Najwa\
niejsze etapy rozwoju osobniczego.
Zapłodnienie, bruzdkowanie, gastrulacja
Zapłodnienie jest procesem
obejmującym kilka etapów.
Schemat obok przedstawia trzy
fazy zbli\
ania się plemnika do
komórki jajowej. W pierwszej
plemnik forsuje barierę utworzoną
przez wieniec promienisty; w
drugiej jeden lub więcej
plemników przenika przez
osłonkę przejrzystą; w trzeciej
fazie jeden plemnik przechodzi
przez błonę oocytu, tracąc przy
tym własną błonę komórkową.
Rysunek po lewej stronie
(na podstawie  Embriologii Lekarskiej Sadlera, 1993) pokazuje normalny plemnik z
czapeczką akrosomową.
W wyniku zapłodnienia dochodzi do powstania organizmu potomnego - zygoty (czyli
jednokomórkowego zarodka). Po pierwszym podziale mitotycznym poprzedzonym szeregiem
procesów m. in. dokończeniem drugiego podziału mejotycznego materiału genetycznego oocytu,
powstaniem przedjądrza \
eńskiego, fuzji przedjądrzy i replikacji DNA, następuje seria kolejnych
podziałów mitotycznych, zwanych bruzdkowaniem. W rezultacie dochodzi do namno\
enia
komórek  blastomerów, z jednoczesnym zmniejszaniem ich rozmiarów po ka\
dym podziale. Po
3-4 dniach zarodek przybiera postać morwy (moruli) i przedostaje się do jamy macicy. Następnie
morula traci osłonkę przejrzystą a między blastomerami zaczynają się pojawiać wolne
przestrzenie. Komórki układają się w zewnętrzną warstwę, która utworzy trofoblast i w masę
wewnętrzną (węzeł zarodkowy, czyli embrioblast), z której rozwinie się nowy organizm.
Zarodek w tym stadium rozwoju nazywa się blastocystą.
Schematycznie przedstawione zjawiska zachodzące w czasie 1 tygodnia rozwoju człowieka. 1, Oocyt bezpośrednio po owulacji. 2, Zapłodnienie około 12 do 24 godzin
po owulacji. 3, Stadium męskiego i \
eńskiego przedjądrza. 4, Wrzeciono pierwszego podziału mitotycznego. 5, Stadium dwukomórkowe (około 30 godzin po
zapłodnieniu). 6, Morula zawierająca 12 do 16 blastomerów (około 3 dni po zapłodnieniu). 7, Póz
na morula przed dojściem do jamy macicy (około 4 dni po
zapłodnieniu). 8, Wczesna blastocysta (około 4 i f/2 dnia po zapłodnieniu). 9, Wczesna faza implantacji (blastocysta około 6 dni po zapłodnieniu). W jajniku widać stadia
przejściowe pomiędzy pierwotnym i dojrzałym pęcherzykiem jajnikowym oraz ciałko \
ółte. Błona śluzowa macicy przedstawiona jest w fazie wydzielniczej
(progesteronowej).
(z
ródło:  Embriologia Lekarska Sadler, 1993)
1
Dwublaszkowa tarczka zarodkowa
Od 6 dnia po zapłodnieniu rozpoczyna się implantacja blastocysty. Proces ten uzale\
niony jest
od interakcji komórek trofoblastu z komórkami błony śluzowej macicy. Na początku 2 tygodnia
cią\
y blastocysta jest częściowo zagłębiona w błonie śluzowej macicy. Z trofoblastu
wyodrębniają się dwie warstwy: wewnętrzna, zbudowana z aktywnie dzielących się komórek,
zwana cytotrofoblastem i zewnętrzna, będąca zespólnią (syncytium) zwaną
syncycjotrofoblastem, która intensywnie oddziałuje na komórki błony śluzowej macicy i w
rezultacie wrasta w tkanki matki.
Rysunek przedstawia 7 -dniową
ludzką blastocystę, częściowo
zagłębioną w błonie śluzowej
macicy. Trofoblast składa się z
wewnętrznej warstwy komórek
jednojądrowych, zwanej
cytotrofoblastem i z warstwy
zewnętrznej bez wyraz
nych granic
międzykomórkowych, zwanej
syncycjotrofoblastem. Embrioblast
jest tworzony przez warstwę
epiblastu i warstwę hipoblastu.
W 9 dniu rozwoju w syncycjotrofoblaście powstają rozstępy, zwane lakunami. Następnie
syncycjotrofoblast trawi ścianę naczyń zatokowych błony śluzowej matki, krew wpływa do lakun i
pod koniec 2 tygodnia od zapłodnienia powstaje pierwotne krą\
enie maciczno-ło\
yskowe. W
tym samym czasie komórki cytotrofoblastu namna\
ają się tworząc kolumny wrastające w
syncycjotrofoblast i w wyniku tego procesu powstają kosmki pierwotne. W końcu 2 tygodnia
rozwoju blastocysta jest ju\
całkowicie zagłębiona w błonie śluzowej macicy, a ubytek błony
śluzowej macicy powstały w czasie implantacji ulega wygojeniu.
W 7. dniu z węzła zarodkowego (embrioblastu) wyodrębnia się epiblast i hipoblast, które
tworzą wspólnie dwublaszkową tarczę zarodkową. Następnie w 9 dniu w obrębie komórek
epiblastu pojawia się mała jamka, która powiększa się, w wyniku czego powstaje jama
owodniowa. Komórki epiblastu otaczające jamę ow odniową przylegające do cytotrofoblastu
nazywamy od tego momentu amnioblastami. W tym samym czasie komórki hypoblatu proliferują
i układają się na komórkach cytotrofoblastu formując błonę zewnątrzzarodkowej jamy ciała.
Hypoblast i błona zewnątrzzarodkowej jamy ciała wspólnie wyścielają jamę pęcherzyka
\
ółtkowego pierwotnego (czyli inaczej zewnątrzzarodkową jamę ciała).
Rysunek 9-dniowej ludzkie]
blastocysty. Syncycjotrofoblast
zawiera wiele lakun (zatok). Widać
płaskie komórki tworzące błonę
zewnątrzzarodkowej jamy ciała
(exocoeloma). Dwublaszkowa
tarcza zarodkowa składa się z
warstwy walcowatych komórek
epiblastu i z warstwy sześciennych
komórek hipoblastu. Ubytek w
nabłonku powierzchniowym
macicy wypełnia skrzep.
2
Równie\
w 2. tygodniu rozwoju pomiędzy cytotrofoblastem a błoną zewnątrzzarodkowej jamy
ciała powstaje mezoderma zewnątrzzarodkowa. Komórki mezodermy zewnątrzzarodkowej
pochodzą z komórek ściany pierwotnego pęcherzyka \
ółtkowego (czyli z błony
zewnątrzzarodkowej jamy ciała). Ostatecznie mezoderma zewnątrzzarodkowa oddzieli owodnię,
tarczkę zarodkową oraz pierwotny pęcherzyk \
ółciowy od cytotrofobastu. Po utworzeniu
rozstępów w mezodermie zewnątrzzarokowej powstaje pozazarodkowa jama ciała, zwana tak\
e
jamą kosmówkową. Jama kosmówkowa otacza pierwotny pęcherzyk \
ółtkowy i jamę
owodniową poza miejscem, w którym tarcza zarodkowa łączy się z trofoblastem za
pośrednictwem szypuły łączącej. Pozazarodkowa mezoderma wyścielająca cytotrofoblast i
owodnię stanowi mezodermę ścienną, a mezoderma pokrywająca pęcherzyk \
ółtkowy
mezodermę trzewną.
Rysunek 10-13 dniowej
ludzkiej blastocysty.
Pomiędzy wewnętrzną
powierzchnią cytotrofoblastu
i zewnętrzną powierzchnią
zewnątrzzarodkowej jamy
ciała pojawia się nowy rodzaj
komórek. Wywodzą się one z
komórek pęcherzyka
\
ółtkowego i tworzą
delikatną, luz
ną tkankę
łączną, nazywaną zewnątrz
zarodkową mezodermą. W
mezodermie
zewnątrzzarodkowej tworzą
się du\
e rozstępy, które łączą
się i wytwarzają nową jamę
zwaną pozazarodkowa jamą
ciała (jamą kosmówki)
Gastrulacja  trzeci tydzień rozwoju.
Gastrulację poprzedza
powstanie smugi pierwotnej i
węzła pierwotnego (w głowowym
biegunie tarczki zarodkowej).
W okolicy węzła pierwotnego i
smugi pierwotnej komórki
epiblastu wędrują do wewnątrz
(inwaginacja) i tworzą dwie nowe
warstwy komórek  najpierw
endodermę a póz
niej mezodermę.
W ten sposób z epiblastu powstają
wszystkie trzy listki zarodkowe.
3
Przekrój poprzeczny przez okolice smugi pierwotnej ukazujący inwaginacje a następnie wędrówkę komórek epiblastu w kierunku bocznym. W pierwszym etapie
powstaje endoderma a następnie mezoderma.
Komórki ulegające inwaginacji w obrębie węzła pierwotnego migrują w linii prostej do przodu
a\
do płytki przedstrunowej. Tworzą one cewkowaty twór zwany wyrostkiem struny
grzbietowej. Wyrostek struny grzbietowej w początkowym stadium rozwoju przypomina rurę z
wyraz
nie widocznym światłem. W miarę dalszego rozwoju światło wyrostka zanika i powstaje lite
pasmo komórek zwane struną grzbietową. Tworzy ona pośrodkową oś, będącą zaczątkiem
szkieletu osiowego.
Formowanie się wyrostka struny grzbietowej w 17 dniu rozwoju.
W ten sposób w końcu 3 tygodnia zostają ukształtowane trzy podstawowe listki zarodkowe 
ektoderma, mezoderma i endoderma i mo\
e rozpocząć się dalsze ró\
nicowanie tkanek i narządów.
Okres zarodkowy
Okres zarodkowy trwa od 3 do 8 tygodnia rozwoju. Jest to okres, w którym ze wszystkich
trzech listków zarodkowych rozwijają się typowe dla nich tkanki, narządy i układy. W poni\
szych
podrozdziałach zostaną omówione podstawowe procesy charakterystyczne dla danych listków
4
zarodkowych. Dla uproszczenia procesy te opisano oddzielnie, jednak nale\
y pamiętać ze
przechodzą one we względnie tym samym czasie.
Tkanki i narządy pochodzące z ektodermalnego listka zarodkowego. Neurulacja.
Na początku 3 tygodnia rozwoju ektodermalny listek zarodkowy ma kształt płaskiej tarczy, z
okolicą głowową szerszą od ogonowej. Po pojawieniu się struny grzbietowej i pod jej
indukcyjnym wpływem ektoderma, le\
ąca ponad struną grzbietową, grubieje, tworząc płytkę
nerwową. Komórki tej płytki stanowią neuroektodermę, a jej indukcja jest początkowym etapem
procesu neurulacji. W końcu 3 tygodnia rozwoju boczne brzegi płytki nerwowej unoszą się ku
górze tworząc fałdy nerwowe, a obni\
ona okolica środkowa płytki wytwarza rynienkę nerwową.
Fałdy nerwowe stopniowo zbli\
ają się do siebie i łączą w linii pośrodkowej.
Połączenie to rozpoczyna się w okolicy przyszłej szyi i postępuje w kierunku dogłowowym i
doogonowym. W rezultacie powstaje cewa nerwowa. Na dogłowowym i doogonowym końcu
zarodka cewa pozostaje przez pewien czas otwarta, łącząc się z jamą owodniowa za
pośrednictwem otworu cewy nerwowej przedniego i tylnego. Zamknięcie otworu przedniego cewy
nerwowej zachodzi około 25 dnia, a otworu tylnego 27 dnia. Stanowi to zakończenie procesu
neurulacji. Ośrodkowy układ nerwowy ma wówczas postać zamkniętej, cewkowatej struktury z
wąską częścią doogonową, czyli rdzeniem kręgowym, i znacznie szerszą częścią dogłowową z
charakterystycznymi rozszerzeniami będącymi pęcherzykami mózgowia.
Poszczególne etapy neurulacji w 3-4 tygodniu rozwoju. Schematy przedstawiające przekroje poprzeczne zarodków w kolejnych stadiach rozwoju, pokazujące
powstawanie fałdów nerwowych, rynienki nerwowej , cewy nerwowej oraz grzebieni nerwowych.
5
W miarę wznoszenia się i
zlewania fałdów nerwowych
komórki poło\
one przy ich
bocznych brzegach, czyli komórki
neuroektodermalne zaczynają
oddzielać się od fałdów. Komórki
te wytwarzają grzebień nerwowy.
Komórki grzebienia nerwowego
biorą udział w wytwarzaniu
ró\
nych struktur, w tym zwojów
kręgowych (czuciowych) i zwojów
autonomicznych oraz niektórych
elementów zwojów nerwów
czaszkowych. Powstają z nich tak\
e
lemmocyty (komórki Schwanna),
opona miękka i pajęczynówka,
melanocyty, rdzeń nadnercza, kości
i tkanka łączna struktur
twarzoczaszki oraz komórki
grzebieni pnia tętniczego i sto\
ka
Poszczególne etapy neurulacji.
tętniczego w rozwijającym się
sercu.
Z ektodermalnego listka zarodkowego powstają te narządy i struktury, które umo\
liwiają
kontakt ze światem zewnętrznym: ośrodkowy układ nerwowy, obwodowy układ nerwowy,
zmysłowy nabłonek uszu, nosa i oczu, naskórek, łącznie z włosami i paznokciami. Z
ektodermy wywodzi się tak\
e przysadka, gruczoł mlekowy oraz gruczoły potowe i szkliwo.
Tkanki i narządy pochodzące z mezodermalnego listka zarodkowego
Komórki mezodermalnego listka zarodkowego tworzą początkowo cienką warstwę luz
no
uło\
onej tkanki po obu stronach linii pośrodkowej ciała. Komórki umiejscowione w pobli\
u tej
linii zaczynają się intensywnie rozmna\
ać i tworzą zgrubiałą płytkę, zwaną mezoderma
przyosiowa.
Na początku 3 tygodnia rozwoju mezoderma przyosiowa zaczyna organizować się w
segmenty. Pierwsze takie segmenty, zwane somitomerami, pojawiają się w okolicy głowowej
zarodka, a następne tworzą się w kierunku doogonowym. Ka\
dy somitomer składa się ze spiralnie
uło\
onych warstw komórek mezodermalnych. W kierunku doogonowym od okolicy potylicznej
somitomery przechodzą w somity. Pierwsza para somitów powstaje w okolicy szyjnej zarodka
około 20 dnia rozwoju. Począwszy od tego miejsca, w kierunku doogonowym pojawiają się nowe
somity, w przybli\
eniu trzy dziennie, a\
do końca 5 tygodnia, kiedy to jest ich w sumie 42-44 pary
somitów
Pierwsza para somitów potylicznych i ostatnie 5 - 7 par somitów ogonowych w póz
niejszym
okresie zanikają, natomiast pozostałe wytwarzają szkielet osiowy. W tym okresie rozwoju wiek
zarodka określa się, podając, jaką ma liczbę somitów.
Na początku 4 tygodnia rozwoju komórki brzusznej i przyśrodkowej ściany somitu
przestają ściśle przylegać do siebie, stają się wielokształtne i układają się wokół struny
6
grzbietowej. Komórki te, tworzące wspólnie sklerotom, stanowią luz
ne utkanie, zwane
mezenchymą. W przyszłości otoczą one rdzeń kręgowy i strunę grzbietową i uformują kręgosłup.
Z grzbietowej ściany somitu, teraz określanej mianem dermomiotomu, powstaje nowa
warstwa komórek zawierająca jasne jądra z silnie barwiącymi się jąderkami. Komórki te stanowią
miotom. Ka\
dy miotom wytwarza umięśnienie swojego segmentu.
Komórki dermomiotomu po utworzeniu miotomu tracą cechy komórek nabłonkowych i
rozprzestrzeniają się pod le\
ącą ponad nimi ektodermą, tworząc skórę właściwą.
Kolejne stadia rozwoju somitu.
A, Komórki mezodermy
tworzą kuliste struktury -
somity. B, Komórki brzusznej i
przyśrodkowej ściany somitu
przestają ściśle przylegać do
siebie i wędrują w kierunku
struny grzbietowej. Zbiór tych
komórek nazywa się
sklerotomem. C, Z grzbietowej
ściany somitu powstaje nowe
ugrupowanie komórek zwane
miotomem. D, Po rozrośnięciu
się miotomu w kierunku
brzusznym komórki
dermatomu tracą cechy
komórek nabłonkowych i
rozprzestrzeniają się pod le\
ącą
nad nimi ektoderma, tworząc
skórę właściwą.
Z mezodermy powstaje tak\
e
układ naczyniowy - serce, tętnice,
\
yły, naczynia limfatyczne oraz
wszystkie rodzaje komórek krwi i
limfy. Ponadto z mezodermy rozwija
się układ moczowo-płciowy - nerki,
gonady i ich przewody (ale nie pęcherz
moczowy). Wreszcie pochodzenie
mezodermalne mają kora nadnerczy i
śledziona.
7
Tkanki i narządy powstające z endodermalnego listka zarodkowego
Główną strukturą wywodzącą się z endodermalnego listka zarodkowego jest przewód
pokarmowy. Jego formowanie w znacznej mierze związane jest z powstawaniem fałdów zarodka
w kierunku głowowo-ogonowym oraz bocznym. Powstawanie fałdów w pierwszym kierunku
jest spowodowane głównie szybkim wydłu\
aniem się ośrodkowego układu nerwowego,
natomiast utworzenie fałdów bocznych ciała zale\
y od pojawienia się gwałtownie rosnących
somitów. Dlatego te\
powstawanie jelita, mającego w przybli\
eniu kształt cewy, stanowi bierny
proces polegający na włączeniu części wysłanego endodermą pęcherzyka \
ółtkowego w obręb
jamy ciała. Dodatkowym efektem powstawania fałdów jest zwę\
enie początkowo szerokiego
połączenia pomiędzy zarodkiem i pęcherzykiem \
ółtkowym (odsznurowanie) i powstanie
wąskiego, długiego przewodu, zwanego przewodem \
ółtkowym.
Początkowo endodermalny listek zarodkowy ma kształt płaskiego krą\
ka, stanowiącego
sklepienie pęcherzyka \
ółtkowego i ściśle przylegającego do ektodermy. W miarę formowania się
i wzrostu pęcherzyków mózgowia tarcza zarodkowa zaczyna uwypuklać się do jamy owodniowej
i wytwarzać fałdy w kierunku głowowo-ogonowym. Najintensywniejsze wytwarzanie fałdów
występuje w okolicy głowy i ogona, a w jego wyniku powstaje fałd głowowy i fałd ogonowy.
W rezultacie wytwarzania fałdów w kierunku głowowo-ogonowym coraz większa część
wysłanej endodermą jamy pęcherzyka \
ółtkowego włączana jest w obręb ciała zarodka. W
przedniej części zarodka endodermą tworzy jelito przednie, a w tylnej jelito tylne. Odcinek
pomiędzy jelitem przednim i tylnym nazywa się jelitem środkowym. A
ączy się ono przez pewien
okres z pęcherzykiem \
ółtkowym za pośrednictwem szerokiej szypuły, zwanej przewodem
\
ółtkowym. Przewód ten, początkowo szeroki, w miarę dalszego wzrostu zarodka zwę\
a się i
znacznie wydłu\
a.
Jelito przednie w swym końcu dogłowowym jest przejściowo zamknięte przez płytkę
przedstrunową, zwaną na tym etapie rozwoju błoną gębowo-gardłową. W końcu 3 tygodnia
błona ta ulega przerwaniu i w ten sposób powstaje połączenie pomiędzy jelitem pierwotnym i
jamą owodniową. Jelito tylne równie\
jest przejściowo zamknięte przez błonę zwaną błoną
stekową.
W wyniku szybkiego powiększania się somitów początkowo płaska tarcza zarodkowa zaczyna
wytwarzać boczne fałdy ciała i zarodek zaokrągla się. Jednocześnie formuje się przednia ściana
tułowia z wyjątkiem małej części w okolicy brzusznej, w miejscu występowania szypuły
pęcherzyka \
ółtkowego.
Podczas formowania się jelita przedniego i jelita tylnego, zachodzącego głównie w wyniku
utworzenia, odpowiednio, fałdu głowowego i fałdu ogonowego, jelito środkowe pozostaje
połączone z pęcherzykiem \
ółtkowym. Początkowo połączenie to jest szerokie, ale w rezultacie
wytwarzania fałdów bocznych ciała stopniowo wydłu\
a się i zwę\
a (odsznurowuje się),
przechodząc w przewód \
ółtkowy.
Z endodermalnego listka zarodkowego rozwija się nabłonek wyścielający przewód
pokarmowy, drzewo oddechowe i pęcherz moczowy oraz mią\
sz tarczycy, gruczołów
przytarczycznych, wątroby i trzustki. Ponadto pochodzenie endodermalne ma nabłonek jamy
bębenkowej i trąbki słuchowej.
Schematy przekrojów poprzecznych przez
zarodki w ró\
nych okresach rozwoju,
pokazujące wpływ powstawania fałdów
bocznych ciała na formowanie wysłanej
endodermą jamy, B, Przekrój poprzeczny
na poziomie jelita środkowego,
pokazujący połączenie pomiędzy jelitem i
pęcherzykiem \
ółtkowym. C, Przekrój
przechodzący nieco poni\
ej jelita
środkowego, na którym widać zamkniętą
przednią ścianę jamy brzusznej i jelito
zawieszone na krezce odchodzącej od
8
tylnej ściany jamy brzuszne.
 Przekroje przez zarodki w ró\
nym okresie rozwoju w płaszczyz
nie strzałkowej w linii pośrodkowej pokazujące zgięcie zarodka w kierunku głowowo-ogonowym i jego
wpływ na pozycję wysłanej endodermą jamy
Okres płodowy
Okres płodowy trwa od 3 miesiąca cią\
y a\
do momentu rozwiązania. W tym czasie następuje
bardzo szybki wzrost organizmu i dojrzewanie narządów ukształtowanych w trakcie rozwoju
zarodkowego. W 3., 4. i 5. miesiącu obserwuje się znaczny wzrost długości płodu (5cm na
miesiąc), natomiast w ciągu dwóch ostatnich miesięcy cią\
y następuje jego intensywny przyrost
masy ciała (700g na miesiąc). W omawianym okresie zmieniają się proporcje rozmiarów głowy do
reszty ciała. W fazie początkowej głowa płodu zajmuje połowę długości ciemieniowo-
siedzeniowej, pod koniec 5. miesiąca długość głowy stanowi 1/3 a w momencie planowego
porodu ź długości całkowitej płodu. Od 5. miesiąca matka zaczyna wyraz
nie odczuwać ruchy
płodu. W znakomitej większości przypadków poród następuje 280 dni (40 tygodni) od pierwszego
dnia ostatniej miesiączki, czyli 266 dni (38 tygodni) od momentu zapłodnienia. Monitorowanie
rozwoju zarodka, póz
niej płodu obejmuje szereg badań powtarzanych rutynowo co 4 tygodnie
począwszy najpóz
niej od 10 tygodnia cią\
y. W ostatnich dwóch miesiącach co 2 tygodnie.
Płód urodzony w 6 lub na początku 7 miesiąca cią\
y mo\
e być trudny do utrzymania przy
\
yciu, głównie ze względu na niewystarczający rozwój układu oddechowego i ośrodkowego
układu nerwowego.
W wybranych przypadkach stosuje się amniocentezę (pobranie płynu owodniowego przez
powłoki skórne), biopsję trofoblastu oraz kardocentezę (pobranie krwi z \
yły pępowinowej po
9
nakłuciu pępowiny przez powłoki brzuszne pod kontrolą USG). Badania te dają mo\
liwość oceny
stopnia wzrostu ło\
yska i płodu oraz wykrycia wrodzonych zniekształceń, wad chromosomowych
oraz wielu chorób uwarunkowanych genetycznie, takich jak np. mukowiscydoza, fenyloketonuria,
hemofilia, dystrofia mięśniowa Duchenne'a. Ze względu na inwazyjność i ryzyko wystąpienia
powikłań (z poronieniem włącznie) badania te przeprowadza się w przypadku cią\
y o wysokim
stopniu ryzyka.
Schematyczne rysunki pokazujące wielkość głowy w stosunku do reszty ciała w ró\
nych stadiach rozwoju.
Rozwój twarzy
Najbardziej charakterystyczną cechą rozwoju tej
okolicy ciała jest wytworzenie i przeobra\
enia
łuków, bruzd i kieszonek gardłowych. Pojawiają się
w 4 i 5 tygodniu \
ycia zarodkowego, natomiast pod
koniec 4 tygodnia w środkowej części przyszłej
twarzy pojawia się zatoka gębowa (inaczej zatoka
ustna lub stomodeum) otoczona I parą łuków
gardłowych. W połowie 5 tygodnia wyró\
nia się ju\

5 wyniosłości mezenchymatycznych powstałych z I
pary łuków gardłowych: bocznie od zatoki ustnej
parzyste wyniosłości szczękowe, doogonowo od
zatoki parzyste wyniosłości \
uchwowe i wyniosłość
czołowo-nosową, która ogranicza zatokę od góry.
Po obu stronach wyniosłości czołowo-nosowej
rozwijają się plakody (płyty) nosowe (inaczej
węchowe), są to zgrubienia ektodermy powstałe w
wyniku indukcyjnego działania brzusznej części
przodomózgowia. W 5 tygodniu środkowa część
płyt nosowych zagłębia się, w wyniku czego
powstają się dołki nosowe i otaczające je
wyniosłości nosowe. Odcinek wyniosłości
nosowych znajdujących się na zewnątrz ka\
dego z
dołków nazywamy wyniosłością nosową boczną, a
odcinek le\
ący po wewnętrznej stronie dołka 
wyniosłością nosową środkową.
10
W ciągu kolejnych dwóch tygodni wyniosłość szczękowa rozrasta się w kierunku
przyśrodkowym, przesuwając jednocześnie wyniosłość nosową środkową w kierunku linii
pośrodkowej. W wyniku tego dochodzi do zlania się wyniosłości szczękowej z wyniosłością
nosową środkową i jednocześnie zlania się obydwu wyniosłości nosowych środkowych w linii
pośrodkowej. Ostatecznie w wyniku tej fuzji powstaje warga ustna górna.
Warga dolna i \
uchwa powstają z wyniosłości \
uchwowych, które zlewają się w linii
pośrodkowej. Nos powstaje z pięciu wyniosłości twarzowych: czołowej, nosowych środkowych i
nosowych bocznych. Policzki i szczęki powstają z wyniosłości szczękowej. Oddzielnym
zagadnieniem jest rozwój podniebienia. Dośrodkowy wzrost wyniosłości szczękowej prowadzi do
zlania się z wyniosłością nosową środkową nie tylko na zewnątrz (wytwarzając wargę górną) ale
tak\
e w ich wnętrzu. W ten sposób powstaje struktura o wspólnej nazwie  odcinek
międzyszczękowy. Wyró\
niamy w nim: fragment wargowy, który wytwarza rynienkę podnosową,
fragment szczękowy, który zawiera zęby sieczne oraz fragment podniebienny, który wytwarza
trójkątne podniebienie pierwotne. Odcinek międzyszczękowy przechodzi od strony głowowej w
doogonową część przegrody nosowej (która jest wytworzona przez wyniosłość czołową).
Podniebienie ostateczne powstają z
płyt podniebiennych wyrastających
z wyniosłości szczękowej. Płyty te
powstają w 6 tygodniu rozwoju i
początkowo skierowane są skośnie
ku dołowi, a w 7 tygodniu
podnoszą się do pozycji poziomej i
rosną dalej dośrodkowo ponad
językiem a\
do momentu
zrośnięcia w linii pośrodkowej
oraz do przodu do momentu
zrośnięcia z podniebieniem
pierwotnym. W momencie zlania
się płyt podniebiennych następuje
jednoczesne zrośnięcie przegrody
nosowej z nowo powstałym
podniebieniem.
W wyniku niekompletnego zrośnięcia się
poszczególnych elementów wytwarzających
podniebienie dochodzi do powstania wad
rozwojowych. Punktem orientacyjnym oceny
deformacji jest otwór sieczny. W związku z
tym wyró\
niamy trzy grupy wad:
- do przodu od tego otworu mo\
e powstać
rozszczep wargi boczny, rozszczep szczęki
oraz rozszczep między pierwotnym a
ostatecznym podniebieniem
- ku tyłowi od otworu siecznego mo\
emy
obserwować rozszczep podniebienia i
rozszczep języczka
- rozszczepienie biegnące do przodu i do tyłu
od otworu siecznego.
11
Piętnowanie rodzicielskie
Piętnowanie rodzicielskie jest zjawiskiem genetycznym polegającym na dziedziczeniu genów w
sposób rodzicielsko zale\
ny. śeby ułatwić zrozumienie tego zjawiska nale\
y sobie przypomnieć
pewne podstawowe cechy dziedziczenia. Organizmy diploidalne posiadają dwie kopie genomów,
dzięki temu ka\
dy autosomalny gen jest reprezentowany prze dwie kopie (allele) ,które w procesie
zapłodnienia są dziedziczone od obojga rodziców. Ekspresja większości autosomalnych genów
zachodzi z dwóch alleli jednocześnie, jednak pewna część genów (ok. 2%) ulega ekspresji tylko z
chromosomów pochodzących od matki lub tylko z chromosomów pochodzących od ojca  właśnie
to zjawisko określa się jako piętnowanie rodzicielskie. Przykładem piętnowania jest sposób
dziedziczenia genu kodującego insulinopodobny czynnik wzrostu 2 (IGF2). Ulega on ekspresji
tylko z allelu dziedziczonego od ojca. Fakt ten nie świadczy o braku czy te\
mutacji genu IGF2 na
genomie matczynym, a o silnej metylacji w obrębie promotora tego genu. W konsekwencji
zmetylowany promotor uniemo\
liwia przeprowadzenie transkrypcji genu IGF2 z materiału
genetycznego pochodzącego od matki. Taka inaktywacja genów często określana jest jako
regulacja epigenetyczna poniewa\
nie zmienia ona sekwencji DNA. W rozwoju osobniczym
piętnowanie zachodzi w trzech etapach. 1 etap - utrzymanie  podczas rozwoju zapłodnionej
zygoty wszystkie komórki będą posiadały taki sam wzór piętnowania, 2- wyczyszczenie  etap ten
ma miejsce we wczesnych etapach gametogenezy gdzie następuje całkowite usunięcie metylacji z
genów piętnowanych. 3- ustanowienie dotyczy ponownego ustanowienia wzoru metylacji w
dojrzałych gametach. Wracając do przykładu z IGF2 noworodek niezale\
nie od płci we
wszystkich komórkach somatycznych będzie posiadał jeden allel IGF2 ulegający ekspresji (kopia
od ojca) oraz jeden allel silnie zmetylowany (napiętnowany) dziedziczony od matki. Podczas
rozwoju gamet, w gametach pierwotnych nastąpi totalna demetylacja (opiętnowanie zarówno w
alleli matczynych jak i ojcowskich) mo\
na powiedzieć, \
e genom w tych komórkach jest
wyczyszczony jeśli chodzi o metylację. Etap trzeci czyli ustanowienie jest etapem zale\
nym od
płci i tak te\
we wszystkich dojrzałych plemnikach IGF2 nie będzie zmetylowany, natomiast we
wszystkich dojrzałych oocytach gen ten będzie napiętnowany. Po połączeniu się gamet powstanie
osobnik który ponownie będzie miał jeden allel genu IGF2 aktywny a drugi napiętnowany
(zmetylowany).
Przykłady kliniczne
Przykładem zaburzenia związanym z piętnowaniem jest zaśniad groniasty charakteryzujący sie
nadmiernym rozwojem tkanek trofoblastu oraz znacznym niedorozwojem zarodka. Sytuacje ta ma
miejsce podczas zapłodnienia komórki jajowej dwoma plemnikami i degeneracji matczynego
przedjądrza. Powstająca zygota posiada dwa przedjądrza męskie i w związku z czym w
rozwijającym się zarodku pewne geny są nieaktywne (zarodek nie posiada matczynej kopi
niezmetylowaniej pewnych genów). Zaburzenie to odpowiada sytuacji doświadczalnej gdzie w
zygocie myszy będącej w stadium przedjądrzy usunięto przedjądrze \
eńskie i zastąpiono je drugim
przedjądrzem męskim.
Zaburzenie Beckwith  Wiedemann równie\
bazuje na piętnowaniu rodzicielskim syndrom ten
charakteryzuje się przerostem płodu oraz zwiększonym ryzykiem wystąpienia nowotworów
dziecięcych. Czynnik genetyczny odpowiedzialny za to zaburzenie został zmapowany w
piętnowanym regionie chromosomu 11 gdzie zawarty jest gen insulinopodobnego czynnika
wzrostu 2. (IGF2). Syndrom ten ma miejsce gdy ekspresja obu alleli IGF2 zachodzi zgodnie z
ojcowskim wzorem.
Kolejny ciekawy przykład przedstawia delecję długiego ramienia chromosomu 15. Dzieci
obojętnie jakiej płci które dziedziczą matczyną delecję rozwijają syndrom Angelmana, który
12
charakteryzuje się cię\
kim zaburzeniem umysłowym oraz napadami i ataksja. Dzieci, które
odziedziczą delecję tego samego regionu pochodzącą od ojca wykazują syndrom Prader-Williego
charakteryzującym się znaczną otyłością, niskim wzrostem, niedoczynnością gruczołów
płciowych (hypogonadyzm) oraz łagodnym zaburzeniem umysłowym.
Determinacja płci
Determinacja płci jest to dość zło\
ony proces w który zaanga\
owanych jest wiele genów, tak\
e
tych występujących na autosomach. Kluczem dymorfizmu płciowego człowieka jest chromosom
Y. Zawiera on gen determinujący wytwarzanie jąder zwany SRY (sex- determining region on Y).
Białkowy produkt tego genu stanowi czynnik transkrypcyjny który aktywuje szereg genów
odpowiedzialnych za rozwój gonad męskich, pod jego wpływem rozwój zachodzi w kierunku
gonad męskich, jego brak prowadzi do rozwoju w kierunku jajników.
Mimo \
e płeć zarodka jest określana tu\
przy zapłodnieniu to do siódmego tygodnia gonady nie
wykazują zró\
nicowania na męskie lub \
eńskie. Zawiązki gonad pojawiają się pierwotnie jako
pary podłu\
nych grzebieni genitalnych, które w szóstym tygodniu zasiedlane są przez pierwotne
komórki płciowe. Dodatkowo w rozwoju gonad istotną funkcję pełnią dwa przewody: Wolffa
(rozwija się z niego najądrze, powrózek nasienny i pęcherzyki nasienne) oraz Mullera (macica,
jajowody i częściowo pochwa). W ósmym tygodniu rozwoju zarodki obydwu płci mają dobrze
wykształcone oba przewody dalszy rozwój prowadzi do degeneracji jednego z tych przewodów.
Jak ju\
wcześniej wspomniano SRY jest głównym czynnikiem transkrypcyjnym warunkującym
rozwój jąder. Jego pojawienie się indukuje aktywacje autosomalnego genu Sox9 który tak\
e
indukuje rozwój jąder. Sox9 jest znanym czynnikiem łączącym się oraz aktywującym ekspresję
genu produkującego substancje inhibującą przewody Mullera. SRY bezpośrednio lub pośrednio
(przez Sox9) stymuluje ekspresję czynnika steroidogenezy 1 (SF1) który stymuluje ró\
nicowanie
się komórek Sertoliego i Leydiga. SF1 wraz z SOX9 powoduje znaczny wzrost ekspresji
substancji inhibującej przewody Mullera, co w rezultacie prowadzi do degeneracji tych
przewodów. W komórkach Leydiga SF1 znacznie stymuluje ekspresję genów dla enzymów
syntetyzujących testosteron. Testosteron jest wiązany przez specyficzne receptory dla testosteronu
i kompleks receptor-hormon jest transportowany do jądra gdzie reguluje transkrypcje tkankowo
specyficznych genów. Kompleks testosteron-receptor mediuje przeobra\
enie się przewodu Wolffa
do formowania się najądrza, powrózka nasiennego i pęcherzyków nasiennych. Testosteron
przyczynia się równie\
do ró\
nicowania męskich zewnętrznych narządów płciowych.
Wnt4 jest genem determinującym rozwój jajników. Produkt białkowy tego genu podwy\
sza
ekspresję genu Dax1, którego rolą jest inhibicja białka Sox9. Dodatkowo gen WNT4 reguluje
ekspresje wielu genów uczestniczących w ró\
nicowaniu jajników. Estrogeny odgrywają kluczową
rolę w rozwoju \
eńskiego układu płciowego. Pod ich wpływem przewody Mullera są
stymulowane do formowania macicy, jajowodu, oraz górnych odcinków pochwy
Schemat przedstawiający współzale\
ność głównych genów uczestniczących w determinacji płci.
13
Zaburzenia ró\
nicowania płci
Zespół Klinefertera spowodowany nondysjunkcją (nie rozejściem się) chromosomów XX podczas
mejozy Objawia się kariotypem 47,XXY (lub wariantem 48 XXXY). Jest jednym z najczęstszych
zaburzeń ró\
nicowania płci z częstotliwością 1/500 chłopców. Do cech charakterystycznych tego
zespołu nale\
y zaliczyć ginekomastię (powiększenie piersi u mę\
czyzny), bezpłodność,
zró\
nicowany stopnień zaburzeń dojrzewania oraz obni\
enie poziomu androgenów (testosteronu).
XY \
eńska dysgenezja gonad - Syndorm Swyer a osoba dotknięta tym zaburzeniem fenotypowo
jest kobietą, jednak posiada kariotyp męski (XY). Zaburzenie to uwarunkowane jest mutacją
punktową głównego czynnika determinującego powstawanie jąder zlokalizowanego na
chromosomie Y  SRY (sex- determining region on Y). Mutacja powoduje dezaktywacje tego
czynnika, a przy jego braku organizm realizuje  domyślny typ rozwoju gonad jakim jest rozwój
\
eńskich narządów płciowych. Osoby dotknięte tą przypadłością fenotypowo wyglądają jak
normalne kobiety jednak nie przechodzą menstruacji oraz nie wykazują drugorzędowych cech
płciowych podczas dojrzewania.
Pacjenci z zespołem Turnera tak\
e charakteryzują się dysgenezją gonad. W tym przypadku
dysgenezja uwarunkowana jest brakiem jednego chromosomu X, związku z czym występuje tu
kariotyp 45X
Pewne zaburzenia rozwoju płci prowadzą do powstania osobników charakteryzujących się
występowaniem obu płci  hemafrodytyzm. Prawdziwe hermafrody posiadają jądra oraz jajniki.
W 70% przypadków wykazują prawidłowy \
eński kariotyp 46XX. Zewnętrzne narządy płciowe
mogą być tu dwuznaczne lub dominuje rozwój \
eńskich narządów płciowych - w tym przypadku
większość pacjentów \
yje jako kobiety.
W przypadku pseudohemafrodytyzmu płeć genetyczna jest maskowana przez fenotypowe
zaburzenie ściśle powiązane z determinacją płci. Kiedy osobnik pseudohemafrodytyczny posiada
jądra określany jest jako męska pseudohemafrodyta, jeśli jajniki  \
eńska hamafrodyta
śeńska pseudohemafrodytyczność jest głównie powodowana wrodzonym przerostem nadnerczy.
Biochemiczne zaburzenia w obrębie nadnerczy powodują spadek produkcji nadnerczowych
hormonów steroidowych oraz wzrost poziomu ACTH we krwi (hormonu produkowanego przez
przysadkę będącym stymulantem wydzielania hormonów nadnerczowych)
W większości przypadków zaburzona jest funkcja 21-hydroksylazy, z tego powodu zablokowany
zostaje etap biosyntezy kortyzolu, gdzie 17-hydroksyprogesteron nie zostaje przekształcony do 11-
dezoksykortyzolu. W odpowiedzi na brak produkcji kortyzolu poziom ACTH wzrasta i stymuluje
produkcje 17-hydroksyprogesteronu czego odpowiedzą jest nadmierna produkcja androgenów
(testosteronu). Osobniki cierpiący na te zaburzenie posiadają prawidłowy kariotyp \
eński 46XX
jednak cechy somatyczne męskie: nadmierne owłosienie, obni\
enie skali głosu, a tak\
e wykazują
zmiany zewnętrznych narządów płciowych (od przerostu łechtaczki do zewnętrznych męskich
narządów płciowych)
Męski pseudohemafrodytyzm. Pacjenci posiadają prawidłowy męski kariotyp 46XY.
Zredukowana produkcja testosteronu oraz substancji inhibującej przewód Mullera są
odpowiedzialne za te zaburzenie. Cechy płciowe są zró\
nicowane zale\
ne od stopnia rozwoju
zewnętrznych narządów płciowych oraz obecności pochodnych przewodów Mullera.
Zespół feminizujących jąder
Zdarza się u osobników posiadających prawidłowy kariotyp męski 46XY jednak posiadających
kobiece zewnętrzne cechy płciowe. Zaburzenie to związane jest z brakiem receptora androgenów
lub zaburzeniem odpowiedzi komórek na kompleks receptor-testosteron. Konsekwencją tego jest
to \
e androgeny produkowane przez jądra nie są zdolne indukować ró\
nicowanie do męskich
narządów płciowych. Pacjenci z tym zaburzeniem posiadają jądra oraz produkują substancje
14
inhibującą przewody Mullera w związku z czym nie zachodzi tu wykształcanie macicy. Wagina
jest krótka i ślepa. Jądra mieszczą się w regionach pachwinowych lecz nie wytwarzają plemników.
Syndrom ten powiązany jest z recesywnym zaburzeniem na chromosomie X i zachodzi z
częstotliwością 1/20000.
Osie symetrii zarodka
Molekularne podstawy asymetrii lewo prawo.
Do czasu gastrulacji zarodek jest podłu\
nie symetryczny. Po wytworzeniu smugi pierwotnej
dochodzi do ekspresji dwóch wa\
nych molekuł sygnalnych - nodal oraz lefty-1 oba białka ulegają
ekspresji po lewej stronie struny grzbietowej. Ekspresja lefty-1 pojawia się w ściśle określonym
czasie rozwoju (od fazy dwóch do ośmiu somitów). Główną funkcją białka lefty-1 jest
zapobieganie dyfuzji molekuł determinujących lewą stronę. W wyniku jego działania molekuły te
nie są obecne po prawej stronie zarodka. Sekwencja kolejnych zdarzeń zapoczątkowanych przez
białko nodal prowadzi do aktywacji genu Pitx2  czynnika transkrypcyjnego występującego po
lewej stronie. Białko Pitx2 prowadzi do asymetrycznego rozwoju \
ołądka, śledziony, płuc, serca.
Ustanowienie osi głowowo ogonowej  rola genów posiadających homeobox
Geny Hox są to wysoce konserwatywne geny posiadające homeobox region kodujący domenę
białka tzw. homeodomenę. Stanowią one czynniki transkrypcyjne kontrolujące m in pozycję
kończyn oraz innych struktur wzdłu\
długiej osi ciała, dzielą zarodek na pola, z których rozwiną
się specyficzne struktury. W ludzkim genomie występuje ok. 39 genów w 4 grupach sprzę\
eń
(Hox A, B, C, D). Przestrzenno-czasowa kolejność ekspresji genów homeotycznych koreluje z ich
uło\
eniem w chromosomie to zjawisko nosi nazwę kolinearności.
Tekst (zmodyfikowany) - Embriologia Lekarska. T.W. Sadler.
Rysunki - Embriologia Lekarska T.W. Sadler
- Carlson: Human Embryology and Developmental Biology 4E
- Schoenwolf et al: Larsen's Human Embryology 4E
15