Preuzmite Opsta embriologija i više Rezime u PDF od Histologija i embriologija samo na Docsity!
OPŠTA EMBRIOLOGIJA PERIODI U RAZVIĆU PLODA Embriologija proučava razviće čoveka od oplođenja do rođenja (gestacija-38. nedelja, ili 40 ned). Periodi u razviću ploda s u: preembrionski (traje od oplođenja do kraja druge nedelje), embrionski (traje od treće do kraja 8. nedelje) i fetusni (traje od 9. do 38. nedelje). Plod u embrionskom periodu se zove embrion , a u fetusnom fetus. Začeci svih organa formiraju se u embrionskom periodu. U fetusnom periodu dolazi do izraženog rasta ploda, naročito u regionu glave, kao i do morfološke i funkcionalne diferencijacije svih organa koji se formiraju u embrionskom periodu. Dalji procesi diferencijacije nastavljaju se i posle rođenja (postnatalni period razvića). Deo embriona i fetusa na kome je glava označava se kao kranijalni (glaveni), zadnji deo je kaudalni (repni), trbušna strana je ventralna , a leđna strana je dorzalna. OSNOVNE KARAKTERISTIKE RAZVIĆA U osnovne karakteristike razvića spadaju procesi koji se odigravaju u procesu stvaranja svakog tkiva i organa u organizmu čoveka. Tu spadaju sledeći procesi:
- Proliferacija - povećanje broja ćelija koje nastaje kao posledica brojnih deoba ćelija asimetričnom deobom (kada od majke ćelije nastaju jedna ćerka ćelija identična majci i ćerka ćelija koja se usmerava u diferencijaciju);
- Rast - porast mase i veličine formiranog tkiva, organa ili celog organizma koje nastaje kao posledica proliferacije, tj. stvaranja velikog broja ćelija i stvaranja veće količine ekstraćelijskog matriksa;
- Determinacija - predodređenost ćelija da se pod uticajem induktivnih faktora diferenciraju u specifične ćelijske tipove (u organizmu postoji oko 200 fenotipskih tipova ćelija). Determinacija predstavlja restrikcioni mehanizam jer smanjuje, ograničava mogućnost ćelija da se razvijaju u sve tipove ćelija (totipotentnost, pluripotentnost);
- Indukcija - proces delovanja ćelije ili grupe ćelija koje sekretuju induktore (hormoni, faktori rasta, citokini i dr.) na susedne (parakrino delovanje) ili udaljene (endokrino delovanje) ćelije da se diferenciraju; ćelija induktor može sekretovati induktivne molekule, može stvarati ekstraćelijski matriks koji sadrži induktivne molekule, ili može preneti u susednu ćeliju induktivne molekule u direktnom kontaktu (komunikantni spojevi). Primer induktora je notohorda.
- Diferencijacija - sposobnost ćelija da se morfološki i funkcionalno diferenciraju u specifičan ćelijski tip; ovaj proces počinje delovanjem induktivnih faktora na receptore ćelije, iza čega se u jedru najpre stvara specifična iRNK koja određuje sintezu specifičnih proteina karakterističnih za diferentovanu ćeliju (npr. mišićna ćelija sadrži specifične proteine, aktin i miozin);
- Migracija - sposobnost ćelija u embriogenezi da menjaju položaj, tj.da se kreću;
- Integracija - proces povezivanja ili uklapanja ćelija koje vode poreklo od različitih klicinih listova (ektoderma, endoderma i mezoderma); tako epitelne ćelije creva nastaju od endoderma, vezivno tkivo i mišići od mezoderma, a crevne ganglije od ektoderma. POLNE ĆELIJE (GAMETI) Spermatozoid Spermatozoid je muška polna ćelija (slika). Nastaje u testisima u procesu spermatogeneze. Od nediferencirane spermatogonije, počevši od puberteta, mitozom i mejozom I i II, nastaju četiri spermatozoida sa haploidnim brojem hromozoma (22,X ili 22,Y). Svaki spermatozoid poseduje glavu (sadrži lizozom-akrozom i jedro) i rep koji je pokretljiv jer ima flagelu (pokretljivost repa se najpre stiče prelaskom spermatozoida iz testisa u epididimis gde provode dve nedelje – maturacija , a pokretljivost se znatno uvećava po dospevanju spermatozoida u vaginu gde provedu oko 7 časova - kapacitacija ). Od trenutka kada spermatozoidi budu iz muških polnih puteva izbačeni u vaginu njihova oplodna moć traje jedan do tri dana. Oocita Oocita je ženska polna ćelija. Nediferencirane oogonije naseljavaju gonade još krajem embrionskog perioda i u fetusnom periodu ulaze u mejozu I i zaustavljaju se u diktiotenom stadijumu (primarne oocite do 5. meseca IU). Procesom sazrevanja folikula, koji počinje u doba puberteta, iz tercijarnog zrelog folikula u toku ovulacije oslobađa se sekundarna oocita, a tek posle ulaska spermatozoida u sekundarnu oocitu završava se mejoza II i nastaje ovum sa haploidnim brojem hromozoma (22, X) i tri male nefunkcionalne ćelije-polocite. Proces oslobađanja oocite iz tercijarnog folikula jajnika naziva se ovulacija i traje od prve menstruacije - menarhe do poslednje-menopauze i dešava se sredinom menstrualnog ciklusa (14. dana ukoliko ciklus traje 28 dana). Oocita je velika okrugla ćelija. Poseduje jedro i brojne organele uključujući kortikalne granule i Balbijanijevo vitelinsko telašce. Sekundarna oocita, po napuštanju jajnika tokom ovulacije sposobna je za oplođenje sledećih 12 - 24 časa. OPLOĐENjE Oplođenje ili fertilizacija predstavlja ulazak spermatozoida u sekundarnu oocitu (slika). Iz jajnika se tokom ovulacije oslobađa sekundarna ovocita obavijena debelim glikokaliksom, zonom pelucidom , i folikularnim ćelijama koje grade koronu radijatu. Ona biva zahvaćena fimbrijama jajovoda (prstasti nastavci) i dospeva u lumen početnog, proširenog dela jajovoda (ampulu) gde se susreće sa mnoštvom spermatozoida. Samo jedan spermatozoid uspeva da uđe tj. oplodi sekundarnu ovocitu. On iz velikog lizozoma na glavi, akrozoma
Druga nedelja razvića U drugoj nedelji dolazi do završetka implantacije blastociste i njene diferencijacije (slika). Blastocista uranja u endometrijum svojim embrionskim polom (na kome je embrioblast , deo od koga nastaje plod). Na tom mestu trofoblast se diferencira na spoljašnji deo - sinciciotrofoblast (sastavljen od višejedarne citoplazme) i unutrašnji deo – citotrofoblast (sastavljen od kockastih matičnih ćelija). Ćelije trofoblasta proliferišu stvarajući prstolike produžetke (buduće horionske čupice ili viluse). Ove ćelije svojim hidrolitičkim enzimima razlažu strukturu endometrijuma i omogućavaju prodiranje blastociste u endometrijum. U sinciciotrofoblastu se pojavljuju šupljine - lakune (budući intervilozni prostori posteljice), u koje će se iz krvnih sudova endometrijuma ući krv majke. Istovremeno, u blastocisti dolazi do diferencijacije embrioblasta. Njegove ćelije se grupišu u dva sloja, epiblast i hipoblast , gradeći dvoslojni (bilaminarni) embrionski disk. Ćelije epiblasta su cilindričnog, a ćelije hipoblasta poligonalnog oblika. Periferne ćelije epiblasta se diferenciraju, proliferišu i migriraju stvarajući ćelije amniona, amnioblaste koji obuhvataju amnionsku šupljinu. U isto vreme i po istom principu, periferne ćelije hipoblasta oblažu unutrašnju površinu citotrofoblasta, stvarajući Hojzerovu membranu , pri čemu blastocistna šupljina sada postaje primarna žumančana kesa. Novom diferencijacijom perifernih ćelija epiblasta stvaraju se ćelije koje čine ekstraembrionski mezoderm. On se razdvaja na unutrašnji - visceralni i spoljašnji
- parijetalni list. Visceralni list oblaže Hojzerovu membranu i amnion, a parijetalni naleže uz citotrofoblast. Visceralni list će prekrojiti primarnu žumančanu kesu, pa će od njenog većeg dela nastati sekundarna žumančana kesa. Između dva lista ekstraembrionskog mezoderma, koja ostaju u vezi preko mezenhimske peteljke (buduća pupčana vrpca), nalazi se horionska šupljina. Stvoreni su amnion i horion, tj. ekstraembrionske ovojnice. Amnion čine amnionski epitel i visceralni list ekstraembrionskog mezoderma. On sa epiblastom zatvara amnionsku šupljinu u kojoj se razvija plod okružen amnionskom tečnošću. Amnion štiti plod od mehaničkih povreda. Horion čine parijetalni list ekstraembrionskog mezoderma i trofoblast. Horion na embrionskom polu pokazuje brojne produžetke - čupavi
horion (horion frondozum), dok je na ostalim delovima glatke površine – glatki horion (horion leve) koji ne učestvuje u formiranju placente nego amniohoriona i vodenjaka. IMPLANTACIJA BLASTOCISTE
Horion frondozum će ući u sastav fetusnog dela posteljice da pomaže razmenu materija i
sintetiše brojne hormone. Reakcija progesteronom pripremljenog endometrijuma na prisustvo blastociste, u smislu da se njegove ćelije uvećavaju i da su ispunjene hranjivim materijama, označava se kao decidualna reakcija , a tako izmenjen endometrijum decidua. Po svojoj lokalizaciji prema plodu decidua može biti: decidua bazalis (endometrijum ispod horion frondozuma, formira deo posteljice), decidua kapsularis (endometrijum oko glatkog horiona i iznad usađenog embriona) i decidua parijetalis (ostali deo endometrijuma).
Ishrana ploda Plod (blastomere) se u prvoj nedelji hrani iz zaliha prisutnih u jajnoj ćeliji. U toku implantacije, do početka treće nedelje razvića, plod (blastocista) se hrani histotrofnim načinom ishrane , iz tkiva majke, transportom hranjivih materija iz tkiva decidualno izmenjenog endometrijuma u ćelije blastociste. Kada se u embrionskim tkivima, početkom treće nedelje razvića, stvore krvni sudovi (najpre u ekstraembrionskom mezodermu), biće omogućena hemotrofna faza ishrane ploda , pri kojoj će se transport hranjivih i štetnih materija i gasova obavljati između krvi fetusa (u horionskim čupicama posteljice) i krvi majke (u interviloznim prostorima posteljice), kroz posteljičnu barijeru. EMBRIONSKI PERIOD RAZVIĆA Embrionski period razvića traje od početka treće do kraja 8. nedelje razvića. U ovom periodu stvara se troslojni (trilaminarni) embrionski disk sastavljen od tri klicina lista, ektoderma, endoderma i mezoderma, formiraju se začeci organa, a plod dobija ljudsko obličje. Treća nedelja razvića U trećoj nedelji, u procesu gastrulacije, stvara se gastrula , tj. formacija koja poseduje tri klicina lista : ektoderm , endoderm i mezoderm. Početkom treće nedelje, embrionski disk je dvoslojan. Na njemu se razlikuje glaveni deo, na kome su orofaringealna membrana i iza nje prehordalna ploča, i repni (kaudalni) deo, na kome se nalazi kloakalna membrana. Na zadnjem delu epiblasta, od kloakalne membrane do primitivnog nodusa (Hensenov čvorić) pojavljuje se i proteže primitivna pruga (sl). Primitivna pruga ima primitivni žleb, primitivni nodus i primitivnu jamicu. Ćelije primitivne pruge se diferenciraju, proliferišu i poniru kroz jamicu, migriraju prema hipoblastu zamenjujući njegove ćelije i gradeći novi sloj - endoderm (sl.). Drugi talas diferencijacije, proliferacije i migracije ćelija primitivne pruge se nastavlja, pa novostvorene ćelije naseljavaju
prostor između epiblasta i endoderma stvarajući mezoderm (intraembrionski mezoderm) (sl.). Epiblast (dosadašnji primitivni ektoderm), odnosno ćelije koje ne gastruliraju, postaju definitivni ektoderm. U nivou orofaringealne i kloakalne membrane ne dolazi do razdvajanja ektoderma i endoderma. Migracija ćelija intraembrionskog mezoderma iz primitivne pruge odvija se i u kranijalnom smeru, bočno i centralno. Centralna migracija ćelija odvija se iz Hensenovog čvorića prema prehordalnoj ploči. Stvorena vrpca ćelija se označava kao notohordalni produžetak ili aksijalni mezoderm. U njemu se stvara centralna šupljina, pa produžetak postaje notohordalni kanal. Ćelije ovog kanala ostvaruju interakciju sa endodermom, posle čega se kanal ponovo transformiše u solidnu vrpcu - notohordu (sl.). Notohorda se nalazi u osi embriona, tj deli embrion na dva jednaka dela. Svi opisani procesi su u osnovi genski regulisani. Posebno značajnu ulogu imaju regulatorni hox geni , koji se eksprimiraju u ćelijama sva tri klicina lista i koji svojom aktivnošću regulišu stvaranje pojedinih transkripcionih faktora zaduženih za aktivaciju strukturnih gena značajnih za kranio-kaudalnu i levo-desnu orjentaciju. Diferencijacija klicinih listova Derivati ektoderma Ektoderm se diferencira na površni ektoderm i neuroektoderm. Neuroektoderm se diferencira na nervnu cev i nervne grebene. Stvaranje nervne cevi se zove neurulacija. Ovaj proces je omogućen induktivnim uticajem notohorde na ektoderm. Iznad notohorde, koja se proteže duž ose tela, ektoderm zadebljava, stvara se nervna ploča , a potom invaginiše, stvarajući postepeno nervni žleb i nervni oluk. On se odvaja od ostatka ektoderma (površni ektoderm) i formira nervnu cev. Ona je na prednjem i zadnjem delu najpre otvorena, ali se ubrzo ti otvori (kranijalna i kaudalna neuropora) zatvaraju (25-27. dan).
U kranijalnom regionu nervna cev će se proširiti i formirati moždane vezikule (budući mozak), dok će od njenog zadnjeg, istanjenog dela nastati kičmena moždina. Na bočnim krajevima nervne ploče, kasnije na vrhovima nervnog oluka, u vidu linearnih zadebljanja, stvoriće se nervni grebeni. Ćelije nervnog grebena imaju sposobnost migracije, pa tako mogu da nasele pojedine delove tela dajući odgovarajuće derivate (u području glave migriraju u
mezoderm glave i formiraju ektomezenhim; u području nadbubrežne žlezde daju njenu medulu, a u crevima enterični pleksus). Od površnog ektoderma nastaće: epidermis kože i njegovi derivati (nokti, dlake i žlezde kože), prednji deo usne šupljine - stomodeum (epitel usne šupljine, gleđ zuba i adenohipofiza), plakode nosa, sočiva i uva, epitel kornee i spoljašnjeg ušnog kanala i epitel unutrašnjeg uva; od nervne cevi nastaće: centralni nervni sistem (mozak i kičmena moždina), retina oka i neurohipofiza; od nervnog grebena nastaće: periferni nervni sistem (spinalne i vegetativne ganglije), endokrine ćelije (medula nadbubrežne žlezde i kalcitoninske ćelije tireoidne žlezde), melanociti epidermisa i vezivno tkivo, hrskavica, kosti i mišići glave i vrata. Derivati endoderma Usled latero-lateralnog savijanja embrionskog diska kada embrion dobija telesnu duplju, endoderm se pretvara u primitivno crevo. Ono, na osnovu topografske i prostorne podele može biti prednje , srednje (komunicira sa sekundarnom žumančanom kesom) i zadnje crevo (sl.). Od endoderma nastaju : primordijum faringsa (epitel srednjeg uva, ćelije tireoidne žlezde, ćelije paratireoidne žlezde, epitelne ćelije tonzile i timusa), epitel i žlezde respiratornog sistema (traheja, bronhije, bronhiole, alveole), epitel i žlezde ezofagusa, želuca, tankog i debelog creva, uključujući parenhim jetre (hepatociti) i pankreasa, i epitel i žlezde urogenitalnog sinusa (daće epitel mokraćne bešike, uretre i pridodatih žlezda i epitel vestibuluma vagine). Derivati mezoderma Mezoderm može biti ekstraembrionski i intraembrionski. Ekstraembrionski mezoderm ulazi u sastav amniona i horiona. U njemu se formiraju prvi krvni sudovi. Intraembrionski mezoderm se diferencira, posmatrajući od ose tela, na sledeće delove: aksijalni (notohorda), paraksijalni, intermedijarni i lateralni (sl.). Lateralni mezoderm se razdvaja na deo koji naleže na ektoderm (somatopleuralni mezoderm) i deo koji naleže na endoderm (splanhnopleuralni mezoderm). Od notohorde će nastati nukleus pulpozus (deo intervertebralnog diska) koji se nalazi između kičmenih pršljenova. Paraksijalni mezoderm će se u svim delovima tela, osim glave (tu će oformiti mezoderm glave
(horionske čupice). Oni se granaju na intermedijarne viluse koji se, u poslednjem tromesečju trudnoće razgranavaju na mnoštvo sitnih terminalnih vilusa. U horionskim vilusima se nalaze krvni sudovi ploda. U procesu sazrevanja vilusi posteljice prolaze kroz tri stadijuma. Najpre su primarni (čine ih trofoblastni produžeci čupavog horiona), zatim sekundarni (kada u njih uraste parijetalni list ekstraembrionskog mezoderma) i na kraju tercijarni (kada se u njihovom mezodermu pojave krvni sudovi ploda). Vilusi su pokriveni sincicijumtrofoblastom, a oko vilusa posteljice se nalaze intervilozni prostori koje ispunjava krv majke dospela iz materinskih krvnih sudova. Majčin deo posteljice čini decidua bazalis u kojoj su decidualne ćelije (nastaju od stromalnih ćelija endometrijuma) okružene fibrinoidom. Fibrinoid je jako crvena supstanca sastavljena od fibrina, imunoglobulina, placentarnog sekreta i mrtvih trofoblasnih ćelija. Može se nakupljati ispod horionske ploče ( subhorionski Langerhansov ), preko horionskih čupica ( Rorov) i na mestu odvajanja placente od endometrijuma ( Nitabuhov). Placentarne septe se pružaju prema horionskoj ploči i nepotpuno dele fetusni deo placente na 15-20 režnjeva- kotiledona. Ishrana fetusa, tj. dopremanje hranjivih materija i kiseonika fetusu, kao i odvođenje ugljendioksida i štetnih produkata iz fetusa odvija se tako što dolazi do razmene spomenutih materija između krvi ploda i krvi majke kroz posteljičnu barijeru. Ova razmena se najvećim delom odvija kroz posteljičnu barijeru terminalnih čupica. Posteljičnu barijeru čine sledeće strukture (posmatrano iz interviloznog prostora): sincicijum i citotrofoblast, bazalna membrana trofoblasta, istanjeno horionsko vezivo, bazalna membrana kapilara i endotel kapilara. Kroz ovu barijeru iz majke u fetus ulaze : kiseonik, voda, razni joni, ugljeni hidrati, amino kiseline, hormoni, antitela, vitamini, lekovi i alkohol. Sa druge strane, iz fetusa se u krv majke prenose ugljen-dioksid, urea, bilirubin i dr. metaboliti. Funkcije posteljice su mnogobrojne: respiratorna (transportom gasova učestvuje u disanju), nutritivna (preko nje fetus dobija hranjive materije), ekskretorna (raspadni produkti metabolizma iz fetusa odlaze posredstvom posteljice), endokrina (ćelije posteljice luče niz hormona, npr. humani horionski gonadotropin i laktogen, progesteron ). Pupčana vrpca Pupčana vrpca (funikulus umbilikalis) nastaje od mezenhimske peteljke i povezuje fetus i majku, odnosno krvne sudove fetusa i posteljicu. Duga je oko 50cm. Na poprečnom preseku na
pupčanoj vrpci se razlikuju sledeće strukture: amnionski epitel (obavija pupčanu vrpcu), tri krvna suda, dve umbilikalne arterije (nose vensku krv), jedna umbilikalna vena (nosi arterijsku krv iz posteljice) i sluzno vezivno tkivo (okružuje krvne sudove).
MATIČNE ĆELIJE Matične (stem) ćelije se mogu izdvojiti iz embrioblasta blastociste ( embrionske ), iz tkiva fetusa ( fetusne ), ili iz organizma odraslog čoveka ( adultne ). Te ćelije imaju neograničenu sposobnost samoobnavljanja , mogu se u veštačkim uslovima, pod uticajem specifičnih induktivnih faktora, diferencirati u različite ćelije ( pluripotentnost ), imaju sposobnost migracije i imunološke tolerancije. Ove ćelije predstavljaju budućnost medicine, jer će moći da se koriste u transplantacionoj terapiji kod raznih bolesti (leukemije, neurološke bolesti i dr.).
