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Cráneo

El cráneo , o bóveda craneal , es típicamente una cavidad ósea que rodea el cerebro de un vertebrado . [ 1 ] [ 2 ] En algunos peces y anfibios , el cráneo es de cartílago . El c...

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El cráneo , o bóveda craneal , es típicamente una cavidad ósea que rodea el cerebro de un vertebrado . [ 1 ] [ 2 ] En algunos peces y anfibios , el cráneo es de cartílago . El cráneo se encuentra en el extremo cefálico del vertebrado.

En el ser humano, el cráneo comprende dos partes prominentes: el neurocráneo y el esqueleto facial , [ 3 ] que evolucionaron a partir del primer arco faríngeo . El cráneo forma la porción más anterior del esqueleto axial y es producto de la cefalización y el agrandamiento vesicular del cerebro, con varias estructuras sensoriales especializadas como los ojos , los oídos , la nariz , la lengua y, en los peces, órganos táctiles especializados como los barbillones cerca de la boca. [ 4 ]

El cráneo está compuesto por tres tipos de huesos: huesos craneales, huesos faciales y osículos , que a su vez están formados por varios huesos planos e irregulares fusionados . Los huesos craneales se unen mediante uniones fibrosas firmes llamadas suturas y contienen numerosos forámenes , fosas , apófisis y senos . En zoología , las aberturas del cráneo se denominan fenestras , la más prominente de las cuales es el foramen magno , por donde pasa el tronco encefálico para unirse a la médula espinal .

En anatomía humana , el neurocráneo (o caja craneana) se divide a su vez en bóveda craneal y endocráneo , formando juntos una cavidad craneal que alberga el cerebro. El periostio interno forma parte de la duramadre , el esqueleto facial y el esplacnocráneo , siendo la mandíbula su hueso más grande. La mandíbula se articula con los huesos temporales del neurocráneo en las articulaciones temporomandibulares . El cráneo se articula con la columna vertebral en la articulación atlantooccipital . El cráneo humano se desarrolla completamente dos años después del nacimiento.

Las funciones del cráneo incluyen la protección física del cerebro, la inserción de los músculos del cuello , los músculos faciales y los músculos de la masticación , la fijación de las órbitas oculares y los oídos externos ( conductos auditivos y pabellones auriculares ) para permitir la visión estereoscópica y la localización del sonido , la formación de las cavidades nasales y orales que permiten una mejor olfacción , gusto y digestión , y la contribución a la fonación mediante resonancia acústica dentro de las cavidades y los senos paranasales. En algunos animales, como los ungulados y los elefantes , el cráneo también cumple una función en la defensa contra los depredadores y la selección sexual al proporcionar la base para los cuernos , las astas y los colmillos .

La palabra inglesa skull probablemente deriva del nórdico antiguo skulle , [ 5 ] mientras que la palabra latina cranium proviene de la raíz griega κρανίον ( kranion ).

Estructura

Humanos

Cráneo in situ
Cráneo humano visto de perfil
Anatomía de un hueso plano: el periostio del neurocráneo se conoce como pericráneo.
Cráneo humano visto de frente
Huesos laterales del cráneo

El cráneo humano es la estructura ósea que forma la cabeza en el esqueleto humano . Sostiene las estructuras de la cara y forma una cavidad para el cerebro . Al igual que los cráneos de otros vertebrados, protege el cerebro de lesiones. [ 6 ]

El cráneo consta de tres partes, de diferente origen embriológico : el neurocráneo , las suturas y el esqueleto facial . El neurocráneo (o caja craneana ) forma la cavidad craneal protectora que rodea y alberga el cerebro y el tronco encefálico . [ 7 ] Las áreas superiores de los huesos craneales forman la bóveda craneal (cavidad craneal). El esqueleto facial (viscerocráneo membranoso) está formado por los huesos que sostienen la cara e incluye la mandíbula .

Los huesos del cráneo se unen mediante articulaciones fibrosas llamadas suturas, articulaciones sinartrodiales (inmóviles) formadas por osificación ósea , con fibras de Sharpey que permiten cierta flexibilidad. En ocasiones, pueden encontrarse fragmentos óseos adicionales dentro de la sutura, conocidos como huesos wormianos o huesos suturales . Generalmente, estos se localizan a lo largo de la sutura lambdoidea .

Huesos

Generalmente se considera que el cráneo humano consta de 22 huesos: ocho huesos craneales y catorce huesos del esqueleto facial. En el neurocráneo, estos son el hueso occipital , dos huesos temporales , dos huesos parietales , el esfenoides , el etmoides y el frontal .

Los huesos del esqueleto facial (14) son el vómer , dos cornetes nasales inferiores , dos huesos nasales , dos maxilares , la mandíbula, dos huesos palatinos , dos huesos cigomáticos y dos huesos lagrimales . Algunas fuentes cuentan un hueso par como uno solo, o el maxilar como si tuviera dos huesos (como sus partes); algunas fuentes incluyen el hueso hioides o los tres huesecillos del oído medio , el martillo, el yunque y el estribo, pero el consenso general sobre el número de huesos en el cráneo humano es el mencionado veintidós.

Algunos de estos huesos —el occipital, el parietal, el frontal, en el neurocráneo, y el nasal, el lagrimal y el vómer, en el esqueleto facial— son huesos planos .

Cavidades y forámenes

Tomografía computarizada de un cráneo humano en 3D

El cráneo también contiene senos paranasales , cavidades llenas de aire y numerosos orificios nasales . Los senos paranasales están revestidos de epitelio respiratorio . Sus funciones conocidas son la reducción del peso del cráneo, la mejora de la resonancia de la voz y la humidificación y calentamiento del aire que entra en la cavidad nasal .

Los forámenes son aberturas en el cráneo. El más grande de ellos es el foramen magnum , del hueso occipital, que permite el paso de la médula espinal, así como de nervios y vasos sanguíneos .

Procesos

Entre las numerosas apófisis del cráneo se encuentran la apófisis mastoides y las apófisis cigomáticas .

Otros vertebrados

Ventanas

Cráneo de chimpancé

Huesos

El hueso yugal es un hueso del cráneo presente en la mayoría de los reptiles, anfibios y aves. En los mamíferos, el hueso yugal suele denominarse hueso cigomático o hueso malar. [ 8 ]

El hueso prefrontal es un hueso que separa los huesos lagrimal y frontal en muchos cráneos de tetrápodos.

Pez

Partes de cabeza de pescado, 1889, Fauna de la India británica, Sir Francis Day

El cráneo de los peces está formado por una serie de huesos unidos de forma laxa. Las lampreas y los tiburones solo poseen un endocráneo cartilaginoso, con la mandíbula superior e inferior como elementos separados. Los peces óseos tienen hueso dérmico adicional , que forma un techo craneal más o menos coherente en los peces pulmonados y holóstos . La mandíbula inferior define el mentón.

La estructura más simple se encuentra en los peces sin mandíbulas , en los que el cráneo normalmente está representado por una cesta cartilaginosa en forma de canal que solo encierra parcialmente el cerebro y está asociada con las cápsulas de los oídos internos y la única fosa nasal. Estos peces se distinguen por no tener mandíbulas. [ 9 ]

Los peces cartilaginosos , como los tiburones y las rayas, también poseen estructuras craneales simples y presumiblemente primitivas. El cráneo es una estructura única que forma una caja alrededor del cerebro, cubriendo la superficie inferior y los lados, pero siempre al menos parcialmente abierta en la parte superior como una gran fontanela . La parte más anterior del cráneo incluye una placa cartilaginosa anterior, el rostro , y cápsulas que albergan los órganos olfativos . Detrás de estas se encuentran las órbitas, y luego un par adicional de cápsulas que albergan la estructura del oído interno . Finalmente, el cráneo se estrecha hacia la parte posterior, donde el foramen magnum se sitúa inmediatamente encima de un único cóndilo , articulándose con la primera vértebra . Además, en varios puntos del cráneo, existen forámenes más pequeños para los nervios craneales. Las mandíbulas consisten en aros cartilaginosos separados, casi siempre distintos del cráneo propiamente dicho. [ 9 ]

Cráneo de pez espada

En los peces con aletas radiadas , también se ha producido una modificación considerable respecto al patrón primitivo. El techo del cráneo suele estar bien formado, y aunque la relación exacta de sus huesos con los de los tetrápodos no está clara, por conveniencia se les suelen dar nombres similares. Sin embargo, otros elementos del cráneo pueden estar reducidos; hay poca región de la mejilla detrás de las órbitas agrandadas, y poco o ningún hueso entre ellas. La mandíbula superior a menudo se forma en gran parte a partir del premaxilar , con el maxilar situado más atrás, y un hueso adicional, el simpléctico, que une la mandíbula al resto del cráneo. [ 10 ]

Aunque los cráneos de los peces fósiles de aletas lobuladas se asemejan a los de los primeros tetrápodos, no puede decirse lo mismo de los peces pulmonados actuales . El techo del cráneo no está completamente formado y consta de múltiples huesos de forma algo irregular, sin relación directa con los de los tetrápodos. La mandíbula superior está formada únicamente por los pterigoides y los vómeres , todos los cuales presentan dientes. Gran parte del cráneo está formado por cartílago y su estructura general está reducida. [ 10 ]

Tetrápodos

Los cráneos de los primeros tetrápodos se parecían mucho a los de sus ancestros entre los peces de aletas lobuladas . El techo del cráneo está formado por una serie de huesos laminares, incluyendo el maxilar, los frontales , los parietales y los lacrimales , entre otros. Se superpone al endocráneo , que corresponde al cráneo cartilaginoso de los tiburones y las rayas . Los diversos huesos separados que componen el hueso temporal de los humanos también forman parte de la serie del techo del cráneo. Una placa adicional compuesta por cuatro pares de huesos forma el paladar; estos incluyen el vómer y los huesos palatinos . La base del cráneo está formada por varios huesos, muchos de los cuales son homólogos a partes de los huesos esfenoides y occipitales de los mamíferos. Finalmente, la mandíbula inferior está compuesta por múltiples huesos, de los cuales solo el más anterior (el dentario) es homólogo a la mandíbula de los mamíferos. [ 10 ]

En los tetrápodos actuales, muchos de los huesos originales han desaparecido o se han fusionado entre sí en diversas disposiciones. La forma y la disposición de los huesos en el cráneo de los tetrápodos a menudo están influenciadas por la necesidad de transmitir fuerzas entre las articulaciones de la mandíbula y los dientes durante la mordida [ 11 ] .

Pájaros

Cráneo de cuco

Las aves tienen un cráneo diápsido , como los reptiles, con una fosa prelagrimal (presente en algunos reptiles). El cráneo tiene un solo cóndilo occipital. [ 12 ] El cráneo consta de cinco huesos principales: el frontal (parte superior de la cabeza), el parietal (parte posterior de la cabeza), el premaxilar y el nasal (parte superior del pico), y la mandíbula (parte inferior del pico). El cráneo de un ave normal suele pesar alrededor del 1% de su peso corporal total. El ojo ocupa una cantidad considerable del cráneo y está rodeado por un anillo ocular esclerótico, un anillo de pequeños huesos. Esta característica también se observa en los reptiles.

Anfibios

Cráneos de anfibios, Hans Gadow, 1909. Anfibios y reptiles.

Los anfibios actuales suelen tener cráneos muy reducidos, con muchos huesos ausentes o reemplazados total o parcialmente por cartílago. [ 10 ] En mamíferos y aves, en particular, se produjeron modificaciones en el cráneo para permitir la expansión del cerebro. La fusión entre los distintos huesos es especialmente notable en las aves, en las que las estructuras individuales pueden ser difíciles de identificar.

Desarrollo

Cráneo de un recién nacido visto de perfil

El cráneo es una estructura compleja; sus huesos se forman tanto por osificación intramembranosa como endocondral . Los huesos del techo del cráneo , que comprenden los huesos del esqueleto facial y los lados y el techo del neurocráneo, son huesos dérmicos formados por osificación intramembranosa, aunque los huesos temporales se forman por osificación endocondral. El endocráneo , los huesos que sostienen el cerebro (el occipital, el esfenoides y el etmoides ) se forman en gran medida por osificación endocondral. Por lo tanto, los huesos frontal y parietal son puramente membranosos. [ 13 ] La geometría de la base del cráneo y sus fosas , las fosas craneales anterior , media y posterior, cambia rápidamente. La fosa craneal anterior cambia especialmente durante el primer trimestre del embarazo y los defectos craneales a menudo pueden desarrollarse durante este tiempo. [ 14 ] El crecimiento prenatal de la fosa craneal anterior no es uniforme. Durante el primer trimestre, se produce un crecimiento alométrico, con un aumento de la dimensión longitudinal de 5 a 17 milímetros entre la octava y la decimocuarta semana de vida fetal. Al mismo tiempo, el ángulo de la fosa craneal anterior disminuye y su profundidad aumenta hacia la fosa craneal media. En el segundo trimestre, el crecimiento continúa, pero se vuelve más uniforme, con solo ligeros cambios en el ángulo de la fosa craneal anterior. Se observa una disminución gradual del ángulo entre las alas menores del hueso esfenoides a medida que aumenta la profundidad de la fosa craneal anterior en el plano frontal. [ 15 ]

Al nacer, el cráneo humano está formado por 44 elementos óseos separados. Durante el desarrollo, muchos de estos elementos óseos se fusionan gradualmente para formar hueso sólido (por ejemplo, el hueso frontal ). Los huesos del techo del cráneo están inicialmente separados por regiones de tejido conectivo denso llamadas fontanelas . Hay seis fontanelas: una anterior (o frontal), una posterior (o occipital), dos esfenoidales (o anterolaterales) y dos mastoideas (o posterolaterales). Al nacer, estas regiones son fibrosas y móviles, necesarias para el nacimiento y el crecimiento posterior. Este crecimiento puede ejercer una gran tensión en la "bisagra obstétrica", que es donde se unen las partes escamosa y lateral del hueso occipital. Una posible complicación de esta tensión es la ruptura de la vena cerebral mayor . A medida que progresan el crecimiento y la osificación, el tejido conectivo de las fontanelas es invadido y reemplazado por hueso, creando suturas . Las cinco suturas son las dos escamosas , una coronal , una lambdoidea y una sagital . La fontanela posterior suele cerrarse a las ocho semanas, pero la anterior puede permanecer abierta hasta los dieciocho meses. La fontanela anterior se localiza en la unión de los huesos frontal y parietal; es una zona blanda en la frente del bebé. Una observación cuidadosa permite comprobar que se puede medir la frecuencia cardíaca del bebé al percibir el pulso que late suavemente a través de la fontanela anterior.

El cráneo del recién nacido es grande en proporción a otras partes del cuerpo. El esqueleto facial tiene un tamaño equivalente a una séptima parte del cráneo . (En el adulto, es la mitad). La base del cráneo es corta y estrecha, aunque el oído interno tiene casi el tamaño de un adulto. [ 16 ]

Importancia clínica

La craneosinostosis es una afección en la que una o más suturas fibrosas del cráneo infantil se fusionan prematuramente, [ 17 ] y alteran el patrón de crecimiento del cráneo. [ 18 ] Debido a que el cráneo no puede expandirse perpendicularmente a la sutura fusionada, crece más en dirección paralela. [ 18 ] A veces, el patrón de crecimiento resultante proporciona el espacio necesario para el cerebro en desarrollo, pero da lugar a una forma anormal de la cabeza y rasgos faciales anormales. [ 18 ] En los casos en que la compensación no proporciona suficiente espacio para el cerebro en desarrollo, la craneosinostosis produce un aumento de la presión intracraneal que puede provocar discapacidad visual, trastornos del sueño, dificultades para comer o un deterioro del desarrollo mental. [ 19 ]

El cráneo deformado por el cobre es un fenómeno en el que la intensa presión intracraneal deforma la superficie interna del cráneo. [ 20 ] El nombre proviene del hecho de que el interior del cráneo tiene la apariencia de haber sido golpeado con un martillo de bola , como los que suelen usar los caldereros . Esta afección es más común en niños.

Lesiones y tratamiento

Las lesiones cerebrales pueden ser mortales. Normalmente, el cráneo protege el cerebro de daños gracias a su alta resistencia a la deformación; es una de las estructuras menos deformables de la naturaleza, necesitando una fuerza de aproximadamente 1 tonelada para reducir su diámetro en 1  cm. [ 21 ] Sin embargo, en algunos casos de traumatismo craneoencefálico , puede producirse un aumento de la presión intracraneal debido a mecanismos como un hematoma subdural . En estos casos, el aumento de la presión intracraneal puede causar una herniación cerebral a través del foramen magno ("cono"), ya que no hay espacio para que el cerebro se expanda; esto puede provocar un daño cerebral significativo o la muerte, a menos que se realice una operación urgente para aliviar la presión. Por ello, los pacientes con conmoción cerebral deben ser vigilados con extrema atención. Las conmociones cerebrales repetidas pueden activar la estructura de los huesos del cráneo como cubierta protectora del cerebro. [ 22 ]

Ya en el Neolítico , a veces se realizaba una operación craneal llamada trepanación . Esta consistía en perforar un agujero en el cráneo. El examen de cráneos de este período revela que los pacientes a veces sobrevivían muchos años después. Parece probable que la trepanación también se realizara por motivos puramente rituales o religiosos. Hoy en día, este procedimiento todavía se utiliza, pero normalmente se denomina craneotomía .

En marzo de 2013, por primera vez en Estados Unidos, investigadores reemplazaron un gran porcentaje del cráneo de un paciente con un implante de polímero impreso en 3D de alta precisión . [ 23 ] Aproximadamente 9 meses después, se realizó el primer reemplazo completo de cráneo con un inserto de plástico impreso en 3D en una mujer holandesa. Ella padecía hiperostosis , que aumentaba el grosor de su cráneo y comprimía su cerebro. [ 24 ]

Un estudio realizado en 2018 por investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard en Boston, financiado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH), sugirió que, en lugar de viajar a través de la sangre , existen "pequeños canales" en el cráneo a través de los cuales las células inmunitarias combinadas con la médula ósea llegan a las áreas de inflamación después de una lesión en los tejidos cerebrales. [ 25 ]

Procedimientos para personas transgénero

La alteración quirúrgica de los rasgos craneales sexualmente dimórficos puede llevarse a cabo como parte de la cirugía de feminización facial o la cirugía de masculinización facial . Estos procedimientos quirúrgicos reconstructivos pueden alterar los rasgos faciales sexualmente dimórficos para acercarlos en forma y tamaño a los rasgos faciales del sexo deseado. [ 26 ] [ 27 ] Estos procedimientos pueden ser una parte importante del tratamiento de las personas transgénero para la disforia de género . [ 28 ] [ 29 ]

Sociedad y cultura

Se creía que Adán había sido enterrado en el Monte Calvario . Bordado de seda (siglo XVII).

La deformación craneal artificial es una práctica ancestral de algunas culturas. Se utilizaban cuerdas y tablas de madera para aplicar presión al cráneo del bebé y alterar su forma, a veces de manera significativa. Este procedimiento comenzaba justo después del nacimiento y se prolongaba durante varios años.

Osteología

Al igual que el rostro, el cráneo y los dientes también pueden revelar la historia de vida y el origen de una persona. Los científicos forenses y los arqueólogos utilizan rasgos cuantitativos y cualitativos para estimar el aspecto del portador del cráneo. Cuando se encuentra una cantidad significativa de huesos, como en Spitalfields (Reino Unido) y en los montículos de conchas Jōmon (Japón), los osteólogos pueden utilizar rasgos, como las proporciones de longitud, altura y anchura, para determinar la relación de la población estudiada con otras poblaciones vivas o extintas.

Hacia 1800, el médico alemán Franz Joseph Gall formuló la teoría de la frenología , que pretendía demostrar que ciertas características del cráneo están asociadas a determinados rasgos de personalidad o capacidades intelectuales de su propietario. Actualmente, su teoría se considera pseudocientífica .

dimorfismo sexual

A mediados del siglo XIX, los antropólogos consideraron crucial distinguir entre cráneos masculinos y femeninos. Un antropólogo de la época, James McGrigor Allan , argumentó que el cerebro femenino era similar al de un animal. [ 30 ] Esto permitió a los antropólogos afirmar que las mujeres eran, de hecho, más emocionales y menos racionales que los hombres. McGrigor concluyó entonces que los cerebros de las mujeres eran más análogos a los de los bebés, considerándolas inferiores en aquel entonces. [ 30 ] Para reforzar estas afirmaciones de inferioridad femenina y silenciar a las feministas de la época, otros antropólogos se sumaron a los estudios del cráneo femenino. Estas mediciones craneales son la base de lo que se conoce como craneología . Estas mediciones craneales también se utilizaron para establecer una conexión entre las mujeres y las personas negras. [ 30 ]

Las investigaciones han demostrado que, si bien en la infancia hay poca diferencia entre los cráneos masculinos y femeninos, en la edad adulta los cráneos masculinos tienden a ser más grandes y robustos que los femeninos, que son más ligeros y pequeños, con una capacidad craneal aproximadamente un 10 por ciento menor que la del hombre. [ 31 ] Sin embargo, estudios posteriores muestran que los cráneos de las mujeres son ligeramente más gruesos y, por lo tanto, los hombres pueden ser más susceptibles a las lesiones en la cabeza que las mujeres. [ 32 ] No obstante, otros estudios muestran que los cráneos de los hombres son ligeramente más gruesos en ciertas áreas. [ 33 ] Algunos estudios muestran que las mujeres son más susceptibles a las conmociones cerebrales que los hombres. [ 34 ] También se ha demostrado que los cráneos de los hombres mantienen la densidad con la edad, lo que puede ayudar a prevenir las lesiones en la cabeza, mientras que la densidad del cráneo de las mujeres disminuye ligeramente con la edad. [ 35 ] [ 36 ]

Los cráneos masculinos pueden tener crestas supraorbitarias , glabela y líneas temporales más prominentes . Los cráneos femeninos generalmente tienen órbitas más redondeadas y mandíbulas más estrechas. Los cráneos masculinos, en promedio, tienen paladares más grandes y anchos , órbitas más cuadradas, apófisis mastoides más grandes , senos paranasales más grandes y cóndilos occipitales más grandes que los femeninos. Las mandíbulas masculinas suelen tener mentones más cuadrados e inserciones musculares más gruesas y rugosas que las mandíbulas femeninas. [ 37 ]

Craneometría

El índice cefálico es la relación entre el ancho de la cabeza, multiplicado por 100 y dividido por su longitud (de adelante hacia atrás). Este índice también se utiliza para clasificar animales, especialmente perros y gatos. El ancho se mide generalmente justo debajo de la eminencia parietal , y la longitud desde la glabela hasta el punto occipital.

Los humanos pueden ser:

  • Dolicocéfalo — cabeza alargada
  • Mesocefálico — de cabeza mediana
  • Braquicéfalo — cabeza corta [ 16 ]

El índice cefálico vertical se refiere a la relación entre la altura de la cabeza multiplicada por 100 y dividida por la longitud de la cabeza.

Los humanos pueden ser:

  • Chamaecranic — cráneo bajo
  • Ortocráneo — cráneo de altura media
  • Hipsicránico — cráneo alto

Terminología

Historia

La trepanación , una práctica que consiste en crear un orificio en el cráneo, ha sido descrita como el procedimiento quirúrgico más antiguo del que existe evidencia arqueológica , [ 38 ] encontrada en forma de pinturas rupestres y restos humanos. En un yacimiento funerario en Francia , datado en el 6500 a. C., 40 de los 120 cráneos prehistóricos encontrados presentaban orificios de trepanación. [ 39 ]

Imágenes adicionales

Véase también

Referencias

Dominio públicoEste artículo incorpora texto de dominio público de la página 128 de  la vigésima edición de Gray's Anatomy (1918).

A la fecha de esta edición , este artículo utiliza contenido de «Evaluación morfométrica de la fosa craneal anterior durante la etapa prenatal en humanos y sus implicaciones clínicas» , cuyos autores son Wojciech Derkowski, Alicja Kędzia, Krzysztof Dudek y Michał Glonek. El contenido está licenciado bajo la Licencia Internacional Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 , pero no bajo la GFDL . Deben respetarse todos los términos pertinentes.

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  • Base del cráneo humano (en alemán)
  • Cráneos humanos / Cráneos antropológicos / Comparación de cráneos de vertebrados (PDF; 502  kB)
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