco anterior llevado a cabo con otros embriones de esta misma embrioteca mostró también predominio del corazón en sentido transversal o lateral.⁵

Marantos Gamarra obtuvo volúmenes cardíacos calculados entre 3,05 y 5,16 mm³ para embriones del estadio 16 (8-11 mm LCR), estadio inferior a los contemplados en el presente estudio por lo que los valores que informa son también inferiores.¹ ]]> Parte de los resultados de la morfometría cardíaca en que se basa este trabajo han sido comunicados en artículos anteriores de los autores, tal es el caso de: «Una aproximación a las dimensiones cardíacas en el embrión humano del estadio 22 de Carnegie»⁷ y «¿Puede la longitud cráneo-raquis predecir el tamaño cardíaco en embriones humanos?»; en este último resultó interesante la correlación altamente significativa hallada entre LCR y distancia cardíaca anteroposterior, con un coeficiente de correlación altamente significativo (r=0, 978).⁵

El presente trabajo, con una muestra mayor, no corroboró esta correlación pero si la existente entre la distancia transversa del tórax del embrión y la distancia transversa del corazón, correlación significativa y también lógica, pues el corazón es un órgano intratoráxico y no sería racional explicar un crecimiento cardíaco en ese plano sin que ocurra también en el tórax, lo que reafirma cuantitativamente, la armonía de crecimiento del corazón y la región anatómica del embrión que lo contiene, es decir el tórax.

Son numerosos los informes de las mediciones del corazón en etapas más avanzadas de la gestación, incluido el propio primer trimestre o en semanas más avanzadas, la mayoría mediante ecocardiografía, entre ellos se halla la tesis doctoral «Utilidad de la medición del eje cardíaco en la ecografía del primer trimestre de la gestación»; el autor plantea que el tamaño cardíaco se calcula al medirel área cardíaca, que en condiciones fisiológicas es inferior a un tercio del área torácica, o bien mediante la relación entre el diámetro transverso del corazón y el diámetro transverso del tórax que debe ser inferior a 0,5.¹⁴ Esto evidencia la importancia de las variables morfométricas diámetro transverso cardíaco y toráxico, las cuales fueron evaluadas en el presente estudio; en una primera aproximación a esta relación se encontró que en todas las muestras fue también inferior a 0,5 (tabla 1), esto presupone ahondar en una mayor cantidad de muestras normales, en busca de mayor solidez de esta relación en la etapa embrionaria.

Respecto a la morfometría pulmonar se corroboró, ahora con una muestra mayor, la dominancia pulmonar derecha notificada en un trabajo anterior de los autores con tres muestras de esta misma serie;⁶ el predominio lineal del pulmón como promedio, con marcadas diferencias individuales, se hace en el eje longitudinal; en estas diferencias morfométricas pudieron influir el tamaño muestral y el plano de los cortes, y plantea por tanto la necesidad de realizar un estudio que evalúe los resultados según el plano de corte, en este y otros órganos.

Fueron múltiples las correlaciones halladas entre la morfometría externa del embrión y sus pulmones, se destaca la homología de estas en ambos lados. Se enfatiza en la variable peso por sus correlaciones con todas las variables microscópicas de ambos pulmones, seguida por la LCR que se correlacionó con todas menos con la distancia longitudinal, en ambos pulmones. Esto denota una fuerte asociación entre el crecimiento del embrión en sus parámetros biométricos más generales con el crecimiento de los pulmones en todas las dimensiones; estos órganos atraviesan su etapa pseudoglandular caracterizada esencialmente por la continua división dicotómica del árbol bronquial para formar bronquiolos terminales,^11,12 lo que parece incidir en la morfometría del órgano, que se encuentra en pleno crecimiento. Las correlaciones entre las dimensiones del tórax y los pulmones, denotaron coherencia entre el crecimiento lineal de estos en los ejes anteroposterior y lateral, con iguales ejes de la cavidad toráxica; con el eje longitudinal del pulmón, pese que fue el que más se incrementó, no pudo explorarse esta asociación pues no existe una medida homóloga en el tórax; sin embargo, se asoció bilateral y significativamente con el peso, importante parámetro biométrico general del embrión. Además de estas correspondencias lineales la DTT se correlacionó con las variables área y volumen en los pulmones, vistos desde la bidimensión y la tridimensión, lo que reafirma armonía entre su crecimiento y el del tórax.

El hígado, por su parte, mostró predominio en el eje anteroposterior. Antes se comentó que este órgano, de conjunto con el corazón es muy notable en el perfil ventral del embrión, por lo que es de esperar la dominancia en este eje.

Una correlación interesante y muy significativa se dio entre la longitud cráneo-raquis (LCR) y la DLATH, lo que evidencia una concordancia entre el crecimiento lineal embrionario y el crecimiento hepático en estos estadios, que lo hace mayormente en sentido transversal, coincide este desarrollo transverso con la DTA, aspecto ratificado por la correlación significativa de esta distancia con la DLATH. Lo anterior confirma la relación que guardó el crecimiento embrionario y hepático en estos embriones. No se encontró correlación entre el volumen hepático y las restantes variables, sobre todo peso embrionario; aunque numerosos estudios llevados a cabo en fetos plantean el valor de este órgano como predictor del crecimiento y desarrollo prenatal, existen normogramas de volumen hepático para el período fetal mediante ultrasonografía tridimensional que postulan el volumen hepático como posible marcador de retardo de crecimiento intrauterino.¹⁵

Es dable que estas asociaciones se hagan evidentes en etapas más avanzadas del desarrollo o puedan aparecer en estudios semejantes al presente con mayor muestra.

En general no se encuentran en la bibliografía consultada informes de trabajos similares con los cuales confrontar estos resultados.

Las correlaciones encontradas plantean la posibilidad de explorar predicciones del tamaño de órganos internos en el embrión, con base en parámetros biométricos generales como LCR, peso y algunos diámetros, lo cual pudiera ser de interés para el progreso de la medicina embrionaria.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no existen conflictos de intereses en el presente artículo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recibido: 13 de marzo de 2018
Aprobado: 15 de junio de 2018