EMBRIONALNI IN PLODNI RAZVOJ: FAZE IN ZNAČILNOSTI IZ TEDNA V TEDEN - ANATOMIJA IN FIZIOLOGIJA - 2024

Zarodka in plodu , je proces, s katerim se oblikujejo cele posamezniki iz celic iz dveh staršev: oče in mati; ustreza vsem korakom, ki sledijo oploditvi jajčeca s semenčico, vse do rojstva.

Veja medicinske znanosti, ki je odgovorna za analizo teh procesov, je znana kot " embriologija", njena študija pa se je začela bolj ali manj leta 1651, ko je znanstvenik po imenu Harvey spoznal, da vsi posamezniki izvirajo iz "jajčeca" .

Reprezentativni diagram trimesečja razvoja človeškega ploda (Vir: Mhuerth01 prek Wikimedia Commons)

Vendar glavni napredek v embriologiji ni prišel šele, ko so se evolucijski koncepti Lamarcka in Darwina pojavili v 19. stoletju, saj so to znanost pred tem časom podpirale »preformistične« ideje mnogih znanstvenikov.

Po mnenju embriologov (znanstvenikov, zadolženih za preučevanje embriologije) je človeški razvoj razdeljen na prenatalno in postnatalno obdobje, ki se, kot navajata njihova imena, pojavita pred rojstvom in po njem.

Embrionalni in zarodni razvoj ustrezata prenatalnemu obdobju in gre za skupek dogodkov, v katerih se zgodijo najbolj drastične in pomembne spremembe v razvoju, saj se oplojena celica, imenovana zigota, prelevi v izjemno zapleten večcelični organizem.

Ugotovljeno je bilo, da se najbolj očitne ali vidne spremembe pojavijo med tretjim in osmim tednom embrionalnega obdobja, medtem ko med razvojem ploda pride do rasti in diferenciacije samih tkiv in organov.

Ključni procesi, ki se dogajajo med embrionalnim in plodovim razvojem, so sestavljeni iz več dogodkov delitve celice, selitve in programirane celične smrti, pa tudi urejanja celic in zapletene izmenjave informacij med celicami.

Faze embrionalnega razvoja

Embrionalni razvoj katere koli živali se začne z oploditvijo jajčne celice s semenčicami, ki so spolne celice (gamete) samic in samcev.

Sperma za gnojenje jajčec

Pri ljudeh se ta proces pojavlja v prvih 3 mesecih (ali prvih 8 tednov) gestacije, po katerem se zarodek šteje za plod in je zato značilen zarodni razvoj.

- 1. teden

Diagram procesa oploditve pri ljudeh (Vir: Ttrue12From prevod Ortisa prek Wikimedia Commons)

V prvem tednu gestacije potekajo procesi oploditve in tvorbe zigote; V tem obdobju pride tudi do segmentacije te celice, pri čemer nastanejo morula in blastula.

Gnojenje

Postopek oploditve je sestavljen iz vrste zaporednih dogodkov, ki so opisani od prvega stika gameta do zlitja njihovih jeder. Te dogodke lahko naštejemo na naslednji način:

- prehod spermijev skozi koronsko radiato : sperma mora skozi plast celic, ki obdaja zrelo jajčno celico, znano kot korona radiata.

- Penetracija zona pellucida: med radiata corone in celično membrano jajčne celice je območje, imenovano "zona pellucida", ki je sestavljeno iz nitastih glikoproteinov in ki obdaja tudi žensko gameto. Spermi proizvajajo posebne proteolitične encime, da lahko prečkajo to območje.

Opomba: ko enkrat spermi uspe raztopiti cono pellucida in doseči jajčece, nastane tisto, kar so embriologi poimenovali "reakcijsko območje", zaradi česar je ta celica nepropustna za druge semenčice.

- Zlivanje membran : ko semenčica končno pride v stik z žensko gamično celico, se obe plazemski membrani zlivata, tako glava kot rep sperme pa vstopata v citosolno območje jajčeca.

- kulminacija druge mejotske delitve jajčne celice in tvorba ženskega pronukleusa : jajčna celica je v tako imenovanem "mejotskem zastoju" in jo zapusti skozi signalne kaskade, ki sprožijo vstop semenčic in tvorijo ženski pronukleus, imajo obremenitev haploidnega kromosoma (n).

- Tvorba moškega pronukleusa : ko se notri repi, sperma razkroji, vendar se njegovo jedro poveča v velikost in tvori moški pronukleus, enak ženskemu, tudi s haploidno kromosomsko obremenitvijo.

- Tvorba zigote : ta proces se zgodi, ko se dva pronukleusa zlijeta, da tvorita celico s polovico kromosomov enega starša in drugo polovico drugega in obnovijo diploidni naboj (2n). Na tej točki homologni kromosomi obeh staršev izmenjujejo material in ga ponovno kombinirajo.

Segmentacija zigote

Ko se oblikuje zigota, torej ko se opravi oploditev in se obnovi kromosomska obremenitev, se sprožijo zaporedne mitotske delitve, ki dosežejo povečanje števila celic (blastomeres).

Delitev vključuje zmanjšanje velikosti celic, ne pa povečanja volumna in se pojavi, ko se jajce premika po jajcevodih proti maternici. Ta postopek se začne približno 30 ur po oploditvi.

Morulacija

Ko se mitotične delitve dopolnijo okrog 12 ali 32 celic (več ali manj na 3. dan po oploditvi), se "kompaktirajo" zahvaljujoč adhezijskim dogodkom, ki jih posredujejo površinski glikoproteini in tvorijo "morulo" (zaradi svoje morfološke podobnosti s sadjem).

Ta morula je obdana s črto celic, znanih kot trofoblastične celice, ki bodo kasneje tvorile posteljico.

Blastulacija

Zaporedne delitve blastomerov morule ustvarjajo nekakšno votlino, blastocele, zato je nastala struktura znana kot "blastula" ali "blastocista". Ta struktura se oblikuje 4. dan po oploditvi in ​​ko morula doseže maternico.

- 2. teden

V drugem tednu se v blastocisti začneta razlikovati dve celični liniji, pri čemer vsaka prihaja iz celičnih linij, ki izvirata iz dveh celic, ki sta produkt prve delitve zigote.

Ena od celičnih linij tvori obod blastociste in je tista, ki bo pozneje nastala v posteljici, ta plast je znana kot trofektoderma.

Notranja celična linija, ki obdaja blastocelično votlino, ustreza organom tvoritvam celic zarodka, ki je v nastajanju; v nekaterih knjigah je ta plast celic znana kot embrioblastema ali embrioblast.

To je med 6. in 10. dnem, ko se omenjena blastocista v maternici oprime na epitelij endometrija in tam se trofektoderm (znan tudi kot trofoblast) razmnožuje in razlikuje v plasteh citotrofoblasta (notranje) in sinctiotrofoblasta (zunanje).

Vse te procese poleg celičnih celičnih adhezij ali interakcij, ki omogočajo nastanek omenjenih plasti, spremljajo obilne celične delitve in migracije.

Oblikovanje "ekstraembrionalnih" struktur

Drugi teden embrionalnega razvoja je ključnega pomena za oblikovanje struktur, ki izhajajo iz trofektoderme, to je "zunaj embrionalnih" struktur, ki so: amnijska votlina, popkovina in korionska vreča.

- 3. teden

Za tretji teden je značilno razlikovanje treh zarodnih plasti zarodka med gastrulacijo; z razvojem notochorda.

Gastrulacija

Blastomere blastociste se še naprej delijo, da tvorijo gastrulo, in sicer skozi postopek, znan kot gastrulacija. Na tej stopnji embrionalnega razvoja se začnejo oblikovati temeljni embrionalni "sloji".

Gastrulacija vključuje tudi obilno migracijo celic, pa tudi njihovo gruščanje in segregacijo. Gastrula je sestavljena iz zunanje plasti, ektoblasta ali ektoderme, srednjega sloja ali mezoblasta ali mezoderma ter iz notranje plasti, endoblasta ali endoderme.

Konec tretjega tedna ima zarodek videz sploščenega ovalnega diska, na katerem je že nastala notochord med ektodermo in endodermo. Notokorda je primordialna os zarodka, okoli katere se oblikuje aksialni okostnjak, to je "proto-vretenčni steber".

Prav tako se v tej fazi v ektodermi oblikujejo nevralna plošča, nevralne gube in nevronska cev, ki ustrezajo prvotju centralnega živčnega sistema. Primordial srčno-žilnega sistema je začrtan tudi v tretjem tednu.

- tedni 4 do 8

Glavne notranje in zunanje strukture se oblikujejo med četrtim in osmim tednom embrionalnega razvoja. V teh tednih potekajo procesi rasti, morfogeneze in diferenciacije tkiv in organov.

7-9 teden zarodka

Ti procesi so natančno regulirani in nadzorovani, zlasti z vzorci izražanja genov celic, ki so del zadevnih zarodnih plasti, ki so do neke mere odvisne od okoljskih značilnosti.

Videz zarodka ob koncu drugega meseca gestacije (Vir: dr. Dennis M DePace, Wikimedia Commons)

Zlaganje zarodka

Telesna oblika zarodka izvira iz zlaganja trilaminarnega, ovalnega in diskoidnega zarodka, ki se je oblikoval v tretjem tednu. Ta proces poteka v srednji in vodoravni ravnini istega in po tem zarodek raste relativno hitro.

V procesu zlaganja primarnega dela možganov se tvorijo žrelo, požiralnik in spodnji dihalni sistem. Del endodermalne plasti se porabi za tvorbo zadnjega črevesa, padajočega črevesa in rektuma.

Faze razvoja ploda

Čeprav napreduje od zarodka do ploda postopoma, je treba razlikovati, da se pri plodu potrdijo strukture rastočega človeka, saj so glavni organi in telesni sistemi že oblikovani.

Fetalno obdobje se začne v devetem tednu nosečnosti. Med devetim in dvanajstim tednom se rast ploda pospeši, vendar ostane nesorazmeren odnos s telesom in glavo.

Tedni od 9 do 12

V devetem tednu so značilne: zelo širok obraz, široko postavljene oči, spojene veke in "povešena" ušesa. Noge so kratke, stegna pa razmeroma majhna. Na naslednji sliki lahko vidite zarodek pri 9 tednih gestacije:

Do konca devetega tedna zunanji genitalije med fanti in deklicami niso ločljive. V devetletnem plodu so jetra glavno mesto za nastanek rdečih krvnih celic (eritropoeza) in prav v tem času se začne oblikovati urin.

Ko plod doseže dvanajsti teden, se v okostju lobanje in dolgih kosti pojavijo primarni centri za okostjevanje. Nadalje v tem obdobju zgornji udi dosežejo svoje relativno dokončne dolžine, vendar se morajo spodnji udovi še razvijati.

Tedni 13 do 16

Med temi tedni se rast še bolj pospeši in postane bolj očitna. Konec 16 tednov telo pridobi velikost, bolj sorazmerno z glavo, spodnji udi pa so dosegli ustrezno dolžino.

Med temi 3 tedni se začne resnično okostenje okostja in na ultrazvoku lahko opazimo razvoj kosti. Do 14. tedna lahko opazimo počasne premike oči in določimo tudi vzorec lasišča.

Od teh tednov lahko določimo spol, saj se pri samicah jajčniki in primordialne zarodne celice razlikujejo. Poleg tega oči niso več anterolateralno nameščene in so razporejene v prednjem predelu obraza.

Ušesa so nameščene tudi v končnih položajih na straneh glave.

Tedni 17-20

Hitrost rasti se od 17. tedna dalje nekoliko upočasni, toda v tem časovnem intervalu začnejo premiki ploda postajati očitni.

Med 17. in 20. tednom je koža plodov prekrita z zaščitno voskasto snovjo, imenovano "voščeni verniks", in tudi s tanko plastjo dlačic (lanugo), ki prispeva k oprijemu verniksa na kožo.

V tem času obrvi in ​​dlake postanejo vidne in začne se odlagati rjava maščoba, ki sodeluje pri proizvodnji toplote.

Tedni od 21 do 25

Plod z nagubano in rožnato kožo začne pridobivati ​​težo. Ima hitre premike oči in pljuča začnejo proizvajati pljučno površinsko aktivno sredstvo. Nohti se običajno pojavijo med 24. tednom.

Tedni od 26 do 29

Do konca teh treh tednov ima plod že dovolj razvit pljučni sistem, da lahko opravlja izmenjavo plinov.

Oči so odprte, lasje so se razvili, vidni so tudi nohti na nogah. Poleg tega plod poveča sintezo belih maščob, kar ima za posledico pridobivanje telesne mase.

Kostni mozeg konec 28. tedna prevzame proizvodnjo rdečih krvnih celic, ki so se prej pojavile v vranici in pred tem v jetrih.

30. do 34. teden

V 30. tednu je bil dokumentiran razvoj zenicnega refleksa ali, kar je enako, sprememba premera zenice kot odziv na svetlobo. Do tega trenutka je odstotek telesne maščobe višji od 7%, okončine ploda pa se zdijo debele.

Teden od 35 do 38

Od tega trenutka dalje velja, da je nosečnost v obdobju prekinitve. Pri plodu, ki se rodi predčasno, od 26. tedna dalje, lahko preživijo z medicinsko pomočjo, vendar so od 35. tedna naprej manj ogrožene.

V tem obdobju se za določitev starosti ploda uporabljajo značilnosti, kot je razmerje med obodi glave in trebuha ali dolžino stopal.

V 38. tednu je že obravnavana polno nosečnost. V tem času je odstotek telesne maščobe približno 16%, pri prsih in pektoralih pa se pri dečkih in deklicah rahlo izboči.

Reference

1. Houillon, C. (2013). Embriologija. Springer-Verlag
2. Moore, K., Persaud, T., in Torchia, M. (2016). Človek v razvoju. Klinično usmerjena embriologija (10. izd.). Filadelfija, Pensilvanija: Elsevier.
3. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologija (5. izd.). Philadelphia, Pennsylvania: Založništvo Saunders College.
4. Hill, M. (2019). Embriologija. Pridobljeno 24. oktobra 2019 z www.embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Embryonic_Development
5. Hill, M. (2019). Embriologija. Pridobljeno 24. oktobra 2019 z www.embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Timeline_human_development