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 fáze – 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
fblt.cz
2
Příprava spermií, fertilizace Hyperaktivace spermií Kapacitace spermií Interakce spermie se zona pellucida (ZP) Akrozomální reakce (AR) a průnik do vajíčka
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
3
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
Vazba spermie na oocyt, akrozomální reakce 1)
2) 3) 4) 5)
proniknutí přes folikulární buňky obklopující vajíčko → hyaluronidáza akrozomu rozpouští glykosaminy, které spojují folikulární buňky → spermie dosáhne zona pellucida interakce přes specifické mebránové vazebné receptory = bindin spermie-glykoproteiny zona pellucida (ZP1-ZP4) vazba spermie na ZP3 protein = iniciace akrozomální reakce stoupající koncentrace intracelulárního Ca2+ vyvolá fúzi zevní membrány akrozomu s plazmalemou spermie → aktivace enzymů akrozomálního váčku akrozin rozpouští zona pellucida → splynutí plazmalemy spermie a oolemy vajíčka → postupná inkorporace spermie do oocytu (internalizace spermie)
4
Akrozomální reakce a průnik do vajíčka
Akrozomální reakce a průnik do vajíčka po proniknutí spermie do vajíčka se rozvíjejí reakce, které zabraňují vstupu dalších spermií = blok polyspermie: 1. 2.
→
→
elektrická – vstup Na+ iontů → depolarizace oolemy = oplozovací reakce; první dočasný blok kortikální reakce (trvalý blok) → vylití obsahu kortikálních granul do prostoru mezi plazmatickou a vitelinní membránu modifikuje zona pellucida, která ztrácí schopnost vázat spermie a vzniká stabilizovaný obal oplodněného vajíčka = fertilizační membrána zvýšení koncentrace kalciových iontů v cytoplazmě vajíčka aktivuje druhé meiotické dělení vajíčka a na molekulární úrovni změny nutné pro přijetí genetického materiálu spermie transport vodíkových iontů z vajíčka zvyšuje intracelulární pH → indukce syntézy proteinů
5
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)
Osud spermie v oocytu, syngamie • spermie do vajíčka pronikne i s bičíkem a mitochondriemi, které jsou však v cytoplazmě zygoty aktivně zničeny ubiquitinací ⇒ 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 • z proximálního centriolu spermie vzniká centriol zygoty zodpovídající za pohyb prvojader (děje se pomocí mikrotubulů → tvoří paprsčitou strukturu = spermaster) • prvojádra se postupně přibližují až dojde k jejich splynutí (syngamie) • jakmile se jádra dostanou k sobě, začíná syntéza DNA (trvá asi 12 hodin)
6
Oplodnění Co přináší embryu spermie: • 1 sada autochromozómů • 1 chromozóm X nebo Y • centriol (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
Vývoj embrya a plodu Blastogeneze Embryogeneze Organogeneze
7
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
Rýhování • řada po sobě následujících mitóz - dceřinné buňky = blastomery • první rýhovací dělení = rozdělení zygoty na dvě stejné blastomery uložené uvnitř zona pellucida (za 24-30 hodin po oplození) • čtyřbuněčné stadium - 40-50 hodin po oplození • do 8 bb. stadia jsou blastomery od sebe zřetelně odděleny – drží pohromadě pomocí adhezivních molekul CAMs (cell adhesive molecules) • od 8 bb. stadia vznikají mitotickým dělením další blastomery, které se vsouvají dovnitř embrya a zároveň se začínají vytvářet mezibuněčné kontakty (spoje) → kompaktace, komunikace a vzájemné působení buněk, umožnění vzniku dutin • stadia moruly (cca 16 blastomer) je dosaženo ∼70 hodin po oplození a v této době vstupuje embryo do děložní dutiny (morula již sestává z vnitřní a vnější buněčné masy)
8
Oplodnění
9
Aktivace embryonálního genomu • do čtyřbuněčného stadia je metabolismus a vývoj embrya zajištěn produkty mateřského původu (enzymy, regulační proteiny, všechny typy RNA) - (některé geny však mohou být exprimovány i dříve, několik genů určujících pohlaví je aktivních již od stadia prvojader) • během třetího buněčného cyklu (mezi 4-8 buněčným stadiem) je aktivována vlastní embryonální transkripce a přechod na embryonální genetické řízení (EGA = embryonic genome activation) • po oplození probíhá v mužském prvojádře aktivní demetylace části DNA, která je následována pasivní demetylací celého genomu v průběhu rýhování • u embryí ženského pohlaví dochází k inaktivaci jednoho chromozómu X již v osmibuněčném stadiu, takže vzniká mozaika aktivních X chromozómů otcovského a mateřského původu • genomický imprinting = rozdílná exprese genů v závislosti na tom, zda pocházejí od otce či od matky → pouze jedna alela (maternální nebo paternální) je exprimována, alela pocházející od druhého rodiče je utlumena
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
10
Blastogeneze • rozlišení buněk, které mají kontakt s perivitelinním prostorem a buněk uvnitř embrya • povrchové buňky se začínají oplošťovat a přemění se v buňky zevní obalové vrstvy → příští trofoblast • vnitřní buňky (inner cell mass) dostávají tvar mnohostěnů a dávají vznik embryoblastu • na rozhraní vnitřních a vnějších buněk se v jednom místě začíná hromadit tekutina a vytváří dutinu = blastocel • objevují se mezibuněčná spojení typu gapjunctions
Blastogeneze
kavitující morula ∼96 hod po oplození
expandovaná blastocysta ∼120 hod po oplození
11
Blastogeneze
„hatchující“ blastocysta
volná blastocysta
Implantace blastocysty Implantace = přichycení embrya k děložní sliznici 1. Přiblížení (apozice) – 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, pomocí proteolytických enzymů rozrušuje bazální membránu a postupuje do stromatu → buňky stromatu děložní sliznice reagují na invazi trofoblastu změnou ve velké polygonální buňky naplněné glykogenem a tuky = deciduální reakce
12
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
Diferenciace trofoblastu Extraembryonální mezoderm (mezoblast, primární mezoderm) • první buňky se objevují na embryonálním pólu, vznikají vycestováním z cytotrofoblastu, mají vřetenovitý až hvězdicovitý tvar a vytvářejí řídkou síť vyplňující blastocystovou dutinu • somatický tvoří spojující stopku a pokrývá amnion • viscerální pokrývá žloutkový váček
13
Diferenciace embryoblastu Rozlišením embryoblastu ve dva zárodečné listy je určena dorzoventrální polarita zárodku: I. vnější ektoderm (epiblast) = dorzální zárodečná vrstva - nalehne na cytotrofoblast embryonálního pólu II. vnitřní entoderm (hypoblast) = ventrální zárodečná vrstva orientovaná směrem do blastocystové dutiny = bilaminární stadium (dvouvrstevný zárodečný terčík) – 7.-14. den vývoje
Implantace – 7. den
14
Implantace – 13. den
15
Extraembryonální struktury zárodku Žloutkový váček – primitivní ŽV svrchu ohraničen entodermovou ploténkou, zbytek tvoří membrána z buněk extraembryonálního mezodermu zvaná Heuserova exocélomová membrána; rozpínáním exocélomu vzniká definitivní ŽV v celém rozsahu vystlaný entodermem 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
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
16
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
17
Formace primitivního proužku
1. primitivní proužek
5. kardiální destička
2. primitivní jamka
6. amnionová membrána
3. primitivní uzel
7. EE mezoderm
4. orofaryngeální membrána
8. entoderm
www.embryology.ch
9. kloakální membrána
Notogeneze
18
Notogeneze
Notogeneze
19
Notogeneze – diferenciace mezodermu 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
20
• 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
21
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
22
Vývoj nervového systému • 3. týden se intzenzivně mitoticky 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 (medulární) 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 (gangliová) lišta (neurální hřebínek) → ve střední čáře se rozdělí ve dva podélné provazce, které dají základ spinálním gangliím • lumen nervové trubice vytváří mozkové komory a centrální míšní kanál
Vývoj nervového systému
23
1. neurální destička 2. primitivní proužek 3. primitivní uzel 4. neurální žlábek 5. somity 6. řez amnionem 7. neurální rýha
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
Vývoj nervového systému Vývoj mozku • kolem 4. týdne jsou na kraníálním rozšířeném konci neurální trubice tři zřetelné oddíly = primární mozkové váčky: prosencefalon (přední mozek), mesencefalon (střední mozek), rhombencefalon (zadní mozek) • rovný trubicovitý základ mozku se v důsledku rychlého růstu prodlužuje a ohýbá (ohnutí temenní, týlní a ohnutí mostu), čímž se primární mozkové váčky rozčlení na sekundární (telencefalon, diencefalon, mesencefalon, metencefalon, myelencefalon) ∼ 6. týden • v důsledku rozdílných rychlostí růstu se váčky kladou přes sebe a vytvářejí se mozkové hemisféry a uvnitř nich mozkové komory Vývoj míchy • vyvíjí se z kaudálního úseku neurální trubice, která se rozdělí podélným žlábkem na bazální (motorickou) a alární (senzorickou) ploténku • z neuroblastů bazální ploténky se diferencují neurony předních míšních rohů, z neuroblastů alární ploténky senzitivní neurony zadních míšních rohů • V 8. týdnu vyplňuje mícha celý páteřní kanál, který ovšem s vývojem roste rychleji → kraniální vzestup dolního konce míchy
24
Vývoj nervového systému
Vývoj oběhového systému Vaskulogeneze = tvorba krevních váčků • začátek tvorby cév je v extraembryonálním mezodermu kolem žloutkového váčku (~18.den) a později v mezodermu plodu • nejdříve vznikají krevní ostrůvky, jejichž mezodermové buňky diferencují v hemangioblasty • centrální hemangioblasty diferencují v hematopoetické buňky (hemoblasty) a periferní v endotelové buňky • proliferací a spojováním endotelových pupenů vzniká primitivní cévní síť • vývoj od prvních krevních ostrůvků až po vznik srdeční trubice trvá asi tři dny = 23. den vývoje započnou srdeční kontrakce (ve 4. týdnu vývoje je srdeční akce již prokazatelná při UZ vyšetřerní)
25
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
26
Fetální cirkulace • ductus venosus (jaterní zkrat) – přímá komunikace mezi levou pupečníkovou žílou a pravým hepatokardiálním kanálem • foramen ovale (1. srdeční zkrat) - otvor mezi pravou a levou předsíní • ductus arteriosus (2. srdeční zkrat, Botallova dučej) – céva spojující plicnici s aortou; protéká jí krev, která obchází plíce
Hematopoéza 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) 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
27
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
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)
28
Vývoj močového 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; základem je souvislý pás mezodermu vzniklý splynutím nefrotomů = nefrogenní blastém ; vývoj mezonefrických kanálků zvětšuje celkový objem prvoledviny; z kanálků se uchovají jen vývodné úseky, které se později zapojí do vývoje vývodných pohlavních cest Metanefros (definitivní ledviny) – základem je metanefrogenní blastém, tvořící buněčný pás mezodermu v rozsahu 3.-5. lumbálního somitu; první funkceschopné nefrony se diferencují počátkem 4. měsíce
Vývoj močového 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
29
Vývoj pohlavního ústrojí •
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); vyvíjejí se z ní, 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
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)
30
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
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
31
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
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
32
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)
Deriváty entodermu • trávicí trubice (výstelka a žlázy) • dýchací systém (výstelka a žlázy dýchacích 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
33
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
34
35
