EMBRIOLOGIA
Przepisane z wykładów dr Żuryń
WYKŁAD 1 RYS HISTORYCZNY
Rozwój zarodkowy człowieka i zwierząt intrygował ludzi od zarania dziejów. Ze starożytnego Egiptu, Babilonii, Indii, Chin i Meksyku pochodzą opisy narządów rozrodczych kobiety i metod postępowania przy porodzie.
Z I w. p.n.e. z Indii pochodzi opis rozwoju dziecka w łonie matki, różnicowania się narządów.
Zapiski Greckie filozofa Anaksagorasa (500-428 r p.n.e.) mówią, że pierwsze zwierzęta powstają z ciepła, wilgoci i ziemi, a następnie jedne z drugich, z gotowego ukształtowanego zarodka.
Hipokrates z wyspy Kos (460-377 r p.n.e.) zalecał obserwować rozwój jaja kurzego i na podstawie rozwoju tego ptaka wnioskować o rozwoju człowieka.
Twórcą embriologii uznano Arystotelesa (384-322 r p.n.e.). Twierdził on błędnie, że muchy powstają z psującego się mięsa, małże lęgną się z mułu, pszczoły rodzą się samorodnie.
Lekarz rzymski Galen (230-200 r p.n.e.) w dziele pt. :”O kształtowaniu się płodu” zamieścił szczegółowy opis płodu ludzkiego. Jako pierwszy opisał łożysko, owodnię i omocznię.
Leonardo da Vinci pozostawił po sobie rysunki płodów ludzkich w macicy, robił pomiary zarodków.
Znaczący wpływ na rozwój embriologii miało wynalezienie mikroskopu ( ?? 1611 r)
William Harvey (1578-1657) twierdził, że wszystko co żywe powstaje z jaja, zaprzeczył teorii samorództwa, uważał że jajo to nie komórka jajowa, z zarodek w początkowej fazie rozwoju.
Lekarz włoski Marcello Malpighi uważał, że do powstania nowego organizmu potrzebne są narządy męskie i żeńskie. Opisał rozwój zarodka kurczęcia.
W 1672 r anatom R. De Graaf opisał pęcherzyk jajnikowy u królika sądząc, że odkrył komórkę jajową ( stąd pęcherzyk jajnikowy).
W 1677 r holender A. Van Leeuwenhoek wykrył plemniki, obserwując nasienie stwierdził, że plemniki mają główkę i ogonek, myślał że są to pasożyty narządów płciowych.
Jan Swammerdam (VII wiek)- wprowadził pojęcie bruzdkowania, opisał rozwój zarodkowy różnych gatunków, jest twórcą teorii preformacji.
Teoria preformacji- w jaju znajduje się zminiaturyzowany zarodek, zawierający wszystkie narządy, a rozwój polega na wzroście tych narządów.
Preformiści dzielili się na owistów którzy zakładali że zarodek jest performowany w jaju i animalkulistów, którzy lokalizowali miniaturowy organizm w plemniku. Hartsoeker twierdził, że za błonką pokrywającą główkę plemnika ukryty jest miniaturowy człowiek.
K.F. Wolff na podstawie obserwacji zarodka sformułował teorię rozwoju embrionalnego ( epigeneza ), udowodnił że organizm powstaje stopniowo z warstwowo ułożonego materiału.
Ojcem współczesnej embriologii nazwano K.E. von Baera, w 1827 r , 150 lat po opisaniu plemników odkrył komórkę jajową w pęcherzyku jajnikowym człowieka i ssaków, opisał zygotę i blastocystę, ugruntował teorię listków zarodkowych, zapoczątkował embriologię porównawczą. Jest także twórcą praw rozwoju wg których wczesne zarodki różnych zwierząt są do siebie podobne.
O. Hertwig w 1875 r dowiódł, że zapłodnienie polega na zlaniu się główki plemnika z jądrem komórki jajowej.
W. Roux w 1888 r zapoczątkował embriologię doświadczalną.
J. Loeb pobudził mechanicznie do rozwoju niezapłodnione jajo żaby, odkrył sztuczną partenogenezę.
W latach 40-tych ubiegłego stulecia rozpoczęto doświadczenia nad sztucznym zapłodnieniem i hodowlą zarodków ssaków. W 1978 r dokonano pierwszego zapłonienia in vitro ludzkiej komórki jajowej przez plemnik.
W Polsce pierwsze dziecko urodzone zostało tą metodą w Klinice Poł. -Ginekologicznej w Białymstoku w 1987 r.
W 1983 r metodą inżynierii genetycznej uzyskano transgeniczną mysz gigantyczną.
W lutym 1997 r Wilmut i Campbell ogłosili, że uzyskali jagnię Dolly po skolonowaniu dorosłej owcy.
Gametogeneza- proces powstawania oraz rozwoju komórek rozrodczych (gamet)
Oogeneza- proces wytwarzania komórek jajowych, rozpoczyna się w życiu embrionalnym a kończy wytworzeniem dojrzałej komórki jajowej.
PODZIAŁ KOMÓREK JAJOWYCH ZE WZGLĘDU NA ILOŚĆ ŻÓŁTKA
Polilecytalne- z dużą zawartością żółtka, np. u ryb, gadów czy płazów
Mezolecytalne- ze średnią zawartością żółtka, np. u ptaków
Oligolecytalne- z małą zawartością żółtka, np. u łożyskowców (człowiek)
Alecytalne- brak żółtka, np. u strzykw
OOGENEZA
Gonocyty- pierwotne komórki płciowe pojawiają się w zarodku ludzkim w ścianie pęcherzyka żółtkowego w okolicy omoczni, wędrują do jelita tylnego i dalej po krezce osiągają zawiązek niezróżnicowanej gonady. Wnikają do części korowej gonady i decydują o jej dalszym zróżnicowaniu się w jajnik (gonocyty stają się oogoniami, oocytami, owocytami )
Między 8 a 30-tym tygodniem życia płodowego oogonie namnażają się przez podział mitotyczny. Pod koniec okresu płodowego lub pod koniec pierwszego trymestru oogonia rozpoczynają podział mejotyczny przechodząc przez kolejne stadia profazy pierwszego podziału od leptotenu przez zygoten, pachyten i diploten. W diplotenie zahamowany zostaje podział mejotyczny i w tym stanie komórka- oocyt I rzędu może pozostać do ostatniej owulacji w okresie przekwitania (ponad 40 lat). ?? ?? ?? dojrzewania mejozy następuje dopiero przed każdą owulacją.
Oocyt I rzędu w trakcie cykli jajnikowych wznawia swój podział mejotyczny- w efekcie powstaje oocyt II rzędu, który zostaje zahamowany w stadium metafazy II. W tym stadium zostaje on uwolniony w czasie owulacji, kontynuowanie mejozy uzależnione jest od aktu zapłonienia.
Oocyt II rzędu zahamowany w metafazie mejozy jest zdolny do zapłodnienia?? ?? .
W czasie zapłodnienia i tuż po nim ?? mejozy II, oocyt przeprowadza anafazę i telofazę, a następnie cytokinezę. W wyniku mejozy II powstaje ??. Ma ona dwa jądra nazywane ?? żeńskie i męskie (mają one po 23 chromosomy i 3 pg DNA).
W wyniku mejozy II powstaje także ??
Oocyt II rzędu otoczony jest osłonką przejrzystą pod którą znajdują się dwa ciałka kierunkowe I i II. Średni czas życia wydalonego z jajnika oocytu II rzędu wynosi 24 h. W korze obu jajników kobiety znajduje się ok. 400 tys. pęcherzyków jajnikowych?
Wyróżniamy:?????
Pęcherzyk jajnikowy pierwotny- zawiera oocyt I rzędu (zahamowany w diktiotenie) o średnicy ok. 40 m. Dookoła oocytu leżą płaskie komórki, ułożone w jedną warstwę, mogą one przekształcić się w komórki ziarniste. Spośród ok. 400 tys. Pęcherzyków pierwotnych w okresie rozrodczym wzrasta tylko ok. 400 pęcherzyków jajnikowych wzrastających. W nich dopełnia się oogeneza, pęcherzyki zanikają.
Pęcherzyk wzrastający-zwiększa objętość, a jego średnica wzrasta z 40 do 80 m. W zewnętrznej części cytoplazmy znajdują się liczne pęcherzyki wydzielnicze nazywane ziarnami wydzielniczymi, nazywane ziarnami korowymi. Ich zawartość wydzielana jest na zewnątrz wkrótce po zapłodnieniu, otacza powierzchnię oocytu i zapobiega ponownemu zapłodnieniu przez inne plemniki, czyli polispermii. W błonie oocytu znajdują się liczne receptory glikoproteinowe np. integryny i CD9. Oocyt pęcherzyka jajnikowego wzrastającego wytwarza homogenną błonę, która oddziela go od komórek ziarnistych- osłonka przejrzysta ZP (zona pellucida). Błona ta składa się z glikoprotein ZP1, ZP2 i ZP3. ZP2 i ZP3 są receptorami wiążącymi odpowiednie receptory główki plemnika. Kiedy liczba warstw pęcherzyka jest większa od 6, powstają między nimi wolne przestrzenie, które się zlewają i powiększają wytwarzając jamę pęcherzyka.
Pęcherzyk jajnikowy dojrzały (Graafa)- zwykle ma średnicę ponad 1 cm. Jego środkową część zajmuje jama pęcherzyka, wypełniona płynem pęcherzykowym. Jamę otacza ściana pęcherzyka która zbudowana jest z 3 warstw:
W. Ziarnistej
W. Wewnętrznej osłonki pęcherzyka
W. Zewnętrznej osłonki pęcherzyka
SPERMATOGENEZA
Spermatogeneza- proces wytwarzania plemników (3 etapy):
Spermatocytogeneza- spermatogonie rozmnażają się i różnicują
Mejoza- spermatocyty I rzędu dzielą się i wytwarzają spermatocyty II rzędu, a te spermatydy
Spermiogeneza- przekształcenie spermatyd w dojrzałe plemniki
Plemniki powstają w ścianie kanalików plemnikotwórczych z komórek macierzystych. Komórki macierzyste wywodzą się z komórek ektodermy, wędrujących przez ścianę pęcherzyka żółtkowego oraz ścianę tylnego i środkowego jelita do grzebienia płciowego śródnercza z którego rozwija się jądro. W czasie wędrówki komórki te rozmnażają się i nazywane są gonocytami.
W zawiązkach kanalików nasiennych płodu pod koniec ciąży i w kanalikach plemnikotwórczych dzieci gonocyty przestają się dzielić i trwają w takiej postaci jako prespermatogonie. Proces wytwarzania plemników ze spermatogonii jest końcowym różnicowaniem komórek nazywanym spermatogenezą. Proces ten rozpoczyna się u chłopców miedzy 10 a 13 rż, kiedy prespermatogonie przekształcają się w dzielące się komórki macierzyste i spermatogonie.
Spermatogeneza zachodzi w kilku etapach, w których komórki dzielą się mitotycznie i mejotycznie oraz się różnicują. Komórki spermatogenezy układają się w ścianie kanalika plemnikotwórczego w 4-8 warstw. Niezróżnicowane i mniej zróżnicowane komórki leżą w pobliżu błony podstawnej, przesuwając się ku światłu kanalika w miarę różnicowania.
Spermatocytogeneza- prekursorami plemników są spermatogonie, które dzielą się na 3 typy:
Spermatogonie Ad
Spermatogonie Ap
Spermatogonie B
Spermatogonie Ad (dark- ciemny), mają ciemne jądra i są uważane za komórki rezerwowe.
Mitoza Ad może być pełna lub niepełna, kiedy powstają dwie komórki połączone mostkiem cytoplazmatycznym, zaczynają różnicować i są rozpoznawane jako spermatogonie Ap (pale- jasny, mają jasne jądra). Spermatogonie B, mają jądra z grudkowatą chromatyną, dzielą się z niedokończoną cytokinezą, powstają zespólnie, czyli syncytia, komórek połączonych mostkami cytoplazmatycznymi. Po kilku podziałach spermatogonie Ap i B powstaje zespólnia spermatogonii B przekształcających się w spermatocyty I rzędu.
Mejoza: składa się z podziału mitotycznego i redukcyjnego. Chromosomy homologiczne wymieniają między sobą fragmenty swoich ramion, a komórki redukują liczbę chromosomów z 2n do 1n. W komórkach kanalików plemnikotwórczych mejoza rozpoczyna się w czasie pokwitania, a więc znacznie później niż w komórkach jajników (6 miesiąc). W jądrach i jajnikach mejoza jest inicjowana przez retinol. Opóźnienie występowania mejozy w jądrach powoduje enzym: cytochrom P4? Unieczynniający retinol. W wuniku podziału redukcyjnego powstają dwa spermatocyty II rzędu, z których każdy ma po 23 chromosomy. Spermatocyty I rzędu nie kończą cytokinezy, są połączone mostkami cytoplazmatycznymi i tworzą zespólnie spermatocytów II rzędu. Spermatocyty II rzędu wchodzą w podział ekwakacyjny( mejozę II) równoznaczny z podziałem mitotycznym, każdy chromosom rozszczepia się na dwie chromatydy, powstają 4spermatydy połączone mostkiem cytoplazmatycznym, każda z nich ma 1n ? chromosomów, 3pg DNA.
Spermiogeneza- z jednej spermatogonii B powstają 4 spermatydy tworząc zespólnię. Spermatydy przez ok. 3 tygodnie (spermiogeneza) przekształcają się w plemniki. Wynikiem spermiogenezy jest:
Wytworzenie akrosomu z aparatu Golgiego
Formowanie witki
?? kondensacja chromatyny
Akrosom- powstaje z aparatu Golgiego spermatydy i jest swoistą odmianą lizosomu. Akrosom zawiera węglowodany oraz białka enzymatyczne( hialuronidazę, akrozynę, fosfatazę kwaśną). Po zetknięciu się plemnika z oocytem II rzędu następuje reakcja akrosomalna tj. :uwolnienie enzymów hydrolitycznych. Hialuronidaza rozdziela komórki pęcherzykowe oocytu II rzędu, a akrozyna trawi osłonkę przejrzystą umożliwiając zetknięcie się błon komórkowych plemnika i oocytu.
Formowanie witki- z centrosfery bliższej powstaje ciałko podstawne witki a z centrioli centrosfery dalszej pierścień wstawki plemnika. Ciałko podstawne organizuje aksonemę (1 para mikrotubul środ. i 9 par obwodowych). Nadmiar cytoplazmy oddziela się od plemników w postaci ciałek resztkowych. Ciała resztkowe ulegają autolizie a ich pozostałości są fagocytowane i trawione przez komórki Sertolego.
Plemnik- zróżnicowana komórka, pozbawiona zdolności dzielenia się, dojrzały i aktywny posiada zdolność ruchu. Ma długość ok. 60 m i składa się z główki, szyjki, wstawki i witki.
Główka plemnika- wymiary 4x3x1 m, kształt owalny, lekko spłaszczona, pod błoną komórkową przedniej części znajduje się akrosom, a pozostałą objętość zajmuje zbita chromatyna z wakuolami.
Szyjka plemnika- składa się z części łączącej, centrioli bliższej, resztek centrioli dalszej oraz z filamentów
Wstawka plemnika- dł. 5-9 m, jej szkielet stanowi aksonema, wzdłuż obwodowych par mikrotubul leżą słupy filamentów zewnętrzne otoczone przez szereg długich mitochondriów układających się na kształt pierścieni
Witka plemnika- szkielet z aksonemy, nie ma tu mitochondiów, a zewnętrzną warstwę stanowią podłużne wiązki filamentów.
W drogach rodnych kobiety plemniki pozostają żywe do 7 dni. Plemniki X i Y: połowa plemników ma chromosomy płciowe X a połowa Y. Pierwsze są nazywane plemnikami X, a drugie Y. Przypuszcza się, że plemniki Y poruszają się szybciej, ale żyją krócej nież plemniki X. Zaplemnienie w czasie owulacji daje większe prawdopodobieństwo zapłodnienia plemnikami Y i urodzenia chłopca.
WYKŁAD 3 ZAPLEMNIENIE I ZAPŁODNIENIE
Zapłodnienie jest procesem łączenia się komórek płciowych żeńskiej- oocuty II rzędu i męskiej- plemnika.
Zaplemnienie- zachodzi w trakcie aktu płciowego, w czasie którego plemniki zawarte w ejakulacie złożone zostaną w sklepieniu pochwy, blisko ujścia zewnętrznego szyjki macicy.
Zaplemnienie wyróżniamy:
Zewnętrzne, wewnętrzne
Naturalne, sztuczne
Po ejakulacji plemniki wędrują w kierunku komórki jajowej. Niskie pH pochwy nie sprzyja ruchom własnym plemników dlatego przechodzą one szybko do kanału szyjki macicy. Zasadowa wydzielina gruczołów szyjki macicy tworząca czop śluzowy ułatwia ruchy i przedłuża żywotność plemników. Plemnik jest zdolny do zapłodnienia od 48- 72 godzin. Plemniki pokonują kanał szyjki macicy dzięki ruchom własnym witki, a wędrówka przez jamę macicy odbywa się dzięki skurczom mięśni gładkich tych narządów. Prostaglandyny nasienia działają stymulująco na błonę mięśniową macicy i jajowodów. Plemniki poruszają się ruchem wężowym i obrotowym, po torze prostym, z szybkością ok. 100 m/s i osiągają komórkę jajową w bańce jajowodu już w ciągu 1 godziny po stosunku płciowym. Po ejakulacji plemniki nie są zdolne do zapłodnienia. Zdolność tę ( kapacytację) uzyskują w trakcie wędrówki poprzez drogi rodne kobiety. W procesie dojrzewania plemnika glikoproteidy: (??glikoproteiny, sulfoglicerolipidy) powlekają błonę komórkową główki plemnika. Pod wpływem enzymów hydrolitycznych zawartych w wydzielinie śluzowej szyjki i trzonu macicy substancje glikoproteidowe zostają usunięte, co przyczynia się do odsłonięcia enzymów i rozpoczęcia reakcji reakcji akrosomalnej. Podczas kapacytacji dochodzi też do zmian strukturalnych i biochemicznych w błonie komórkowej plemnika. Zwiększa się przepuszczalność błony komórkowej plemnika dla jonów Ca, co jest jednym z warunków zapoczątkowania i przebiegu reakcji akrosomalnej. Kapacytacja trwa u człowieka od 3 do 7 godzin. Jest to proces swoisty gatunkowo, plemniki wprowadzone do dróg rodnych innego gatunku nie ulegają kapacytacji. Komórka jajowa uwolniona z jajnika jest oocytem II rzędu zahamowanym w metafazie drugiego podziału mejotycznego. Otoczona jest osłonką przejrzystą i komórkami warstwy ziarnistej tworzącymi wieniec promienisty ( całość średnica: 70-190 m ). W takiej formie komórka jajowa zostaje czynnie wychwycona przez strzępki jajowodu i wciągnięta do światła jajowodu, co zapobiega wypadaniu komórki jajowej do jamy otrzewnej.
Etapy zapłonienia:
Penetracja wzgórka jajonośnego
Interakcja plemnika z osłonką przejrzystą
Fuzja gamet
Białka powierzchowne gamet. Glikoproteiny plemnikowe (łączą się z receptorami osłony błony komórki jajowej):
-galaktozylotransferaza
-fertylizyna
zonadhezyna
cirytestyna
białko plemnikowe 56
antygeny zapłodnienia
antygen aglutynacji plemników
Białka gamety żeńskiej
glikoproteiny ZP1, ZP2, ZP3 ( od zona pellucida)
integryna
CD9 z powierzchni oocytu
Plemnik musi pokonać wzgórek jajonośny. W substancji międzykomórkowej wzgórka występują mukopilisacharydy kwaśne, kwas hialuronowy i Białka??. Do pokonania tej bariery konieczna jest wysoka ruchliwość plemnika, aktywność trawienna hialuronidazy, -glikuronidazy i -galaktozydazy
4 etapy penetracji osłony:
Reakcja akrosomalna- akrosom pęcznieje i następuje fuzja błony komórkowej główki plemnika z zewnętrzną błoną akrosomu. W sfuzowanej błonie powstają otwory przez które enzymy akrosomu wydostają się na zewnątrz. Enzymy rozpraszają komórki wieńca promienistego i trawią osłonkę przejrzystą.
Przenikanie osłony (skrozyna)- w czasie tej reakcji plemnik wytwarza w osłonie szczelinę grubości plemnika i wnika do przestrzeni okołożółtkowej. Agregacja -galaktozylotransferazy na główce plemnika przez ZP3 aktywuje kompleks białka ? co indukuje reakcję akrosomalną. Zwiększenie jonów Ca indukuje reakcję korową.
Reakcja korowa- ziarna korowe zawierają enzymy i glikozylowane substancje, które modyfikują glikoproteiny ZP i czynią osłony nieprzepuszczalne dla następnego plemnika( blok przeciw polispermii)- utwardzona (spolimeryzowana osłonka nie może być trawiona przez kolejny plemnik. Po osiągnięciu przestrzeni okołożółtkowej plemnik zbliża się do błony komórkowej oocytu i łączy się z nią. Okolica zespolenia obejmuje region w którym pojawia się płytka podziałowa metafazy i ciałko kierunkowe, a w plemniku błonę komórkową regionu pozaakrosomalnego. Plemnik zostaje sfagocytowany przez komórkę jajową
Białka adhezyjne gamet
Plemnikowe białko -fertylizyna
integryna z powierzchni komórki jajowej
Aktywacja komórki jajowej( w czasie fuzji z plemnikiem)- seria zmian komórkowych które indukowane przez plemnik ?????. Po wniknięciu plemnika do komórki jajowej główka plemnika oddziela się od witki, witka ulega zanikowi. Na skutek zapłodnienia ????????? (trwa ok. 5 godzin). Przedjądrza rozpoczynają syntezę DNA, a po replikacji DNA z okolicy obwodowej przemieszczają się do środka komórki jajowej. Ok. 20 godzin po zapołodnieniu następuje kondensacja chromosomów, przedjądrza zbliżają się do siebie i powstaje jądro zygotyczne. Po utracie otoczek przedjądrzy następuje wymieszanie chromosomów w metafazie podziału mitotycznego zygoty.
Ootyda- komórka z przedjądrzem męskim i żeńskim.
Na skutek zapłodnienia dochodzi do:
odtworzenia diploidalnej liczby chromosomów
określenia płci przez chromosom X lub Y plemnika
Zapoczątkowania serii podziałów komórkowych- bruzdkowania
WYKŁAD 4 BRUZDKOWANIE I ZAGNIEŻDZENIE
Bruzdkowanie-wielokrotny podział mitotyczny zygoty. Komórki, które powstają w wyniku tego podziału nazywamy blastomerami a szczelinę pomiędzy nimi bruzdą podziałową. Zarodek nie rośnie gdyż faza G1 jest zredukowana, a zarodek otacza jeszcze osłona przejrzysta. Powstające blastomery są coraz mniejsze. Średnica bruzdkującego zarodka wynosi ok. 150 m. Podział zygoty na dwa pierwsze blastomery zachodzi po ok. 30 godzinach od zapłodnienia.
Morula- jajo płodowe składające się z 12-16 blastomerów i otoczone osłoną przejrzystą. Przejście moruli z jajowodu do jamy macicy ma miejsce ok. 3-4 dnia rozwoju.
Kompakcja- blastomery zaczynają przylegać do siebie (połowa pierwszego tygodnia, późne stadium moruli). Jest to wstęp do rozdziału blastomerów na komórki:
Węźla zarodkowego (embrioblastu)
Trofoblastu
W czasie bruzdkowania zapłodniona komórka jajowa przesuwa się w kierunku ujścia macicznego jajowodu. Możliwe jest to dzięki ruchom perystaltycznym mięśniówki jajowodu oraz ruchom migawek nabłonka jajowodu. W stadium moruli zarodek przechodzi z jajowodu do jamy macicy. Ważną rolę w transporcie odgrywają też estrogeny i progesteron. Zapłodniona komórka jajowa korzysta wtedy z własnych, niewielkich zapasów substancji odżywczych i częściowo z substancji zawartych w wydzielinie jajowodu..
3-4 dzień- przejście moruli z jajowodu do macicy. Podczas dalszych podziałów moruli rozpoczyna się proces kawitacji- powstawania jamy blastocysty wypełnionej płynem. W tym czasie dochodzi też do zaniku osłony przejrzystej, która pełni bardzo ważną funkcję obronną:
Chroni morulę- blastocystę przed uszkodzeniem mechanicznym, sfagocytowaniem lub zakażeniem
Jest odporna na zamrażanie i odmrażanie
Odkryto w niej interferon, lizozym i inne czynniki wydzielane przez komórkę jajową.
BUDOWA BLASTOCYSTY
Komórki skupione na jednym biegunie tworzą węzeł zarodkowy lub embrioblast, powstanie z nich zarodek. Ułożone na obwodzie spłaszczone komórki- trofoblast (przekształci się on w kosmówkę a następnie w łożysko). Jama blastocysty to blastocela.
Biegun zarodkowy- znajduje się na nim embrioblast
Biegun wegetatywny- przeciwległy do zarodkowego
Blastocysta wolna (wczesna)- zawieszona swobodnie w wydzielinie w świetle macicy
Blastocysta zagnieżdżająca się (późna)- od momentu zbliżenia się blastocysty do nabłonka błony śluzowej macicy
W końcu 1 tygodnia rozwoju trofoblast różnicuje się na dwie warstwy:
Zewnętrzną- syncytiotrofoblast
Wewnętrzną- cytotrofoblast
Do stadium rozwojowego 8 blastomerów wyizolowany pojedynczy blastomer może utworzyć nowy kompletny zarodek. Blastomery oraz komórki blastocysty są totipotencjalnymi komórkami macierzystymi zdolnymi do różnicowania się w różne typy komórek i tkanek
ZAGNIEŻDŻENIE (implantacja)
Rozpoczyna się ok. 6,5 dnia rozwoju, kiedy pozbawiona osłonki przejrzystej blastocysta zbliża się do endometrium i komórki trofoblastyczne swymi mikrokosmkami połączą się z mikrokosmkami komórek nabłonka błony śluzowej macicy. Zapłodniona komórka jajowa zawiera mało substancji odżywczych stąd prawidłowe zagnieżdżenie jest niezbędne dla kontynuowania rozwoju. Blastocysta zagnieżdża się biegunem zarodkowym w górną, tylną ścianę trzonu macicy.
4 etapy zagnieżdżenia
Przylegania
Przenikania
Rozprzestrzeniania
Zatrzymania
W okresie implantacji błona śluzowa macicy znajduje się w fazie wydzielniczej cyklu miesiączkowego (20 dzień cyklu). Błona jest przekrwiona, a gruczoły są w stanie intensywnego wydzielania ( reakcja doczesnowa)- w części endometrium- doczesnej podstawowej
Doczesna- błona ta będzie występowała do zakończenia ciąży.
Zwiększona w tym czasie czynność syncytiotrofoblastu jest związana z silną aktywnością jego enzymów lizosomalnych.
Pod koniec 1 tygodnia blastocysta swym biegunem zarodkowym zbliża się do nabłonka macicy, uwolnione enzymy lizosomalne niszczą nabłonek i blastocysta wnika w głąb warstwy zbitej (endometrium) skąd zarodek zaczyna czerpać substancje odżywcze. Stopień inwazyjności trofoblastu kontrolowany jest przez błonę śluzową macicy. W okolicy implantacyjnej endometrium wydziela tkankowy inhibitor metaloproteaz, dzięki któremu następuje zatrzymanie penetracji blastocysty w głąb błony.
Około 11-12 dnia rozwoju blastocysta jest całkowicie zatopiona w endometrium, a w miejscu jej wniknięcia w błonę znajduje się skrzep, który zostaje pokryty nabłonkiem. (krwawienie implantacyjne- u niektórych ciężarnych)
Nieprawidłowe miejsca zagnieżdżenia- silna inwazyjność trofoblastu powoduje , że do zagnieżdżenia może dojść w innych częściach układu rozrodczego lub poza nim:
Jajowód
Róg macicy
Szyjka macicy
Jajnik
Zagłębienie odbytniczo-maciczne
Krezka i/lub ściana jelita
Torebka nerki, wątroby
Łożysko przodujące- powstaje przy zagnieżdżeniu się blastocysty w ujściu szyjki macicy. Łożysko takie w związku z powiększaniem się macicy odkleja się, co powoduje krwawienia w ciąży i wpływa negatywnie na stopień odżywienia zarodka.
Ciąża pozamaciczna- ektopowa, zarodek obumiera i następuje samoistne poronienie
W 95-98% ciąża pozamaciczna jest ciążą jajowodową, kończącą się ok. 8 tygodnia obumarciem zarodka, pęknięciem jajowodu i krwawieniem do jamy otrzewnej. Czasami dochodzi do zwapnienia zarodka (płodu). W 1998 roku urodziło się w Polsce dziecko z ciąży jajowodowej.
Nieprawidłowy wzrost trofoblastu-W przypadku samoistnego obumarcia zarodka trofoblast może nadal się rozwijać. Z kosmków łożyskowych powstaje wtedy gronkowata torbiel, łagodny nowotwór- zaśniad groniasty. Nabłoniak kosmówkowy (kosmówczak)- zezłośliwienie zaśniadu ( 3-5% zaśniadu)
WYKŁAD 5
2 TYDZIEŃ- blastocysta jest zagnieżdżona w błonie śluzowej macicy, a jej części składowe węzeł zarodkowy i trofoblast ulegają dalszemu zróżnicowaniu. Ze skupienia jednorodnych komórek węzła zarodkowego wyodrębniają się komórki tworzące 2 ???
Różnicowanie się oraz inwazja komórek trofoblastu prowadzą do wytworzenia pierwszych struktur przyszłego łożyska i zapoczątkowania krążenia łożyskowo-macicznego.
W ??? węzeł zarodkowy różnicuje się na dwie wyraźne warstwy komórek, które utworzą:
Wewnętrzny listek zarodkowy ??
Zewnętrzny listek zarodkowy
Węzeł zarodkowy (embrioblast)- przekształca się w spłaszczoną, ???
Warstwa zewnętrzna tarczki-?? Wewnętrzna- ??
Epiblast tworzy „dolną ścianę- podłogę” jamy owodni. Stanowi materiał komórkowy m. in. dla ?? ?? ???
Hipoblast wyściela jamę ciała i jest zawiązkiem dla układu pokarmowego
Drobne szczeliny między pozostałymi komórkami cytotrofoblastu i ektodermy zlewają się w jamkę, odtąd nazywaną jamą owodni. Komórki owodniotwórcze (amnioblasty??) początkowo stanowią nieliczne komórki przylegające w górnym biegunie do cytotrofoblastu, później wyścielają całą jamę owodni. W ? 10? Dniu rozwoju blastocysta wnika głębiej do zrębu bł. Śluzowej, miejsce w uszkodzonym w czasie penetracji nabłonku wyścielającym wypełnione jest skrzepem. Przylegająca do blastocysty błona śluzowa jest obrzęknięta wskutek przekrwienia oraz intensywnego wydzielania przez gruczoły śluzu z dużą ilością glikogenu. W czasie zagnieżdżenia trofoblast intensywnie się rozrasta, penetruje głęboko w błonę śluzową macicy i dzieli się na dwie warstwy:
Zewnętrzną( syncytiotrofoblast) lub zespólnia
Wewnętrzną (cytotrofoblast)
Syncytiotrofoblast- pozbawiona granic komórkowych masa cytoplazmy z licznymi jądrami (?). Cechuje go olbrzymia zdolność proliferacyjna i aktywność enzymatyczna. Penetrując w głąb błony śluzowej macicy, rozkłada komórki doczesne, dostarczając tych produktów odżywczych zarodkowi. W dalszym etapie rozwoju w syncytiotrofoblaście powstają małe przestrzenie( jamki), które zlewają się i tworzą ?lakuny trofoblastyczne?. Syncytiotrofoblast uszkadza włosowate naczynia krwionośne włosowate endometrium, co powoduje że krew matczyna zaczyna się wlewać do ?lakun? dając początek krążeniu maciczno-łożyskowemu. Następnie tworzy on zewnętrzną warstwę ściany kosmka łożyskowego.
Cytotrofoblast składa się z komórek o dużej aktywności mitotycznej, które wnikają w syncytiotrofoblast. Od wewnętrznej powierzchni cytotrofoblastu oddzielają się komórki, które wytwarzają delikatną luźną tkankę- mezodermę pozazarodkową. Wypełnia ona przestrzeń pomiędzy na zewnątrz położonym trofoblastem a owodnią i pęcherzykiem żółtkowym. Ta przestrzeń tworzy pozazarodkową jamę ciała. W dalszym etapie cytotrofoblast uczestniczy w powstawaniu kosmków łożyska.
W syncytiotrofoblaście syntetyzowana jest gonadotropina kosmówkowa (hCG) niezbędna do stymulowania aktywności hormonalnej ciałka żółtego jajnika. Pojawienie się hCG jest podstawą testu ciążowego, który może być pozytywny już w końcu 2 tygodnia rozwoju zarodka (płodu), kiedy nie ma jeszcze żadnych objawów ciąży.
POWSTANIE TRZYLISTKOWEJ TARCZY ZARODKOWEJ
Na początku 3 tygodnia ciąży zarodek wkracza w kolejny okres rozwoju- gastrulację w czasie której z epiblastu powstaje trzeci listek zarodkowy- mezoderma
Gastrulacja rozpoczyna się utworzeniem smugi pierwotnej. Powstaje ona w ogonowym odcinku zarodka (dwuwarstwowej, owalnej tarczy zarodkowej) jako płytka bruzda w linii środkowej i odcinku ogonowym. Rozwój smugi pierwotnej związany jest z pluripotencjalnymi komórkami epiblastu, które zmieniają kształt na kulisty a następnie wnikają między epiblast i hipoblast tworząc luźne skupienie mezodermy wewnątrzzarodkowej odpowiadające strunie grzbietowej. Szybko namnażające się w tym miejscu komórki mezodermy wywędrowują we wszystkich kierunkach- na boki, w kierunku głowowym i ogonowym, z wyjątkiem niewielkiego odcinka ogonowego struny grzbietowej, w którym powstaje zagęszczenie komórek mezenchymalnych, tworzące węzeł pierwotny (węzeł Hensena) z zagłębieniem w środku- dołkiem pierwotnym
W 16 lub 17 dniu rozwoju między węzłem pierwotnym a płytką przedstrunową (zgrubienie endodermy w odcinku głowowym struny grzbietowej), rozciąga się przedłużenie głowowe, pod którym znajduje się walcowate skupienie komórek- wyrostek struny grzbietowej. Wyrostek ten tworzy mezodermę osiową. Wywędrujące ze smugi pierwotnej komórki mezodermalne docierają do brzegów bocznych tarczy zarodkowej gdzie łączą się z mezodermą pozazarodkową pęcherzyka żółtkowego i owodni. W połowie 3 tygodnia ciąży mezoderma wewnątrzzarodkowa rozdziela ektodermę i endodermę tarczy zarodkowej na całej przestrzeni, z wyjątkiem okolicy głowowej, gdzie zrośnięcie się ektodermy i endodermy tworzy błonę ? gardłową, oraz okolicy ogonowej, w której powstaje błona ?
Po 18 dniu rozwoju smuga pierwotna ulega stopniowemu zanikowi. Od momentu pojawienia się smugi pierwotnej możliwe jest wyznaczenie osi głowowo-ogonowej zarodka, a tym samym jego końca głowowego i ogonowego, boku prawego i lewego oraz powierzchni brzusznej i grzbietowej. W wyznaczeniu osi zarodka kluczową rolę odgrywają geny homeoboksu.
STRUNA GRZBIETOWA
Stanowi lite pasmo komórek, powstające z wyrostka struny grzbietowej. W 18 dniu wyrostek łączy się z położoną niżej endodermą, tworząc pasmo na sklepieniu pęcherzyka żółtkowego, od węzła pierwotnego do płytki przedstrunowej. Wyrostek struny grzbietowej zawiera kanał. Ze względu na zanik komórek endodermalnych pozostaje jedynie górna część kanału. W ten sposób wytworzyło się połączenie przez dołek pierwotny w węźle Hensena między pęcherzykiem żółtkowym a jamą owodni- kanał nerwowo-jelitowy. Ok. 20 dnia wyrostek struny grzbietowej przekształca się w spłaszczoną płytkę struny grzbietowej. Płytka ulega zagłębieniu wzdłuż osi długiej, a następnie począwszy od okolicy głowowej, zamyka się i powstaje struna grzbietowa. W tym czasie endoderma ponownie tworzy ciągłą warstwę komórek poniżej struny grzbietowej. Dookoła struny grzbietowej powstaje szkielet kręgosłupa. W życiu pozapłodowym pozostałością struny grzbietowej są jądra miażdżyste w chrząstce krążków międzykręgowych.
Komórki każdego z trzech listków zarodkowych charakteryzują się zdolnością do szybkiego namnażania, przemieszczania oraz różnicowania według ściśle określonego schematu. W rezultacie dają początek różnym układom i narządom.
Mezoderma wewnątrzzarodkowa (mezoblast) znajduje się pomiędzy ektodermą a endodermą. Podlega ona podziałowi (metameryzacji) wzdłuż osi długiej oraz w płaszczyźnie poziomej na boki. Z chwilą powstania wyrostka struny grzbietowej tworzy się mezoderma osiowa. Po bokach struny grzbietowej jako lite pasmo komórek rozciągające się od błony gardłowej do błony stekowej powstaje mezoderma przyosiowa. W kierunku odśrodkowym przechodzi ona w mezodermę pośrednią, która ulegając ścieńczeniu tworzy mezodermę boczną. Ok. 20 dnia rozwoju mezoderma przyosiowa podlega podziałowi metamerycznemu i w efekcie powstają kuliste bloki komórek nabłonkowych- SOMITY.
Typy somitów:
4 pary somitów potylicznych
8 szyjnych
12 piersiowych
5 lędźwiowych
5 krzyżowych
8-10 ogonowych
Na podstawie liczby somitów można określić okres rozwoju, stąd pojęcie- wiek somitarny. Somit na przekroju ma kształt zbliżony do trójkąta, początkowo zawiera on w środku jamkę, która wkrótce zanika. W końcu 4 tygodnia rozwoju w somicie wyróżniamy 3 części:
SKLEROTOM- powstają z niego elementy kostne, chrzęstne i włókniste kręgosłupa
MIOTOM- powstają z niego mięśnie poprzecznie prążkowane kończyn i tułowia
DERMATOM- powstają z niego skóra właściwa i tkanka podskórna
Z mezodermy pośredniej rozwija się układ wydalniczy i płciowy. Różnicowanie się mezodermy bocznej jest związane z powstawaniem wewnątrzzarodkowej jamy ciała, która rozdziela mezodermę boczną na listek trzewny i ścienny. Przestrzeń zawarta między listkami stanowi wewnątrzzarodkową jamę ciała. Listek trzewny mezodermy wraz z endodermą tworzy ścianę jelita i nazywa się odtąd otrzewną trzewną.
Mezoderma somatyczna wraz z epiblastem (ektodermą pokrywającą) tworzy zewnętrzną ścianę zarodka, czyli otrzewną ścienną.
W 2 miesiącu ciąży wewnątrzzarodkowa jama ciała dzieli się na :
Jamę osierdzia
2 jamy opłucnej
jamę otrzewnej
Podział ten ma związek z powstawaniem przegrody poprzecznej oddzielającej narządy klatki piersiowej od jamy brzusznej.
Z mezodermy powstają liczne tkanki i narządy:
tkanka łączna
chrząstki, kości
mięśnie poprzecznie prążkowane i gładkie
serce, naczynia krwionośne i chłonne
śledziona
nerka
jajnik, jądro
kora nadnerczy
błony surowicze jam ciała: osierdzie, opłucna i otrzewna
ENDODERMA
Listek endodermalny pojawia się w dwulistkowej tarczy zarodkowej ok. 8 dnia rozwoju. W wyniku procesu fałdowania się tarczy zarodkowej pęcherzyk żółtkowy zostaje „wciągnięty” do zarodka i w związku z tym endodermę można podzielić na:
endodermę pozazarodkową, która wyściela pęcherzyk żółtkowy i omocznię
endodermę zarodkową, która stanowi jelito pierwotne
ok. 20 dnia rozwoju jelito pierwotne dzieli się na 3 części
część przednią, czyli jelito przednie (głowowe)
część środkową, czyli jelito środkowe
część tylną, czyli jelito tylne (ogonowe)
W końcu 1 miesiąca rozwoju endoderma stanowi wyściółkę 3 struktur zarodkowych: jelita, pęcherzyka żółtkowego oraz omoczni.
Z endodermy powstają:
wyściółka nabłonka gardła, krtani, tchawicy, oskrzeli, płuc, migdałków, jamy bębenkowej i trąbek słuchowych
tarczyca
grasica
przytarczyce
wyściółka nabłonkowa i gruczoły przewodu pokarmowego
wątroba i pęcherzyk żółciowy
trzustka
nabłonek pęcherza moczowego i część cewki moczowej
gruczoł krokowy
część przedsionkowa pochwy
gruczoły opuszkowo-cewkowe
EKTODERMA
Listek ektodermalny zbudowany jest z komórek walcowatych.
Ektoderma dzieli się na:
neuroektodermę
ektodermę pokrywającą (powierzchniową)
Różnicowanie się neuroektodermy rozpoczyna się ok. 18 dnia i przebiega przez stadia:
płytki
rynienki
cewy nerwowej- jest z przodu i z tyłu otwarta i posiada otwór nerwowy przedni i tylny. Otworem nerwowym przednim cewa nerwowa łączy się z owodnią. Istniejący przez krótki okres kanał nerwowo-jelitowy tworzy połączenie między owodnią a jamą pęcherzyka żółtkowego. Zamknięcie otworu nerwowego przedniego następuje 26 dnia ciąży, tylnego- 28 dnia.
Niezamknięcie otworu przedniego prowadzi do bezmózgowia, natomiast przetrwanie otworu nerwowego tylnego jest przyczyną wad dolnej części rdzenia kręgowego i okolicy krzyżowo-lędźwiowej. Po bokach zamykającej się cewy nerwowej powstają grzebienie nerwowe. Znajdują się one między cewą nerwową a ektodermą pokrywającą. Grzebienie nerwowe są źródłem komórek, które wywędrowują i dają początek innym komórkom i tkankom. Mogą z nich powstawać niektóre zwoje czaszkowe, rdzeniowe i autonomiczne, komórki oligodendrogleju, melanocyty, komórki C i chromofobowe, komórki chromofilne tarczycy, układu APUD.
Z cewy nerwowej powstają:
ośrodkowy układ nerwowy
siatkówka
część nerwowa przysadki
szyszynka
Z ektomezenchymy, która wywodzi się z komórek grzebieni nerwowych powstają:
kości oraz chrząstki części twarzowej, część sklepienia czaszki
tkanka łączna mięśni poprzecznie prążkowanych szkieletowych
skóra twarzy i brzusznej części szyi
tkanka łączna ślinianek, tarczycy, przytarczyc, grasicy
ściana dużych tętnic
nabłonek tylny i warstwa właściwa rogówki
twardówka oraz tkanka łączna błony naczyniowej gałki ocznej
mięśnie rzęskowe
szkliwo i zębina
Z ektodermy pokrywającej powstają:
naskórek, włosy, paznokcie, gruczoły skóry
gruczoł sutkowy
płat gruczołowy przysadki
ucho wewnętrzne
soczewka
ślinianka przyuszna
nabłonek naturalnych otworów ciała
WYKŁAD VII BŁONY PŁODOWE
Błony płodowe:
pęcherzyk żółtkowy (saccus vitellinus)
omocznia (allantois)
owodnia (amnion)
kosmówka
Pęcherzyk żółtkowy- jest błoną otaczającą kulę żółtka. W czasie rozwoju zarodka kurzego komórki nabłonka pęcherzyka pobierają substancje odżywcze z żółtka o dostarczają zarodkowi. U człowieka pęcherzyk żółtkowy nie magazynuje żółtka.
Trzy postacie rozwoju pęcherzyka żółtkowego:
pęcherzyk pierwotny- powstaje ok.7-8 dnia, wysłany jest błoną Heusera, która powstaje z hipoblastu
pęcherzyk wtórny- powstaje 9 dnia, kiedy komórki endodermy wyścielają wewnętrzną powierzchnię błony Heusera
pęcherzyk ostateczny- powstaje po wytworzeniu fałdów- głowowego i ogonowego zarodka, kiedy prajelito łączy się szerokim przewodem żółtkowo-jelitowym z pęcherzykiem żółtkowym
W końcu 5 tygodnia następuje odłączenie pęcherzyka od jelita pierwotnego. Między 2-3 tygodniem pęcherzyk żółtkowy spełnia rolę w przenoszeniu płynu odżywczego. W 3 tygodniu w ścianie pęcherzyka pojawiają się wyspy krwiotwórcze i rozpoczyna się hemopoeza, która trwać będzie do 5 tygodnia, kiedy funkcję tę przejmie wątroba. W 3 tygodniu w ścianie pęcherzyka żółtkowego pojawiają się pierwotne komórki płciowe (gonocyty), które stąd wędrują do gonad. W 2-4% przypadków szypuła pęcherzyka żółtkowego pozostaje i tworzy uchyłek jelitowy- uchyłek Meckela. Powstaje w 16 dniu rozwoju, między 3 a 5 tygodniem w ścianie omoczni powstają wyspy krwiotwórcze i naczynia krwionośne, które następnie utworzą tętnice i żyłę pępowinową. W 8 tygodniu zaczyna się nagły zanik omoczni. Wewnętrzna część omoczni łączy się z zawiązkiem pęcherza moczowego, ale w miarę rozwoju pęcherza zanika. Pozostałość stanowi moczownik, który tworzy więzadło pępkowe.
OWODNIA- podczas zagnieżdżenia w zewnętrznej części węzła zarodkowego pojawia się jamka- zawiązek owodni. Komórki owodniotwórcze (amnioblasty) oddzielają się od epiblastu i tworzą cienką błonę- owodnię, wyścielającą szybko powiększającą się jamę owodni. Jama owodni powiększa się i rozciąga wzdłuż brzegów tarczki zarodkowej, tworząc połączenie owodniowo-ektodermalne, które w późniejszym etapie przekształca się w pierwotny pierścień pępowinowy. Przez pierścień przechodzą szypuła brzuszna, szypuła pęcherzyka żółciowego i kanały łączące wewnątrzzarodkową i zewnątrzzarodkową jamę ciała. W 5 tygodniu pierścień pępowinowy zaciska się i powstaje pierwotny sznur pępowinowy (pępowina), całkowicie otoczony przez owodnię. W 4 miesiącu błona owodniowa i kosmówka łączą się. Zespolona w całość błona owodniowo-kosmówkowa (amnion-chorion) jest złożoną wielowarstwową strukturą składającą się z elementów nabłonkowych i łącznotkankowych. Później błona owodniowo-kosmówkowa łączy się z doczesną pokrywową, a kiedy ta zaniknie z doczesną ścienną. Połączone błony owodniowo-kosmówkowa i doczesnej ściennej stanowią pęcherz płodowy. Owodnia jest błoną cienką, przezroczystą zbudowaną z nabłonka jednowarstwowego, sześciennego lub cylindrycznego. Nabłonek owodni pełni funkcję wydzielniczo-resorpcyjną. Wodnisty, słomkowatej barwy płyn częściowo wydzielany jest przez amnioblasty, a w części pochodzi z krążenia matczynego. W końcu ciąży płód połyka około 400 ml płynu dziennie. Jest on absorbowany przez jelita i dostaje się do krążenia. Około 0,5 litra moczu dziennie wydziela płód do płynu owodniowego. Wymiana wody w płynie owodniowym następuje co 3 godziny. Objętość płynu owodniowego zwiększa się w ciągu trwania ciąży:
10 tydzień - 30 ml
30 tydzień - 350 ml
37 tydzień - 1 litr
Małowodzie- stan kiedy objętość płynu wynosi poniżej 400 ml, a wielowodzie- stan kiedy płynu jest powyżej 2 litrów. Obu zdarzeniom towarzyszą wady rozwojowe. Do wielowodzia może dojść gdy płód nie może połykać wód płodowych (np. z powodu zrośnięcia przełyku) i zakłócone jest ich trawienie oraz krążenie, brak mózgowia. Małowodzie rozwija się w przypadku pierwotnych wad układu moczowego, zniekształcenia postawy, niedorozwoju płuc i innych. Płyn owodniowy składa się w 99% z wody, związków organicznych (białko, glukoza) i nieorganiczne.
Płyn owodniowy:
pozwala na swobodne poruszanie się płodu
zapobiega przyklejaniu się jego części do owodni
amortyzuje przed urazami zewnętrznymi
pomaga w utrzymaniu ciepłoty ciała zarodka
Zarodek połyka płyn. W płynie owodniowym znajdują się złuszczone komórki nabłonka zarodka. Ma to znaczenie przy diagnostyce prenatalnej.
KOSMÓWKA- jest błoną, pęcherzykiem leżącym między owodnią a błoną śluzową macicy. Łącząc się z jedną i drugą błoną bierze udział w wytworzeniu ściany pęcherzyka płodowego. Kosmówka powstaje w 2-3 tygodniu z połączenia trofoblastu z mezodermą pozazarodkową jamy ciała. W 7 tygodniu trofoblast wytwarza kosmki, które pokrywają całą powierzchnię jaja płodowego. Około 10 tygodnia kosmówka dzieli się na kosmówkę kosmatą i kosmówkę gładką. Na biegunie przeciwległym do okolicy przyszłego łożyska kosmówka gładka zrasta się z błoną owodniową. Kosmówka kosmata łączy się z doczesną podstawową i powstaje łożysko
FAŁDOWANIE SIĘ ZARODKA
W procesie fałdowania się trójlistkowej, płaskiej tarczki zarodkowej powstaje walcowatego kształtu zarodek z wyraźnym zarysem okolicy głowowej i ogonowej. Zagięcie w okolicy głowowej prowadzi do powstania fałdu głowowego, a w okolicy ogonowej do wytworzenia fałdu ogonowego. Zarodek rośnie szybciej w osi długiej, a okolica grzbietowa szybciej od okolicy brzusznej, w wyniku czego następuje przemieszczanie się zarodka, który „unosi się” nad dużym pęcherzykiem żółtkowym. Fałd głowowy powstaje w 3 tygodniu ciąży (dynamiczny rozwój neuroektodermy głowowej). W czasie powstawania fałdu głowowego część pęcherzyka żółtkowego zostaje wciągnięta do zarodka i odtąd endoderma pęcherzyka tworzy jelito środkowe. Jelito przednie leży między pęcherzykiem przodomózgowia, a zawiązkiem serca i kończy się ślepo błoną ustno-gardłową. Błona ustno-gardłowa oddziela jelito przednie od zatoki ustnej. Błona ta szybko zanika i dochodzi do wytworzenia połączenia między pierwotną jamą ustną a dalszym odcinkiem przewodu pokarmowego, a jamą owodni. Błona ustno-gardłowa oddziela jelito przednie od zatoki ustnej. Błona ta szybko zanika i dochodzi do wytworzenia połączenia między pierwotną jamą ustną a dalszym odciniem przewodu pokarmowego, a jamą owodni. Fałd ogonowy tworzy się nieco później, jego rozwój jest związany ze wzrostem cewy nerwowej. W czasie tego wzrostu ze wciągniętej do zarodka części ściany pęcherzyka żółtkowego powstaje endoderma jelita tylnego. Obwodowa część jelita tylnego rozszerza się i przechodzi w stek (kloakę). W ektodermie pokrywającej okolicę ogonową tworzy się zagłębienie będące zawiązkiem odbytu. Jest ono oddzielone od jelita tylnego błoną odbytową, która pęka w 8 tygodniu rozwoju, wtedy następuje połączenie jelita z jamą owodni. Po zagięciu się prawej i lewej ściany bocznej (otrzewna ścienna) i ich zbliżeniu się zarodek przyjmuje kształt cylindryczny. Pozostała część pęcherzyka tworzy jelito środkowe. Jelito środkowe łączy się ze szczątkowym pęcherzykiem żółtkowym przewodem żółtkowo-jelitowym. Łączenie się ścian bocznych powoduje, że następuje stopniowe redukowanie połączenia między pozazarodkową a wewnątrzzarodkową jamą ciała. Równocześnie w wyniku szybkiego powiększania się jamy owodni dochodzi do zmniejszania i ostatecznego zaniku pozazarodkowej jamy ciała.
WYKŁAD 8 ŁOŻYSKO, PĘPOWINA
Około 20 dnia rozwoju zarodek, znajduje się między pęcherzykiem owodni a pęcherzykiem żółtkowym i poprzez szypułę łączącą się z płytą kosmówki. Całość zawieszona jest swobodnie w jamie kosmówki, a powierzchnię zarodka opływa płyn owodniowy. Szypuła łącząca składa się z mezodermy pozazarodkowej, a także ze stopniowo zanikających: endodermalnego przewodu żółtkowego i naczyń żółtkowych oraz omoczni i naczyń omoczniowo-pępowinowych. W procesie fałdowania się zarodka wszystkie te struktury przesuwają się w kierunku brzusznym i zbliżają się do siebie. W miarę jak powiększa się owodnia zostają one wciśnięte w tworzący się sznur pępowinowy (pępowinę). Sznur pępowinowy rozciąga się od pierwotnego pierścienia pępowinowego (pępkowego) na powierzchni brzusznej zarodka do łożyska. Między 6 a 11 tygodniem rozwoju powstaje fizjologiczna przepuklina pępowinowa. W tym okresie pętla jelita wnika poprzez szypułę do pozazarodkowej jamy ciała a następnie powraca do wewnątrzzarodkowej jamy ciała. Po porodzie sznur ma 50-60 cm długości, średnicę 1-2 cm i zawiera specyficzną tkankę łączną (galaretę Whartona) z włóknami kolagenowymi i komórkami w której zatopione są dwa naczynia tętnicze i jedno żylne. Na błyszczącej, perlistej powierzchni sznura pępowinowego widoczny jest złuszczający się nabłonek owodniowy. Żyłą pępowinową płynie krew natleniona i z produktami odżywczymi od matki do płodu, a tętnicami odpływa z płodu do krążenia matki krew z dwutlenkiem węgla i innymi produktami przemiany materii.
WADY SZNURA PĘPOWINOWEGO
Węzły rzekome- powstają wskutek rozrostu tkanki łącznej oraz pofałdowań (skręceń) naczyń krwionośnych tworzących uwypuklenia na powierzchni sznura. W 1% ciąż przy zbyt długiej pępowinie wokół płodu (szyi, kończyn) tworzą się węzły prawdziwe, co może doprowadzić do obumarcia płodu lub zahamowania rozwoju w skutek ucisku. 20% noworodków rodzi się ze sznurem pępowinowym okręconym wokół szyi. Pępowina za krótka może być przyczyną przedwczesnego odklejenia się łożyska. U 1 na 200 noworodków rozpoznaje się występowania w sznurze zamiast dwóch tętnic tylko jednej ( u 20% takich dzieci są wady układu sercowo-naczyniowego).
ŁOŻYSKO- bogato unaczyniony narząd przejściowy, w którym poprzez ścianę kosmka (błonę łożyskową) odbywa się wymiana składników gazowych (tlen, dwutlenek węgla), metabolitów, hormonów, leków, przeciwciał między ustrojem matki a płodem. Łożysko rozwija się z dwóch zespalających się w całość części:
matczynej (pochodzącej z doczesnej ?)
płodowej (trofoblastu)
Trofoblast wnikając w trakcie zagnieżdżania się w ciążową błonę śluzową macicy (błonę doczesnową), różnicuje się na dwie warstwy: wewnętrzną- cytotrofoblast i zewnętrzną- syncytiotrofoblast. Warstwy te szybko rozrastają się i wkrótce wnika do nich mezenchyma, z której powstają naczynia krwionośne. Poprzez stadia kosmka pierwotnego, wtórnego i ostatecznego (trzeciorzędowego) dookoła zarodka tworzy się bogato rozgałęziona kosmówka kosmata. W następnym etapie rozwoju na biegunie przeciwległym do miejsca zagnieżdżenia ulega ona wygładzeniu i tworzy kosmówkę gładką, a w okolicy zagnieżdżenia rozrasta się, zespala z doczesną podstawową i przekształca się w łożysko. W końcu 3 miesiąca ciąży łożysko jest w pełni rozwiniętym narządem płodowym. Wzrost jego masy jest wynikiem rozrostu i wydłużania się kosmków. Jednostką morfologiczno-czynnościową łożyska jest liścień- przestrzeń ograniczona od strony zarodka przez płytę kosmówki, od strony matki przez płytę doczesnową, a po bokach przez przegrody łożyskowe. Liczba liścieni wynosi od 10 do 40. Wnętrze liścieni wypełniają rozgałęziona sieć kosmków oraz opływająca je krew matczyna. Krew z tętnic macicznych dostaje się do przestrzeni miedzykosmówkowych wskutek uszkodzenia tych naczyń przez enzymy proteolityczne trofoblastu. Krew płodu oddzielona jest od krwi matki błoną łożyskową (dawniej nazywaną barierą). W skład błony łożyskowej wchodzą: komórki ściany kosmka (syncytiotrofoblast i cytotrofoblast) oraz komórki tkanki łącznej i śródbłonka naczyń włosowatych wewnątrzkosmkowych. W II i III trymestrze ciąży warstwa komórek cytotrofoblastu ulega znacznej redukcji, syncytiotrofoblast skupia się tworząc tzw. Węzły trofoblastyczne, a naczynia kosmka przemieszczają się tuż pod samą błonę komórkową syncytium. W ten sposób morfologiczna bariera zostaje maksymalnie zredukowana a tym samym wymiana produktów przemiany ułatwiona. Łożysko jest gruczołem dokrewnym, w którym wydzielane są następujące hormony:
gonadotropina kosmówkowa (hCG)- hormon stymulujący produkcję progesteronu przez ciałko żółte
hormon somatomammotropowy (hCS)- hormon działający jako czynnik wzrostu na płód oraz laktogennie
estrogeny (estron, estriol i estradiol)
progesteron-utrzymuje ciążę, a po wygaśnięciu czynności ciałka żółtego niezbędny także dla funkcjonowania kory nadnerczy płodu i wydzielania testosteronu przez gonady męskie
tyreotropina- hormon wpływający na funkcjonowanie tarczycy płodu
W zrębie kosmków znajdują się komórki Hofbauera pełniące rolę makrofagów.
Dojrzałe łożysko po urodzeniu ma kształt dysku, średnicę ok. 20 cm, grubość ok. 2,5 cm i masę ok. 500g. Powierzchnia płodowa jest gładka i błyszcząca, co odpowiada owodni. Pod powierzchnią błony błony owodniowej widać naczynia krwionośne i sznur pępowinowy. Na powierzchni matczynej występują bruzdy odpowiadające liścieniom.
KRĄŻENIE ŁOŻYSKOWE-składa się z 2 układów- krążenia płodowego i matczynego oddzielonych barierą, która po ostatecznym wykształceniu się łożyska zredukowana jest do wyściółki śródbłonkowej naczynia kosmka i błony syncytiotrofoblastu. Krążenie płodowe można przyrównać do krążenia płucnego, w którym krew z CO2 wnika przez tętnice płodowe, a krew nasycona w O2 powraca przez żyły. Krew płodowa płynie z tętnic biodrowych płodu do dwóch tętnic pępowinowych i dalej do bogatej sieci naczyniowej kosmków a powraca przez żyłę pępowinową, która uchodzi do żyły głównej dolnej płodu.
KRĄŻENIE MATCZYNE- rozpoczyna się już w drugim tygodniu ciąży. Krew matczyna wnika do przestrzeni międzykosmkowych przez tętnice maciczno-łożyskowe. Tętnice maciczno-łożyskowe są to zmienione ciążowo tętnice spiralne błony śluzowej macicy. W miejscu w którym te naczynia wnikają do błony podstawnej, mają charakterystyczne rozszerzenia, a ich błona wewnętrzna nacieczona jest przez cytotrofoblast. ? odbywa się przez żyły maciczno-łożyskowe.
WYKŁAD 9 UKŁAD POKARMOWY, UKŁAD KRWIONOŚNY
Cewa pokarmowa oraz gruczoły trawienne (wątroba i trzustka) powstają z endodermy jelita pierwotnego. Jelito przednie oddzielone jest od zatoki ustnej błoną ustno-gardłową. Rozszerzone w odcinku ogonowym jelito tylne tworzy stek i jest oddzielone błoną stekową od prostnicy. Na początku 4 tygodnia błona ustno-gardłowa zanika i dochodzi do połączenia pierwotnych ust z początkowym odcinkiem cewy pokarmowej oraz z jamą owodni. Błona odbytowa w 9 tygodniu ciąży pęka i następuje połączenie między odbytnicą a odbytem- udrożnienie przewodu pokarmowego. Z endodermy powstają nabłonek oraz gruczoły ściany przewodu pokarmowego, a z mezodermy trzewnej- tk. łączna mięśnie i błona surowicza. Jelito pierwotne przednie dzieli się na dwa odcinki:
odcinek głowowy
odcinek doogonowy
Z odcinka głowowego powstają gardło oraz dolny odcinek układu oddechowego. A z odcinka doogonowego rozwijają się:
przełyk
żołądek
dwunastnica
wątroba
pęcherzyk żółciowy
trzustka
Przełyk od tchawicy oddzielony jest przegrodą tchawiczo-przełykową. Początkowo jest krótki i zrośnięty. Wydłużanie się przełyku rozpoczyna się w 7 tygodniu ciąży i jest związany z szybkim wzrostem okolicy głowowej zarodka. Odtworzenie światła przełyku następuje pod koniec okresu zarodkowego.
ŻOŁĄDEK- zawiązek żołądka pojawia się w połowie 4 tygodnia ciąży jako wrzecionowate rozszerzenie w doogonowym odcinku jelita przedniego. Zawiązek wydłuża się i rozszerza w osi brzuszno- grzebietowej, a następnie jego ściana grzbietowa wzrasta intensywniej od ściany przedniej i w ten sposób powstają przyszłe krzywizny żołądka. W trakcie rozwoju żołądek podlega dwóm obrotom- wokół osi podłużnej oraz przednio-tylnej. W osi podłużnej obrót dokonuje się o 90o . Ściana lewa staje się ścianą przednią, a prawa tylną. Część odźwiernikowa przemieszcza się na prawo i ku górze. Dwunastnica powstaje na początku 4 tygodnia z końcowej części jelita przedniego i głowowej jelita środkowego. Oba zawiązki wzrastając tworzą pętle w kształcie litery C. Wraz z obrotami żołądka pętla dwunastnicy skręca w prawo i uzyskuje położenie pozaotrzewnowe.
WĄTROBA I PĘCHERZYK ŻÓŁCIOWY- W 4 tygodniu pojawia się zgrubienie w ogonowej części jelita przedniego zwane pączkiem lub uchyłkiem wątrobowym. Pączek wątrobowy dzieli się na zawiązek wątroby i zawiązek pęcherzyka żółciowego. Szybko dzielące się komórki endodermalne tworzą blaszki komórek wątrobowych. Czynność hemopoetyczna wątroby rozpoczyna się w 6 tygodniu ciąży. Mniejsza, ogonowa część pączka wątrobowego przekształca się w pęcherzyk żółciowy i przewód p.ż. Wydzielanie żółci rozpoczyna się w 13-16 tygodniu rozwoju. Żółć przechodzi do dwunastnicy i zabarwia treść jelitową- smółkę- kolor ciemnozielony.
TRZUSTKA- rozwija się z pączka grzbietowego i brzusznego, które powstają z wyściółki endodermalnej części bliższej dwunastnicy
ŚLEDZIONA- zawiązek śledziony pojawia się w 5 tygodniu rozwoju. Między blaszkami krezki grzbietowej żołądka powstaje skupienie komórek mezenchymalnych, które proliferując tworzą torebkę, beleczki oraz zrąb siateczkowy narządu.
JELITA- Z jelita środkowego powstają jelito cienkie, ślepe z wyrostkiem robaczkowym, część wstępująca jelita grubego i prawa połowa okrężnicy poprzecznej. Rozwój jelita cechuje się szybkim wydłużaniem się i wytworzeniem pętli jelitowej. Ramię głowowe i ogonowe pętli rozwijają się odmiennie. Na początku 6 tygodnia jelito nie mieści się w jamie brzusznej i wnika do sznura pępowinowego, tworząc f. Przep. Pępkową.
Głowowa część pętli rośnie szybciej i wytwarza pętle wtórne jelita czczego i część jelita krętego. Ogonowa część pętli wydłuża się ale nie tworzy pętli. Powstają z niej:
część jelita krętego
jelito ślepe z wyrostkiem robaczkowym
jelito grube
Przepuklinowa pętla dokonuje obrotów w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, powraca do jamy brzusznej i zajmuje ostateczne położenie. Z jelita pierwotnego tylnego powstają:
część dalsza okrężnicy
jelito grube zstępujące
okrężnica esowata
odbytnica
nabłonek pęcherza moczowego i część cewki moczowej
Końcowa część jelita tylnego rozszerza się i tworzy stek. Do jamy stekowej uchodzi omocznie, a po bokach wnikają przewody śródnercza. Do steku dostaje się mezenchyma, która tworzy przegrodę moczowo- odbytową i dzieli stek na:
część grzbietową ( kanał odbytowo-odbytniczy)
część brzuszną (zatokę moczowo- płciową)
Przegroda moczowo- odbytowa łączy się z błoną stekową i powstaje przednia błona moczowo- płciowa i tylna błona odbytowa.
UKŁAD KRWIONOŚNY
Komórki wysp krwiotwórczych (hemangioblasty) mogą różnicować się w komórki śródbłonka naczyń krwionośnych oraz komórki krwi. Naczynia krwionośne powstają w procesie waskulogenezy i angiogenezy. Na początku w miejscu połączenia mezodermy z endodermą, pojawiają się prekursorowe komórki naczyń krwionośnych- angioblasty. Angioblasty są komórkami macierzystymi śródbłonka, łączą się i spłaszczają. Powstają pomiędzy nimi szczeliny, które zlewają się i tworzą cewkowatą sieć pierwotnych naczyń krwionośnych. Etap ten to waskulogeneza (ograniczony jest on do okresu wewnątrzmacicznego). W procesie waskulogenezy powstają pierwsze główne naczynia krwionośne w zarodku, zawiązek serca, aorty grzbietowe, żyły zasadnicze. Pierwotna sieć naczyń włosowatych ulega przebudowie. Poprzez resorpcję starych i pączkowanie nowych naczyń tworzą się nowe sieci naczyniowe- angiogeneza. Proces ten jest kontynuowany w życiu postnatalnym
ROZWÓJ SERCA- W 18-19 dniu rozwoju mezodermalne komórki smugi pierwotnej tworzą parzyste sznury sercotwórcze, leżą one w polu sercotwórczym. Serce pochodzi też z komórek grzebieni nerwowych. Około 20 dnia rozwoju sznury sercotwórcze uzyskują światło i tworzą dwie cewy śródnasierdziowe. Około 22 dnia cewy łączą się w jedną cewę wsierdziową ( sercową), połączeniu podlega także prawa i lewa wewnątrzzarodkowa jama ciała tworząc jamę osierdzia Cewa osierdzia składa się z trzech warstw:
wsierdzia(tworzy wewnętrzną śródbłonkową wyściółkę serca)
śródsierdzia (tworzy ścianę mięśniową serca)
nasierdzia (osierdzia trzewnego)
Warstwa zewnętrzna jest odpowiedzialna za utworzenie tętnic wieńcowych. Koniec głowowy cewy jest rozszerzonym odcinkiem tętniczym, a koniec ogonowy rozszerzonym odcinkiem żylnym. 22 dnia rozwoju serce rozpoczyna czynność skurczową. Ponieważ koniec głowowy i ogonowy cewy są przytwierdzone do łuków gardłowych i przegrody poprzecznej wydłużająca się cewa ulega serii pofałdowań, rozszerzeń i zwężeń. Dwa pierwsze przewężenia dzielą cewę na trzy części:
opuszkę pierwotną serca
pierwotną komorę
pierwotny przedsionek
23 dnia dwa kolejne przewężenia tworzą: pień tętniczy i zatokę żylną.
Pień tętniczy łączy się głowowo z łukami aorty, a ogonowo z opuszką serca. Zatoka żylna ma w odcinku obwodowym dwa rogi do których wnikają 3 naczynia:
żyła żółtkowa
żyła pępowinowa z krwią łożyskową
żyła zasadnicza z krwią całego zarodka
POWSTAWNIE PĘTLI SERCOWEJ- zatoka żylna w końcu głowowym przechodzi w przedsionek. Około 23 dnia cewa sercowa wydłuża się a jej odcinki głowowe (opuszka i komora zaginają się i uwypuklają w kierunku brzusznym i ogonowym oraz nieco w prawo. Powstaje w kształcie litery S- serce esowate, a następnie w kształcie litery U- pętla sercowa(opuszkowo-komorowa). W tym czasie przedsionek oraz zatoka żylna przemieszczają się grzbietowo (do tyłu) względem komory i opuszki serca. Okolica przedsionka tworzy symetryczne, boczne rozszerzenia przyszłego uszka przedsionka. Rowek międzykomorowy oddziela komorę od opuszki serca. Rozwój głównych przegród serca zachodzi między 27 a 37 dniem ciąży (guzy lub poduszeczki wsierdziowe- zgrubienia galarety sercowej)
WYKŁAD 10 UKŁADY ODDECHOWY,MOCZOWY,PŁCIOWY
Rozwój krtani, tchawicy, oskrzeli i płuc rozpoczyna się w 4 tygodniu ciąży. Endoderma tworzy nabłonek oraz gruczoły układu oddechowego, a chrząstki i mięśnie rozwijają się z mezenchymy trzewnej. W ścianie pierwotnego gardła pojawia się podłużna bruzda, nazywana rowkiem lub zachyłkiem krtaniowo-tchawiczym. Zachyłek krtaniowo- tchawiczy rośnie w kierunku ogonowym rozszerza się w części obwodowej i powstaje pęczek płucny. Zachyłek krtaniowo- tchawiczy oddziela się od gardła, a w osi długiej pojawia się przegroda tchawiczo- przełykowa. Jelito przednie zostaje podzielone na część brzuszną zachyłek krtaniowo- tchawiczy będący zawiązkiem krtani, tchawicy, oskrzeli i płuc oraz część grzbietową- zawiązek przełyku. Na początku 5 tygodnia pączek płucny dzieli się na dwa pączki oskrzelowe. Wnikają one do kanałów osierdziowo- opłucnych, które są zawiązkiem jam opłucnych. Prawy pączek oskrzelowy dzieli się na 3 oskrzela główne, a lewy na 2 oskrzela główne, z których powstają odpowiednio 3 płaty płuca prawego i 2 lewego. Oskrzela główne dzielą się dychotomicznie i powstają oskrzela segmentowe, które podlegają dalszemu podziałowi. Do 24 tygodnia dokonuje się 17 podziałów, a po urodzeniu dochodzi do 7 dalszych i drzewo oskrzelikowo- oskrzelowe uzyskuje ostateczny kształt. W histogenezie płuc wyróżnia się 4 stadia:
rzekomogruczołowe
kanalikowe
woreczków pęcherzykowych końcowych
pęcherzykowe
UKŁAD MOCZOWY I PŁCIOWY
Powstają z mezodermy pośredniej. W czasie fałodowania tworzy ona grzebień nerkotwórczy, z którego powstaje nerka i moczowód oraz grzebień płciowy uczestniczący w tworzeniu gonad. Nerka i moczowód powstają z zawiązków śródnercza i nerki ostatecznej. Pod wpływem czynników indukcyjnych komórki mezodermy przyjmują postać śródnerczowych pęcherzyków, a następnie śródnerczowych kanalików. Kanaliki wydłużają się esowato. Do kanalika od strony środkowej dochodzi mała pętla naczynia tętniczego od aorty i w tym miejscu powstaje kłębuszek nerkowy. Kłębuszek zostaje otoczony torebką i ostatecznie tworzy się ciałko nerkowe. W końcu 8 tygodnia śródnercze tworzy duży, jajowaty, zbity narząd zwany ciałem Wolffa. W miarę jak przybywa kanalików śródnercza w odcinku ogonowym, ubywa ich w odcinku głowowym. Z ogólnej liczby około 40 kanalików pozostaje ostatecznie jeden przewód śródnercza (przewód Wolffa) i kilka kanalików. Nerka ostateczna powstaje z dwóch zawiązków mezodermalnych:
pączka moczowodowego (uchyłek nerki ostatecznej)
blastomery nerki ostatecznej pochodzacej ze sznurów nefrogennych
Z pączka moczowodowego powstają:
moczowód
miedniczka nerkowa
kielichy nerkowe większe i mniejsze
przewód brodawkowy
kanaliki nerkowe zbiorcze
kanaliki łączące nerki
Z blastemy nerki ostatecznej powstają nefrony. Szypuła pączka moczowodowego przekształca się w moczowód, a ślepo zakończony przewód zaczyna się dzielić dychotomicznie. Na początku rozszerzony odcinek pączka tworzy miedniczkę w której powstają kielichy nerkowe większe. Kielichy ulegają dalszym podziałom (13 generacji podziałów kanalików). Około 14 tygodnia wykształconych jest 20 nefronów. W tym okresie nerka zaczyna wydzielać mocz. Zwiększanie liczny nefronów następuje między 20 a 38 tygodniem ciąży. Po urodzeniu liczba nefronów się nie zwiększa, a wzrost masy nerki zachodzący do 12 roku życia jest efektem powiększania się ciałek nerkowych i kanalików.
U płci męskiej z kanalików śródnercza powstają przewodziki odprowadzające jądra, a przewód śródnercza przekształca się w przewód najądrza, nasieniowód i przewód wytryskowy. U płci żeńskiej część śródnerczowa zanika wytwarzając narządy szczątkowe. Śródnercze zaczyna wytwarzać mocz w 6 tygodniu ciąży i pełni filtracyjną funkcję nerki do czasu powstania nerki ostatecznej.