Fertilizace Vývoj embrya a plodu
Příprava gamet Mechanismy oplodnění
1
Příprava oocytu Oocyt musí projít řadou změn, než je schopen oplodnění = maturace oocytu (ovariální cyklus) 1. Folikulární fáze – vyzrávání několika folikulárních buněk, pod vlivem FSH dochází k růstu vybraného (dominantního) folikulu s jeho oocytem → Graafův folikul, roste žloutkový váček obklopený granulózními buňkami, dozrává i jádro oocytu (2n,4C) 2. Ovulační faze – vrchol LH píku, Graafův folikul praská; oocyt je uvolněn, dokončuje se první meióza (1n,2C) a vytvoří se první pólové tělísko; začíná druhá meióza a zastavuje se v metafázi; maturace cytoplazmy; buňky granulózy se přeskupují z vnějšku k zona pellucida; vytváří se perivitelinní prostor mezi oocytem a zona pellucida; kortikální granula se přesunují těsně pod povrch oocytu; zvýšená koncentrace progesteronu ve folikulární tekutině 3. Luteální fáze – přeměna folikulárních buněk ve žluté tělísko (corpus luteum), které produkuje progesteron, nedojde-li k oplození, žluté tělísko zaniká a vzniká bílé tělísko (corpus albicans)
Příprava oocytu
2
Příprava spermií, fertilizace Kapacitace spermií Hyperaktivace spermií Interakce spermie se zona pellucida (ZP) Akrozomální reakce (AR) a průnik do vajíčka
Kapacitace spermií Série změn trvající několik hodin, které učiní spermie schopnými oplození → nastává po proniknutí spermií do reprodukčního traktu ženy • modifikace adherentních proteinů seminální plazmy • reorganizace proteinů a lipidů plazmatické membrány Plazmatická membrána spermií obsahuje: • plasmalogeny – tvoří membránové domény, na které se váží glykosaminy → chrání spermie na cestě k vajíčku a zabraňují předčasné akrozomální reakci • polynenasycené acylové skupiny – destabilizují lipidovou dvojvrstvu • cholesterol – během kapacitace je vázán na albumin a lipoproteiny přítomné v děloze a folikulární tekutině → rozvolnění membrány → snazší splynutí s oolemou vajíčka
3
Hyperaktivace spermií → v nadvarleti jsou spermie inaktivní nebo vykazují jen slabou motilitu → výrazný pohyb získají až v seminální plazmě nebo fyziologickém médiu (bičík se výrazně vlní a ohýbá) → pohyb je nezbytný k oplození (pohyb vejcovodem, penetrace mukózní substance, penetrace zona pellucida) Regulace hyperaktivace: • extracelulární vápník – místem působení je axonema, „přitéká“ po uvolnění cholesterolu z mebrány • cAMP • bikarbonát • další metabolické substráty
Interakce spermie se zona pellucida Proniknutí přes folikulární buňky obklopující vajíčko → akrozomální reakce (hyaluronidáza akrozomu rozpouští glykosaminy, které spojují folikulární buňky) → spermie dosáhne zona pellucida • průnik již bez akrozómu (jen s jeho zadní membránou ležící nad přední části jádra → tato membrána obsahuje zonální lysiny- akrozin) • interakce přes specifické povrchové vazebné receptory i. -D manosidáza – vazba spermie na ZP3 protein, iniciace akrozomální reakce ii. tyrozin kináza (ZRK zona receptor kinase) – regulace exocytózy akrozómu • shlukování receptorů na hlavičce spermie → stoupající koncentrace intracelulárního Ca2+ → fúze membrán
4
Akrozomální reakce a průnik do vajíčka •
fúze membrán je doprovázena lipolytickou aktivitou spermie → z akrozomu jsou uvolňovány složky umožňující průnik ZP • spermie projde ZP → přímý kontakt s plazmalemou oocytu Oocyt odpovídá řadou změn, které zabraňují polyspermii: 1. elektrická – vstup Na+ iontů → depolarizace oolemy = oplozovací reakce; první dočasný blok 2. kortikální reakce – trvalý blok; vylití obsahu kortikálních granul do prostoru mezi plazmatickou a vitelinní membránou (proteiny kortikálních granul mění strukturu plazmatické membrány a ZP → stává se tak nepropustnou pro další spermie; proteázy ruší peptidové spoje mezi plazmatickou a vitelinní membránou) • po kortikální reakci se dokončí druhé meiotické dělení vajíčka a na molekulární úrovni změny nutné pro přijetí genetického materiálu spermie
Akrozomální reakce a průnik do vajíčka
5
Akrozomální reakce a průnik do vajíčka • spermie do vajíčka pronikne i s bičíkem a mitochondriemi – postupně však dojde k jejich rozpuštění a veškeré mitochondrie budoucího jedince jsou zděděny pouze po mateřské linii • jádro spermie postupně dekondenzuje (protaminy jsou opět nahrazeny histony) a formuje se v samčí pronukleus (prvojádro) • současně se vytváří i samičí pronukleus • prvojádra se postupně přibližují až dojde k jejich splynutí (syngamie) • za pohyb prvojader zodpovídá otcovská centriola (děje se pomocí mikrotubulů → tvoří paprsčitou strukturu = spermaster) • jakmile se jádra dostanou k sobě, začíná syntéza DNA (trvá asi 12 hodin)
Oplodnění • k oplodnění nejčastěji dochází v ampulární části vejcovodu • vajíčko je schopno oplození 12-24 hod. po ovulaci • spermie mohou v ženském reprodukčním traktu přežívat 2-5 dní • rýhování začíná již ve vejcovodu (do dělohy přichází embryo ve stádiu blastocysty)
6
Oplodnění
Oplodnění Co přináší embryu spermie: • 1 sada autochromozómů • 1 chromozóm X nebo Y • centriola (schopnost dělení) • molekuly RNA nutné pro časný vývoj zárodku • aktivace (SOAF = sperm oocyte activating factor) • (mitochondrie otcovského původu jsou aktivně ničeny) Co přináší embryu oocyt: • 1 sada autochromozómů • 1 chromozóm X • mitochondrie • ribozómy a další RNA • cytoplazma s řadou buněčných struktur • ochrana proti polyspermii
7
Vývoj embrya a plodu Blastogeneze Embryogeneze Organogeneze
Začátek těhotenství Gestace začíná prvním dnem krvácení poslední menstruace před oplozením (gestační stáří) • trvá ~ 280 dní (40 týdnů; 10 lunárních měsíců) • k fertilizaci dochází kolem 14. dne cyklu 1. Pregestační stádium – období mezi poslední menstruací a oplodněním vajíčka 2. Pre-embryonální stádium – dělení a vznik blastocysty → přemístění embrya do dělohy (k uhnízdění dochází asi sedmý den po oplození) 3. Embryonální stádium – začíná implantací blastocysty; pokračuje blastogenezí a embryonální organogenezí
8
Rýhování • série mitotických dělení • mezi 4-8 bb. stadiem dochází k zapojení embryonálního genomu → do té doby se uplatňují geny a jejich produkty mateřského původu (některé geny však mohou být exprimovány i dříve, několik genů určujících pohlaví je aktivních již od stadia prvojader) • projevuje se rozdílná exprese genů v závislosti na tom, zda pocházejí od otce či od matky (imprinting) • po 8 bb. stadiu se začínají vytvářet mezibuněčné kontakty (spoje) →
9
Implantace Implantace = přichycení embrya k děložní sliznici 1. Přiblížení – blastocysta najde implantační místo (specifické místo na zadní straně dělohy) → embryonální pól je směrován k povrchovému děložnímu epitelu 2. Adheze – po přímém kontaktu blastocysty a děložního epitelu vzniká trofoektoderm 3. Invaze – embryonální trofoblast penetruje skrz epitel, rozrušuje bazální membránu a postupuje do stromatu (max. děložní receptivita 20-24 dní po ovulaci) → buňky stromatu děložní sliznice reagují na invazi trofoblastu změnou ve velké polygonální buňky naplněné glykogenem a tuky = deciduální reakce
Molekulární mechanismy implantace • během kompaktace embrya se objevují receptory pro CSF (colony stimulating factor) • blastocysta sekretuje molekuly ovlivňující ovariální aktivitu a endometrium (hCG, EPF = early pregnancy factor) • orientace blastocysty k endometriu → interleukin-1 • přiblížení blastocysty k endometriu → IL-8, MCP-1 (monocyte chemotactic protein) • ukotvení blastocysty k endometriu → E-kadherin, konexin • na blastocystě exprimovány receptory pro LIF (leukocyte inhibitory factor) → diferenciace cyto- a syncytiotrofoblastu, vliv na sekreci hCG • EGF (epidermal growth factor), PAF (platelet activating fa.) • integriny → interakce s děložní sliznicí
10
Molekulární mechanismy implantace Integriny = adhezní děložní molekuly → membránové glykoproteiny (heterodimery) zprostředkující vazbu mezi buňkami a extracelulární matrix → koexprese jednotlivých podjednotek během implantace na žlaznatém epitelu α1 subjednotka – přítomna pouze v luteální fázi α4 subjednotka – exprimace 14.-24. den cyklu β3 subjednotka – 20. den cyklu, je selektivně regulována blastocystou (zprostředkováno embryonálním interleukinem IL-1) • trofoblast sekretuje proteolytické enzymy (matrixmetaloproteinázy, kolagenázy, gelatináza, serinové proteinázy)
Diferenciace trofoblastu 1. Cytotrofoblast – vnitřní vrstva jednojaderných buněk ohraničující blastocystovou dutinu (primitivní choriová dutina), buňky se dělí mitoticky; kolem 10. dne začnou vyrůstat z povrchu CT buněčné shluky ve tvaru pupenů = místa odstupu budoucích choriových klků 2. Syncytiotrofoblast – vnější mnohojaderná zóna bez buněčných ohraničení, pokračuje v růstu do endometria a tvoří syncytium; tvorba trofoblastických lakun, které se postupně plní mateřskou krví z rozrušených slizničních cév → základ budoucí uteroplacentární cirkulace
11
Diferenciace embryoblastu 1. hypoblast (entoderm) – ventrální zárodečná vrstva hraničící s blastocystovou dutinou 2. epiblast (ektoderm) – dorzální zárodečná vrstva hraničící s amniovou dutinou (fúze hypo- a epiblastu = prochordální destička = místo budoucích úst) Extraembryonální mezoderm = nová vrstva buněk odvozených z epiblastu, vyplňuje prostor mezi trofoblastem a amnionem • somatický tvoří spojující stopku a pokrývá amnion • viscerální pokrývá žloutkový váček
Implantace – 7. den
12
Implantace – 13. den
Extraembryonální struktury zárodku Amniový váček – zakládá se ~ 7.den mezi ektodermem a cytotrofoblastem jako větší počet dutinek , které splynou do dutiny primitivního amnia; při jeho zvětšování a růstu se bilaminární zárodek přesunuje do středu primitivní choriové dutiny Žloutkový váček – primitivní ŽV svrchu ohraničen entodermovou ploténkou, zbytek tvoří membrána z buněk extraembryonálního mezodermu (= Heuserova exocélomová membrána); definitivní ŽV v celém rozsahu vystlán entodermem
13
Extraembryonální struktury zárodku Zárodečný stvol – vývoj ~ 10.den po zformování klenby AV jako kondenzace extraembryonálního mezodermu; přesun k cytotrofoblastu, kde vytvoří pruh, který připojuje AV se zárodečným terčíkem k choriu; dále se prodlužuje a vzniká břišní stvol, který je později inkorporován do pupečního provazce Allantois – vývoj 15.-16.den, výchlipka entodermu budoucího zadního střeva do zárodečného stvolu; podél se zakládají pupečníkové cévy; zaniká po 2.měsíci
14
Gastrulace (notogeneze) • embryonální disk se začíná kolem střední linie ztenčovat, migrují sem buňky epiblastu a jejich proliferací vzniká primitivní proužek • hlavový konec proužku = primitivní (Hensenův) uzel (mírně rozšířená oblast obklopující primitivní jamku) • kaudální konec proužku ukončuje kloaková membrána • buňky Hensenova uzlu rychle proliferují a vzniká hlavový (chordomezodermový) výběžek, z jehož dorzálního oddílu vznikne chorda dorsalis (střední osa) • na počátku 3.týdne migrují buňky ektodermu skrz primitivní proužek a tvoří embryonální mezoderm → trilaminární embryonální disk
Formace primitivního proužku
1. primitivní proužek
5. kardiální destička
2. primitivní jamka
6. amnionová membrána
3. primitivní uzel
7. mezoderm
4. orofaryngeální membrána
8. entoderm 9. kloakální membrána
15
Gastrulace Paraxiální mezoderm – na konci 3. týdne vznik příčně postavených zářezů = somity (tvoří se kraniokaudálně), do konce 5. týdne se vytvoří 42 - 44 párů; každý somit má tři části: • sklerotom (vývoj osové kostry) • myotom (vznik kosterního svalstva) • dermatom (diferenciace kůže a podkožní tkáně) Střední mezoderm – člení se na tzv. stopky somitů = nefrotomy, z nichž vzniká urogenitálního hřebínek (ledviny a gonády) Zadní mezoderm – dvě tenké vrstvy obklopující intraembryonální célom (budoucí tělní dutiny peritoneální, pleurální, perikardiální) → dorzální somatopleura – pokrývá ektoderm, buňky se mění v mezenchym a vzniká škára a podkožní vazivo postranních a předních partií těla → ventrální splanchnopleura – pokrývá entoderm, zahrnuta do tvorby trávicího ústrojí
Trilaminární embryonální disk 1. paraxiální mezoderm 2. střední mezoderm 3. zadní mezoderm 4. notochord 5. amnion 6. intraembryonální célom 7. entoderrm 8. ektoderm 9. somatopleura (mezoderm+ektoderm) 10. splanchnopleura (mezoderm+entoderm) 11. neurální žlábek 12. neurální destička 21. den
16
• Blastocysta ∼120 µm • Bilaminární embryonální disk (plochý, kruhovitý) ∼ 0,2 mm (∼14.den) • Trilaminární embryonální disk (hruškovitý) ∼1,5 mm x 0,8 mm (∼20.den) • na konci 4.týdne je embryo 3,5-4 mm dlouhé a mění tvar z cylindrického na typický C tvar (dorzálně konvexní)
Organogeneze Počátkem organogeneze je tvorba somitů; během následujících 20-30 dnů se objeví prvotní vývojová stádia nejdůležitějších orgánů: • mozkové a sítnicové váčky; ušní plakody (základ vnitřního ucha); míšní kanál; neurální hřebínek + spinální ganglia; olfaktorické plakody (zahajují vznik mozkových hemisfér a nosu); faryngeální oblouky (spojeny s tvorbou vnějšího a středního ucha, jazyka a některých orgánů lokalizovaných v krku); základní komponenty pohybového systému; základ slinivky • uvnitř perikardiální dutiny pulzuje srdeční klička a probíhá cirkulace krevních tělísek poskytovaných žloutkovým váčkem • z buněk žloutkového váčku vzniká endodermální zažívací trubice a segmentuje v přední, střední a zadní střevo • v pleuroperitoneální dutině vznikají dýchací orgány (průdušky) • tvorba célomové dutiny umožňuje počáteční vývoj ledvin a gonád
17
Organogeneze 4.týden: 1,5 - 3,5 mm; na dorzální straně již 4-12 somitů; začíná neurulace, ~28. den se formuje břišní stěna; objevují se první dva faryngeální oblouky (1.=mandibulární; 2.=jazylkový); viditelné tlukoucí srdce 5.týden: 2,5 – 7 mm; na dorzální straně 30 a více somitů; rychlý vývoj nervového systému (hlavně mozku); vývoj obličejové části; uzavírání neuropórů; vznikají oční váčky, optický pohárek a základ čočky; základ nosu; ušní jamka 6.týden: v blízkosti prvních FO vývoj tří oddílů ucha; základ urogenitálního systému; střevní klička invaduje do extraembryonálního célomu do oblasti pupečníku; z neurálního hřebínku vznikají kraniální a spinální ganglia; rychlá diferenciace končetin; začíná chondrogeneze
Organogeneze 7.týden: na končetinách lze rozeznat prsty; diferenciace srdeční svaloviny; hematopoéza v játrech; začíná osifikace horních končetin 8.týden: 3 cm; hlava zabírá polovinu velikosti embrya; obličej již vykazuje typický lidský vzhled; definitivně vyvinuty oči a uši; první pohyby embrya; ocasní část atrofuje 13.týden: pozdní embryonální stádium; končetiny plně diferencované včetně prstů, na kterých jsou zřetelné nehtové destičky a vytvořena papilární linie; víčka plně vytvořena a zavřena; změny při tvorbě kůže (vícevrstevná epidermis); viditelné vlasové folikuly
18
Vývoj nervového systému • 3. týden se dělí ektodermové buňky mezi orofaryngeální membránou a Hensenovým uzlem a na zárodečném terčíku se vytvoří ztluštělé políčko = neurální (medulární) ploténka, která se prohlubuje v neurální brázdu ohraničenou neurálními valy → ty rychle rostou, až srostou do neurální trubice (je na obou koncích otevřená = přední a zadní neuropór spojující lumen nervové trubice s dutinou amnionu) → přední neuropór se uzavírá 27. den a stává se z něj lamina terminalis → zadní neuropór se uzavírá 28/29. den a stává se z něj filum terminalis • během fúze valů se odštěpí pruh neuroektodermálních buněk = neurální hřebínek, který se příčnými zářezy rozdělí v základy spinálních ganglií
Vývoj nervového systému • po uzavření nervové trubice se notochordální destička odděluje od nervové tkáně jako notorchod a stává se základní organizační strukturou páteře • indukční efekt notochordu = buňky ektodermu ležící na povrchu se transformují do neuroektodermu • lumen nervové trubice vytváří mozkové komory a centrální míšní kanál • kolem 4. týdne neurální trubice formuje tři základní váčky: prosencefalon (přední mozek), mesencefalon (střední mozek), rhombencefalon (zadní mozek) • kolem 6. týdne je již patrno pět sekundárních váčků: telencefalon, diencefalon, mesencefalon, metencefalon, myelencefalon • v 8. týdnu vyplňuje mícha celou délku páteřního kanálu
19
Vývoj nervového systému
1. neurální destička 2. primitivní proužek 3. primitivní uzel 4. neurální žlábek 5. somity 6. řez amnionem 7. neurální rýha
25. den
19. den 1. neurální trubice 2. neurální rýha 3. neurální žlábek 4. somity 5. neurální hřebínek 6. výstupek perikardia 7. kraniální neuropór 8. kaudální neuropór
28. den
29. den
20
Vývoj nervového systému
Vývoj nervového systému •
z neuroektodermu vznikají neuroblasty a vytvářejí všechny neurony CNS; glioblasty tvoří podpůrné buňky CNS • diferenciací buněk neurálního hřebínku vznikají: i. neurony a satelitové buňky uzlin některých hlavových nervů, spinálních a vegetativních ganglií ii. Schwanovy buňky všech periferních nervů iii. melanocyty pokožky iv. chromafinní buňky dřeně nadledviny; parafolikulární buňky štítné žlázy; enterochromafinní buňky epitelu tenkého a tlustého střeva
21
Vývoj oběhového systému Vaskulogeneze = tvorba krevních váčků → mezoderm diferencuje do angioblastů tvořící angiogenní shluky (z angioblastů kolem těchto shluků vzniká výstelka krevních cév) • začátek tvorby cév je v extraembryonálním mezodermu kolem žloutkového váčku (~17.den) a později v mezodermu plodu Hematopoéza (tvorba krevních buněk) • začíná kolem 3.týdne, prekurzory krvinek vznikají v žloutkovém váčku, odkud migrují do základů jater, kostní dřeně, brzlíku a lymfatických uzlin • v 6. týdnu začíná krvetvorba v játrech • 3. měsíc zahájí krvetvornou aktivitu slezina a kostní dřeň (ve slezině vrcholí kolem 4. měsíce a poté kromě lymfopoézy ustává; v kostní dřeni krvetvorba narůstá hlavně v druhé polovině fetálního vývoje)
Vývoj oběhového systému Během hematopoézy je tvořeno několik typů hemoglobinu: 1. δ 2 ε 2 – syntetizován během nejčasnější embryonální periody ještě ve žloutkovém váčku 2. α 2 γ 2 – fetální forma tvořena v játrech; predominantní forma během těhotenství (vysoká afinita pro kyslík oproti „dospělému“ hemoglobinu); přenos kyslíku z maternální do fetální krve 3. α 2 β2 – postupně nahrazuje předešlou formu, jakmile se hematopoéza přesune do kostní dřeně (~30.týden) = dospělá forma hemoglobinu
22
Vývoj oběhového systému - srdce Primitivní srdeční trubice – mezodermální původ nejdříve vzniká pár endokardiálních trubic, které fúzují do primitivní srdeční trubice, která se dále vyvíjí v endokard • mezoderm v okolí srdeční trubice se vyvíjí v myokard a epikard • primitivní srdeční trubice tvoří pět rozšíření (truncus arteriosus, bulbus cordis, primitivní komora, primitivní předsíň, sinus venosus) • vnitřek primitivní srdeční trubice se postupně rozděluje do čtyř konečných oddílů formací přepážek: 1. aorticopulmonární – rozděluje truncus arteriosus na aortu a plicní tepnu 2. atrioventrikulární – rozděluje AV kanál na pravý a levý 3. atriální – rozděluje primitivní předsíň na levou a pravou 4. interventrikulární – rozděluje primitivní komoru na levou a pravou
Primitivní srdeční trubice
23
Fetální cirkulace • ductus venosus – přímá komunikace mezi levou pupečníkovou žílou a pravým hepatokardiálním kanálem • foramen ovale - otvor mezi pravou a levou předsíní • ductus arteriosus (Botallova dučej) – céva spojující plicnici s aortou; protéká jí krev, která obchází plíce
Vývoj trávicího sytému Primitivní trávicí trubice rozdělena na přední, střední a zadní střevo je vytvořena inkorporací části žloutkového váčku do embrya během kraniokaudální a laterální formace • vnitřní epitel a žlázy odvozeny z entodermu • sliznice, pobřišnice a svalstvo odvozeny z mezodermu • trachoezofageální přepážka rozděluje přední střevo na jícen a průdušnici • během 4.týdne se vytváří dilatace na předním střevu a vzniká žaludek • další deriváty předního střeva: játra, žlučník a žlučové cesty, slinivka • deriváty středního střeva: spodní část dvanácterníku, slepé střevo, lačník, kyčelník, vzestupný tračník, 2/3 příčného tračníku • deriváty zadního střeva: poslední 1/3 příčného tračníku, sestupný tračník, esovitý tračník, konečník, řitní otvor
24
Vývoj vylučovacího sytému Pronefros (předledvina) - vývoj 3.týden z prvních šesti nefrotomů (=mezoderm spojovacích částí somitů) v podobě váčků, které se protahují do tubulů a jejich splynutím vznikne podélný kanálek, který proliferuje směrem ke kloace, s níž se spojí jako Wolfův vývod Mezonefros (prvoledvina) – provizorní exkreční orgán mezi 5.-7.týdnem vývoje; zakládá se společně s gonádou uvnitř urogenitální lišty; vývoj mezonefrických kanálků zvětšuje celkový objem prvoledviny; z kanálků se uchovají jen vývodní úseky, které se později zapojí do vývoje vývodných pohlavních cest Metanefros (definitivní ledviny) – první funkceschopné nefrony se diferencují počátkem 4. měsíce
Vývoj vylučovacího sytému
Močový měchýř vzniká z vrchní části urogenitálního sinu, který je pokračováním alantois Močová trubice vzniká ze spodní části urogenitálního sinu Nadledvinky: kůra – mezodermální původ dřeň – z buněk neuráního hřebínku
25
Vývoj dýchacího systému • první známky vývoje na ventrální stěně předního střeva (formace dýchacího divertikula - DD) • DD je zpočátku otevřen (komunikace s předním střevem) až do tvorby trachoezofageálního septa • zadní konec DD se rozšiřuje a tvoří základ plic → rozdělení na dvě bronchiální větve • v 5.týdnu bronchiální pupeny tvoří primární průdušky, které se dále dělí na sekundární (3 vpravo a 2 vlevo) a ty se dále dělí na terciární (10 vpravo a 8-9 vlevo) • jak se průdušky vyvíjejí, expandují do primitivní pohrudniční dutiny • pohrudnice vzniká z mezodermu • vývoj plic má 4 periody: glandulární (5.-17.týden), kanalikulární (16.-25.týden), terminální váček (24.týden-porod), alveolární (porod-8 let)
Pohlavní determinace •
ve 4.týdnu se zakládají párové genitální lišty; v 6.týdnu jsou osídleny prvopohlavními buňkami (gonocyty) vzniklými ve stěně žloutkového váčku blízko allantois • současně proliferuje célomový epitel a epitelové buňky pronikají do podkladového mezenchymu ve formě pruhů = primární (medulární) provazce, jejichž buňky obklopují gonocyty ⇒ stádium indeferentní gonády Vývoj dvou párů trubic: 1. mezonefrická (Wolffova) – primární uretra, vstupuje do kloaky; její růst je závislý na androgenech (vyžaduje přítomnost testosteronu a jeho receptorů); později se z ní vyvíjejí varlata, chámovod a definitivní močová trubice 2. paramezonefrická (Müllerova) – její kaudální část fúzuje do uterovaginálního kanálu (primordium dělohy, vagíny a vejcovodů) → u mužů je Sertoliho buňkami od 7.týdne syntetizován antiMüllerian hormon (AMH) a v přítomnosti specifických receptorů v cílové tkáni Müllerova trubice zaniká
26
Pohlavní determinace Muži: geny SRY (sex determining region) kódují protein H-Y → je-li vázán na membránu gonocytů, produkují induktor pro vývoj varlete (ve 4. měsíci již obsahují semenotvorné kanálky) gonocyty ⇒ buňky spermiogenetické řady epitelové buňky ⇒ buňky Sertoliho mezenchym mezi kanálky ⇒ buňky Leydigovy Ženy: diferenciace gonocytů na oogonie, z epitelových buněk vznikají buňky folikulární Vývoj vnějších genitálií: • jejich primordia jsou u obou pohlaví stejná → pocházejí ze struktur lokalizovaných kolem kloakální membrány, která zaslepuje terminální část zadního střeva • na konci 7.týdne je kloaka rozdělena urorektální přepážkou na rektum a urogenitální sinus a kloakální membrána se rozdělí na genitální a anální (→ obě kolem 50.dne mizí)
Vývoj kostí a kosterních svalů • každý somit má dorzolaterální část (dermatom → tvoří pojivovou tkáň kůže) a ventromediální část (sklerotom → mezenchym obratlů) • po separaci sklerotomické části somitů se zbývající část přeměňuje do dermatomyotomu dávajícímu vznik kosterním svalům (první základy svalstva končetin – 7.týden) • kostra se tvoří z mezenchymu (embryonální pojivová tkáň vyplňující prostor mezi epiteliálními strukturami) • kondenzací mezenchymu vznikají základy chrupavek (blastemy) – 5.týden; primitivní chrupavka = velmi buněčná tkáň, jejíž mezibuněčnou hmotu tvoří kolagenní vlákna a bazofilní amorfní hmota • chrupavčité tělo vzniká akumulací sklerotomických buněk kolem notochordu
27
Vývoj kostí a kosterních svalů • perichondrální a endochondrální osifikace charakterizována přemístěním listů kostní tkáně na povrch chrupavky • perichondrium z hypertrofované chrupavky poskytuje osteoklasty (rozpouštějí chrupavku) a osteoblasty tvořící kostní materiál (syntéza osteoidů = extracelulární materiál důležitý pro ukládání hydroxyapatitových krystalů) • osifikace plochých kostí lebky je desmogenní (nepředchází jí stádium chrupavky) • šlachy jsou spojeny s okosticí • svaly jsou inervovány míšními neurony
Vývoj hlavy a krku • prvotní strukturou budoucí hlavy je protochordální destička v trilaminárním embryu • k formaci hlavy a oblasti krku přispívá faryngeální aparát sestávající z oblouků, váčků, žlábků a membrán • faryngeální oblouky obsahují mezoderm (tvorba svalů a cév) a buňky neurálního hřebínku (tvorba kostí) • každý oblouk je spojen se svým kraniálním nervem 1. váček: epitel zvukovodu a dutiny středního ucha 2. váček: epitel krční dutiny, patra, mandle 3. váček: příštitná tělíska, brzlík 4. váček: vrchní příštitná tělíska 1. žlábek: vnější ucho 1. membrána: bubínek
28
Vývoj hlavy a krku 1. FO (CN V - trojklanný) m: žvýkací svaly nh: spodní a horní čelist, část kosti spánkové, jařmová k., patrové k., radličná k., kladívko, kovadlinka 2. FO (CN VII - podjazykový) m: mimické svaly, svaly středního ucha nh: třmínek, výběžek spánkové k., horní část jazylky 3. FO (CN IX - jazykohltanový) m: hltan, krkavice nh: zbývající část jazylky 4. FO (CN X - bloudivý) – vrchní hrtanová větev m: svaly měkkého patra, hltanu, pstencový sval štítné žlázy, hrtanové chrupavky, pravá podklíčkoví tepna, aortální oblouk 6. FO (CN X) m: vnitřní hrtanové svaly, horní svaly jícnu, plicní tepny, Botallova dučej (ductus arteriosus)
Deriváty ektodermu • epidermis a adnexa kožní (žlázy potní, mazové, mléčná, vlas, nehet) • vnitřní ucho (výstelka blanitého labyrintu), příušní žláza • olfaktorické plakody (čočka, epitel rohovky) • výstelka dutiny ústní a slinné žlázy • adenohypofýza • výstelka močové trubice, řitního kanálu, zevního zvukovodu • čichové buňky Neuroektoderm • nervový systém a mícha (neurony…) • sítnice, duhovka, řasnatá tělesa, optický nerv, svaly panenky • neurohypofýza, šišinka
29
Deriváty buněk neurálního hřebínku • Schwannovy buňky, ganglia kraniálních nervů, spinální ganglia, parasympatická ganglia GIT, gliové buňky, měkká plena mozková a pavoučnice • melanocyty • odontoblasty • C buňky štítné žlázy • dřeň nadledvinek • kosti obličeje a lebky • faryngeální oblouky
Deriváty mezodermu • • • • • • • • • •
svalová tkáň příčně pruhovaná kosterní i srdeční svaly jazyka, oka, pojivové tkáně slezina, ledviny, hrtan, hltan, škára tvrdá plena míšní endotel krevních a lymfatických cest kosti a chrupavky močové a pohlavní ústrojí kůra nadledvin výstelka tělních dutin (hrudní, břišní, perikardové)
30
Deriváty entodermu • trávicí trubice (výstelka a žlázy) • dýchací systém (výstelka a žlázy dých. cest, výstelka alveolů plicních) • část vývodních cest močových • výstelka žlučových cest • výstelka středoušní dutiny a Eustachovy trubice • štítná žláza a příštítná tělíska • epitelové retikulum brzlíku • hepatocyty • slinivka břišní, krční mandle
Geny podílející se na řízení pochodů embryonálního vývoje Homeotické geny (HOX geny, homeoboxy) – odpovědné za základní životní funkce, kódují transkripční faktory, jsou nadřazeny ostatním genům • jsou uspořádány do komplexů v přesně určeném pořadí, ve kterém se také realizují • u člověka jsou 4 komplexy HOX genů (A, B, C, D) lokalizované na různých chromozomech (7, 17, 12, 2), jejich exprese je odlišná v čase i prostoru, jsou aktivní jen v určitých obdobích vývoje • jejich produkty = transkripční faktory – zahajují transkripci cílových genů → to vede k regulaci základních procesů embryogeneze jako je segmentace, indukce, migrace buněk, diferenciace i programovaná smrt (apoptóza) • podmiňují organogenezi neurální trubice, ledvin, plic, střeva… • jejich mutace vedou ke vzniku závažných vývojových vad • PAX geny – kódují další transkripční faktory
31
Přehled vývoje embrya a plodu 1. LM: embryo 8 mm dlouhé s převažujícím hlavovým koncem; 20.den jsou již vytvořeny základy mozku, míchy a nervových uzlin; 21.-22. den začíná fungovat srdce; 28.den jsou již založeny základy obratlů, lebečních kostí, svalů a začínají být zřetelné základy očí, uší, rukou a nohou 2. LM: embryo 3 cm dlouhé, má již tvar lidského těla s velkou hlavovou částí, hmotnost 5 g; zřetelně jsou vytvořeny končetiny a na nich vyznačené prsty; mozek kontroluje čtyřicet základů kosterních svalů; nervy prorůstají do základů vnitřních orgánů; formují se čelisti se základy zubů; koncem měsíce žaludek vytváří žaludeční šťávu a ledviny začínají fungovat 3. LM: plod 9 cm dlouhý o hmotnosti 20 g; na končetinách jsou dobře patrné prstíky s papilárními liniemi; vytvořen chrupavčitý základ kostry; ze společného základu pro rodidla se začínají diferencovaně vyvíjet mužské nebo ženské pohlavní orgány;koncem 12.týdne již fungují všechny orgány a orgánové systémy; je dokončen vývoj placenty 4. LM: plod 16 cm dlouhý o hmotnosti 120 g; tělo je pokryto jemnou, svraštělou a červenou kůží; na celém povrchu těla je chmýří – lanugo 5. LM: plod 25 cm dlouhý o hmotnosti 250 g; na hlavičce začínají růst vlasy, na prstech nehty; podkožní tukový polštář je velmi tenký; srdeční akci lze zjistit poslechem; aktivní pohyby plodu jsou již těhotnou vnímány
Přehled vývoje embrya a plodu 6. LM: plod 30 cm dlouhý o hmotnosti 600 g; oční víčka jsou rozdělena; fungují kožní mazové a potní žlázy 7. LM: plod 35 cm dlouhý o hmotnosti 1200 g; v plicní tkáni se vytváří látka, která umožní rozvinutí plic – antiatelektatický fa. 8. LM: plod 40 cm dlouhý o hmotnosti 1800 g; do podkožního vaziva se začíná ukládat tuk jako izolace i jako zásoba energie; zvyšuje se tvorba protilátek; začíná osifikace dlouhých kostí 9. LM: délka plodu 45 cm o hmotnosti 2700 g; podkožní tukový polštář je již vytvořen, na kůži mizí vrásky, kůže je napjatá; začíná mizet lanugo z břicha a obličeje 10. LM: plod má všechny známky zralosti: délku 48 až 50 cm, hmotnost 3300 až 3500 g; kůže je napjatá, růžová, pokrytá bělavou mazlavou hmotou - mázkem, vytvořeným kožními mazovými žlázkami; lanugo je jen na zádech mezi lopatkami; švy mezi lebečními kostmi jsou úzké, fontanely malé; nehty na rukou přesahují špičky prstů, na nohou dosahují špiček prstů; varlata jsou u chlapců sestouplá v šourku, u děvčátek překrývají velké stydké pysky malé stydké pysky a štěrbinovitě uzavírají poševní vchod
32
33
