Embryologie Organogenesa 2010

Stadia vývoje lze určit podle: ● Počtu buněk ● Typických rysů – vývoj specifických orgánů a orgánových systémů ● Vývoj srdce – akce srdeční, stavba srdce ● Uzávěr CNS ● Počet somitů ● Vzhled končetin ● Délky

Stadia vývoje ● Blastogenesa ● Zygota ● blastomer ● Morula ● Blastocysta ● Embryogenese ● Tubulární embryo ● Embryo tvaru C ● Stadia podle Carnegieho ● Fetální období

Souhrn týdne vývoje ● Všechny hlavní orgány a orgánové systémy těla jsou tvořeny ze třech zárodečných vrstev ● Tvorba záhybů – rychlost růstu se v různých oblastech embryonálního těla liší – vytvoření 3D – tubulální embryo – výsledek uzavírání stěny tělní (během 4. týdne) ● Základní děje, které vedou k tvorbě záhybů: ● Vývoj a uzavírání CNS ● Somitogenese

Somitogenese Diferenciace paraaxiálního mesodermu na prvosegmenty – somity. Vytvářejí se symetricky podél předozadní osy tvořené notochordem a nervovou trubicí. Proces začíná u člověka 20. den po oplodnění a končí na konci 5. týdne, kdy konečný počet somitů dosáhne 42 až 44 párů (4 occipitální, 8 cervikálních, 12 thorakálních, 6 lumbálních, 5 sakrálních a 8 až 10 coccygeálních). Embryo ještě v kaudální části dorůstá činností kaudálního morfogenetického systému a procesem gastrulace. Jak segmentace tak gastrulace probíhají tedy po určité období vývoje společně.

Somitogenese Pro segmentaci zárodku platí přesná prostorová a časová pravidla. Kontrolována je jak tvorba nových párů somitů, tak jejich počet. Na tom se podílí tzv. molekulární hodiny. Jejich podstatou je periodická exprese specifických genů. Buňky cyklicky exprimují FGF nebo Wnt. FGF stimuluje proliferaci buněk mesenchymu, Wnt je důležitý pro proliferaci epitelových buněk. Další signální molekulou, která má význam během vývoje je Notch (brání diferenciaci sousedních buněk). Pokud buňka exprimuje současně FGF a Notch, mesenchymové buňky se mohou množit. V další etapě buňky změní se na epitelovou strukturu a exprimují Wnt. K diferenciaci přispívá také kyselina retinová.

Somitogenese Somity se rozdělí na kraniální a kaudální část, později ještě na ventrální a dorsální část. Ventrální část se změní zpět na mesenchym – sklerotom. Dorsální část zůstává ještě po nějakou dobu ve formě epitelu – dermatomyotom. Buňky dermatomyotomu se posléze rozdělí na ty, které jsou blíže povrchu embrya, dermatom, a na ty, které leží pod nimi - myotom.

Somitogenese Sklerotom je základem kostí a chrupavek obratlů a žeber. Část buněk ze sklerotomu během vývoje vycestuje a poté leží na hranici mezi nimi. Tyto buňky dají dají vznik tzv. syndetomu, buňkám, ze kterých vznikne vazivová tkáň budoucích šlach spojujících obratle a svaly. Sklerotom se během vývoje rozdělí na rostrální a kaudální část. Později se sousední somity spojí a dají vznik obratlům. Tím dojde k posunu, který umožní spojení nervové tkáně s mytotomy (kosterním svalstvem).

Vývoj kosterního svalstva Prekurzory kosterního svalstva se vyvinou z myotomu a to včetně svalů jazyka, diafragmy a končetin. Do těchto orgánů buňky myotomu vycestují z příslušných somitů.

Vývoj končetin ● Končetinové pupeny – vývoj - interakce mezi mesenchymem a ektodermem ● Apikální ektodermová lišta ( FGF, TGF β, kyselina retinová, Notch signalizace) – gradient koncentrace morfogenů – obdoba segmentace zárodku a tvorby somitů ● Interakce mezi signálními molekulami v končetinovém pupenu vede k expresi Hox- genů a segmentaci končetiny

Vývoj končetiny ● Končetinový pupen ● Rozdělení na autopodium (ruku, chodidlo) a axopodium ● Vytvoření ohybu – lokte, kolene – stylopodium a zeugopodium ● Uvnitř kondenzace mesechymu – nejprve se utváří hrudní a pánevní pletenec, pak humerus a femus, potom ulna a radius, respektice tibie a fibula, a nakonec metakarpy a články prstů

Vývoj končetiny ● Vytvoření oploštělé dlaně – digitální paprsky – spojení “plovací membránou” - apoptosa ● Kondenzace mesenchymu ve středu základu končetin – chondrogenní blastém – budoucí chrupavka - kost ● Cévní zásobení – intersegmentální arterie – primární axiální arterie – marginální sinus ● Motorická inervace – z příslušného segmentu, vlákna tažena migrujícími myoblasty

Vývoj končetin ● Senzitivní – dermatomy – vlákna rostou později než motorická podél motorických axonů ● Kloubní štěrbina – apoptosa mesenchymu mezi kondenzovaným základem budoucí chrupavky, na periferii synoviální tkáň ● Rotace končetin ● Svaly z hypaxiální části myotomů – dorzální svaly – extensory, supinátory a abduktory, ventrální – flexory, pronatory a adduktory

Osifikace ● Model z hyalinní chrupavky – interzona - klouby - apoptosa – bb ve vznikajících kloubních dutinách ● Enchondrální osifikace- osifikační centra ● Primární v diafyzách – od 12. týdne ● Epifyzy – crupavčité při narození ● Růstové chrupavky – přibližně do 18 let

Malformace ● Kritická perioda den po oplození ● Syndaktylie, polydaktylie ● Amelie, meromelie ● Vrozené chybění radia ● Brachydactylie ● Vrozený pes equinovarus ● Dysplazie kyčelního kloubu ● Příčiny: genetické, oligohydramion, teratogeny

Uzavírání tělní stěny ● Stěna tělní – ● Ektoderm ● Somatopleura ● Somity – kosterní svaly (hypaxiální), dermis a žebra ● Primitivní střevo – ductus vitellinus (omphaloentericus) – žloutkový váček ● Endoderm – strop žloutkového váčku – epitel GIT ● Splanchnický mesenchym (splanchnopleura) – svalovina a vazivová tkáň

Primitivní střevo ● Primitivní střevo – od orofaryngové ke kloakální membráně, spojeno se žloutkovým váčkem prostřednictvím ductus vitellinus (ductus omphaloentericus) ● Vývoj GIT z endodermu, ektodermu stomodea a proctodea a z viscerálního listu mesodermu ● Segmentace endodermu – spojena s expresí Hox genů: ● Přední střevo – farynx, jícen, žaludek, duodenum ● Střední střevo – tenké a tlusté střevor ● Zadní střevo – tlusté střevo, močový měchýř ● Střevo je zavěšeno na dorsálním a ventrálním mesenteriu

Vývoj intraembryonálního coelomu ● Septum transversum rozděluje coelomovou dutinu na dutinu perikardovou a peritoneální a 2 perikardo- peritoneální kanály ( budoucí pleurální dutiny) ● Pleuroperikardiální řasy splynou s mesodermem předního střeva - oddělí pericardovou dutinu od dutin pleurálních

Vývoj bránice ● Septum transversum ● Pleuroperitoneální řasy ● Mesenterium esophagu - mediastinum ● Stěna tělní ● Inervace z n. phrenicus C7 ● Bránice se zakládá v krční oblasti, s vývojem faryngových oblouků a plic dochází k jejímu poklesu.

Vývoj faryngových oblouků ● Mesenchym hlavy a krku se vyvíjí z paraaxiální a laterální mesodermové ploténky a buněk kraniální neurální kristy ● Branchiální nebo faryngeální oblouky obsahují masy mesenchymové tkáně oddělené hlubokými vkleslinami (ektoderm) a výchlipkami (endoderm) – tvoří žábry u ryb

Faryngeální oblouky ● Faryngeální oblouky obsahují mesenchym krytý ektodermem a endodermem ● Dřeň oblouku: ● Arterie – aortální oblouk ● Hlavový nerv – buňky kraniální krista neuralis a ektodermových plakod – v oblasti středního a zadního mozku ● Svalová komponenta ● Chrupavka (vazivo,kosti)

1. faryngeální oblouk ● Maxilární a mandibulární výběžky ● Meckelova chrupavka: incus a malleus, intramembranosní osifikace – mandibula ● Maxilární výběžek – maxilla a oss zygomaticum ● Svaly: žvýkací svaly, přední bříško digastriku, m. mylohyoideus, tensor tympani, tensor palatini ● Nervus trigeminus (V) ● Terminální část arterie maxillaris

2. faryngeální oblouk ● Reichertova chrupavka: stapes, processus styloideus, ligamentum stylohyoideum, malé roky a horní část těla jazylky ● Svaly – stapedius, stylohyoideus, zadní bříško digastricu, mimické svaly ● Nervus facialis (VII) ● (Arterie stapedia)

3. faryngeální oblouk ● Chrupavka: dolní část těla a velké roky jazylky ● Svaly: stylopharyngeus ● Nerv: glossopharyngeus (IX) ● Arteride: arteie carotis communis

4. a 6. faryngový oblouk ● Chrupavka laryngu: thyroidea, cricoidea, arytenoidea, corniculate, cuneiformis ● Svaly faryngu a vnitřní svaly laryngu ● Nerv: horní větev vagus a n. laryngeus reccurent z vagu (X) ● IV. Oblouk aorty a pravá arteria subclavia ● VI. Pulmonární arterie a ductus arteriosus

Ektodermové vklesliny ● První : Meatus acusticus externus, bubínek (membrana obturans) ● Zevní ucho – ušní – auriculární hrbolky (3+3 z 1. a 2. faryngového oblouku) - splynou ● Druhý oblouk přeroste 3. a 4. oblouky – vznikne sinus cervicalis – později zaniká.

Faryngeální výchlipky ● 1. faryngeální výchlipka: recessus tubotympanicus - Eustachova trubice a dutina středního ucha ● 2. faryngeální výchlipka: tonsilla palatina a fossa tonsillaris ● 3. faryngeální výchlipka: zadní část – glandula parathyroidea inferior a přední část – thymus ● 4.faryngeální výchlipka: glandula parathyroidea superior a ultimobranchiální tělísko ● 5.faryngeální výchlipka : ultimobranchiální tělísko - parafollikulární buňky štítné žlázy

Hlava ● Chondrokranium – baze lební a sensorické kapsuly – obaly smyslových orgánů – čichového, oka a vnitřního oka. ● Dermální kosti – vznik intramembranosní osifikací ● Viscerální skelet – viscerokranium – čelisti

Hlava ● Prechordální chrupavka – neurální krista ● Hypofyseální chrupavka – neurální krista ● Parachordální chrupavka – occipitální sclerotomy + první cervikální sklerotom ● Chondrokranium – chrupavky – enchondrální osifikace

● Ploché kosti – intramembranosní osifikace – široké švy a fontanelly – vazivo v prostoru mezi kostmi ● Vývoj závisí na růstu mozku – zevnitř je kost odbourávána a zvenku dorůstá ● Bez uzavření neuroporus anterior se nevytvoří ani kalva a kožní kryt ● Viscerokranium – kosti z materiálu žaberních oblouků (převážně prvního)