Menschliche Embryonalentwicklung - Human embryonic development

Die Anfangsstadien der menschlichen Embryonalentwicklung

Die menschliche Embryonalentwicklung oder menschliche Embryogenese bezieht sich auf die Entwicklung und Bildung des menschlichen Embryos . Es ist durch die Prozesse der Zellteilung und Zelldifferenzierung des Embryos gekennzeichnet, die während der frühen Entwicklungsstadien auftreten. Die Entwicklung des menschlichen Körpers beinhaltet biologisch gesehen das Wachstum von einer einzelligen Zygote zum erwachsenen Menschen . Die Befruchtung erfolgt, wenn die Samenzelle erfolgreich in eine Eizelle (Eizelle) eindringt und mit ihr verschmilzt . Das genetische Material des Spermiums und der Eizelle verbinden sich dann zu einer einzigen Zelle, die als Zygote bezeichnet wird und das Keimstadium der Entwicklung beginnt. Die embryonale Entwicklung beim Menschen umfasst die ersten acht Wochen der Entwicklung; zu Beginn der neunten Woche wird der Embryo als Fötus bezeichnet . Die Humanembryologie untersucht diese Entwicklung während der ersten acht Wochen nach der Befruchtung. Die normale Schwangerschaftsdauer (Schwangerschaft) beträgt etwa neun Monate oder 40 Wochen.

Das Keimstadium bezeichnet die Zeit von der Befruchtung über die Entwicklung des frühen Embryos bis zur vollständigen Einnistung in die Gebärmutter . Das Keimstadium dauert etwa 10 Tage. Während dieser Phase beginnt die Zygote sich zu teilen, was als Spaltung bezeichnet wird . Anschließend wird eine Blastozyste gebildet und in die Gebärmutter implantiert . Die Embryogenese setzt sich mit der nächsten Stufe der Gastrulation fort , wenn sich die drei Keimblätter des Embryos in einem Prozess namens Histogenese bilden und die Prozesse der Neurulation und Organogenese folgen.

Im Vergleich zum Embryo hat der Fötus erkennbarere äußere Merkmale und einen vollständigeren Satz sich entwickelnder Organe. Der gesamte Prozess der Embryogenese beinhaltet koordinierte räumliche und zeitliche Veränderungen der Genexpression , des Zellwachstums und der Zelldifferenzierung . Ein fast identischer Prozess tritt bei anderen Arten auf, insbesondere bei Chordaten .

Keimstadium

Düngung

Die Befruchtung findet statt, wenn das Spermatozoon erfolgreich in die Eizelle eingedrungen ist und die beiden von den Gameten getragenen genetischen Materialien miteinander verschmelzen, was zur Zygote (einer einzelnen diploiden Zelle) führt. Dies geschieht normalerweise in der Ampulle eines der Eileiter . Die Zygote enthält das kombinierte genetische Material, das sowohl von den männlichen als auch von den weiblichen Gameten getragen wird und aus den 23 Chromosomen aus dem Kern der Eizelle und den 23 Chromosomen aus dem Kern des Spermiums besteht. Die 46 Chromosomen werden vor der mitotischen Teilung verändert, was zur Bildung des Embryos mit zwei Zellen führt.

Eine erfolgreiche Düngung wird durch drei Prozesse ermöglicht, die auch als Kontrollen zur Sicherstellung der Artenspezifität dienen. Die erste ist die Chemotaxis , die die Bewegung der Spermien in Richtung der Eizelle lenkt. Zweitens besteht eine adhäsive Kompatibilität zwischen Sperma und Ei. Wenn die Spermien an der Eizelle anhaften, findet der dritte Prozess der akrosomalen Reaktion statt; der vordere Teil der Spermatozoen Kopf wird von einem verkappten Akrosom die Verdauungs enthält Enzyme , die zum Abbau von Zona pellucida und seinen Eintritt ermöglichen. Durch das Eindringen der Spermien wird Kalzium freigesetzt, das den Eintritt in andere Samenzellen blockiert. In der Eizelle findet eine parallele Reaktion statt, die so genannte Zona-Reaktion . Dabei werden kortikale Granula freigesetzt , die Enzyme freisetzen, die Spermienrezeptorproteine verdauen und so Polyspermie verhindern . Die Granula verschmelzen auch mit der Plasmamembran und verändern die Zona pellucida so, dass ein weiteres Eindringen von Spermien verhindert wird.

Dekollete

8-zelliger Embryo, nach 3 Tagen

Der Beginn des Spaltungsprozesses ist markiert, wenn sich die Zygote durch Mitose in zwei Zellen teilt . Diese Mitose setzt sich fort und die ersten beiden Zellen teilen sich in vier Zellen, dann in acht Zellen und so weiter. Jede Division dauert 12 bis 24 Stunden. Die Zygote ist im Vergleich zu jeder anderen Zelle groß und wird gespalten, ohne dass die Gesamtgröße zunimmt. Dies bedeutet, dass mit jeder weiteren Unterteilung das Verhältnis von nuklearem zu zytoplasmatischem Material zunimmt. Anfänglich sind die sich teilenden Zellen, Blastomeren ( Blastos griechisch für Spross) genannt, undifferenziert und zu einer Kugel aggregiert, die in der Membran aus Glykoproteinen (der sogenannten Zona pellucida) der Eizelle eingeschlossen ist. Wenn sich acht Blastomeren gebildet haben, beginnen sie, Gap Junctions zu entwickeln , die es ihnen ermöglichen, sich auf integrierte Weise zu entwickeln und ihre Reaktion auf physiologische Signale und Umweltsignale zu koordinieren.

Wenn die Zellen - Nummer ungefähr sechzehn der feste Bereich der Zellen innerhalb der Zona pellucida als A bezeichnet wird Morula In diesem Stadium beginnen die Zellen zu binden fest miteinander in einem Prozess der Verdichtung genannt, und weiterhin als die Spaltung der Zelldifferenzierung .

Sprengung

Blastozyste mit innerer Zellmasse und Trophoblast .

Die Spaltung selbst ist die erste Stufe der Blastulation , der Bildung der Blastozyste . Zellen differenzieren in eine äußere Zellschicht (gemeinsam als Trophoblast bezeichnet ) und eine innere Zellmasse . Bei weiterer Verdichtung werden die einzelnen äußeren Blastomeren, die Trophoblasten, ununterscheidbar. Sie sind immer noch in der Zona pellucida eingeschlossen . Diese Verdichtung dient dazu, die Struktur wasserdicht zu machen, die die Flüssigkeit enthält, die die Zellen später absondern werden. Die innere Zellmasse differenziert sich zu Embryoblasten und polarisiert an einem Ende. Sie schließen sich zusammen und bilden Gap Junctions , die die zelluläre Kommunikation erleichtern. Diese Polarisation hinterlässt einen Hohlraum, das Blastocoel , wodurch eine Struktur entsteht, die heute als Blastozyste bezeichnet wird. (Bei anderen Tieren als Säugetieren wird dies als Blastula bezeichnet .) Die Trophoblasten sezernieren Flüssigkeit in das Blastocoel. Die daraus resultierende Vergrößerung der Blastozyste führt dazu, dass sie durch die Zona pellucida schlüpft , die dann zerfällt.

Aus der inneren Zellmasse entstehen Präembryo , Amnion , Dottersack und Allantois , während sich aus der äußeren Trophoblastenschicht der fetale Teil der Plazenta bildet. Der Embryo samt seiner Membranen wird als Konzeptus bezeichnet , und in diesem Stadium hat der Konzeptus die Gebärmutter erreicht . Die Zona pellucida verschwindet schließlich vollständig, und die nun freigelegten Zellen des Trophoblasten ermöglichen es der Blastozyste, sich an das Endometrium anzuheften , wo sie sich einnistet . Die Bildung von Hypoblast und Epiblast , den beiden Hauptschichten der bilaminaren Keimscheibe, erfolgt zu Beginn der zweiten Woche. Entweder der Embryoblast oder der Trophoblast verwandeln sich in zwei Unterschichten. Die inneren Zellen werden zur Hypoblastenschicht, die die andere Schicht, den sogenannten Epiblast, umgibt, und diese Schichten bilden die embryonale Scheibe, die sich zum Embryo entwickelt. Der Trophoblast wird auch zwei Unterschichten entwickeln: den Zytotrophoblast , der vor dem Syncytiotrophoblast liegt , der wiederum im Endometrium liegt . Als nächstes erscheint eine weitere Schicht, die als exocoelomische Membran oder Heuser-Membran bezeichnet wird und den Zytotrophoblasten sowie den primitiven Dottersack umgibt. Der Syncytiotrophoblast wächst und tritt in eine Phase ein, die lakunäres Stadium genannt wird, in der einige Vakuolen erscheinen und in den folgenden Tagen mit Blut gefüllt werden. Die Entwicklung des Dottersacks beginnt mit den hypoblastischen flachen Zellen, die die exocoelomische Membran bilden, die den inneren Teil des Zytotrophoblasten umhüllt, um den primitiven Dottersack zu bilden. Eine Erosion der endothelialen Auskleidung der mütterlichen Kapillaren durch die synzytiotrophoblastischen Zellen der Sinusoide bildet sich dort, wo das Blut beginnt, durch den Trophoblast einzudringen und zu fließen, um den uteroplazentaren Kreislauf zu erzeugen. Anschließend werden neue aus Dottersack gewonnene Zellen zwischen Trophoblast und Exozelommembran etabliert und führen zu extraembryonalem Mesoderm , das die Chorionhöhle bildet .

Am Ende der zweiten Entwicklungswoche dringen einige Zellen des Trophoblasten ein und bilden abgerundete Säulen in den Syncytiotrophoblasten. Diese Säulen werden als primäre Zotten bezeichnet . Zur gleichen Zeit bilden andere wandernde Zellen in die exozelomische Höhle eine neue Höhle, die als sekundärer oder definitiver Dottersack bezeichnet wird und kleiner als der primitive Dottersack ist.

Implantation

Trophoblastendifferenzierung

Nach dem Eisprung wandelt sich die Gebärmutterschleimhaut in eine sekretorische Schleimhaut um, um die Aufnahme des Embryos vorzubereiten. Es wird verdickt, seine sekretorischen Drüsen werden verlängert und es wird zunehmend vaskulär . Diese Auskleidung der Gebärmutterhöhle (oder Gebärmutter) ist heute als Dezidua bekannt und produziert eine große Anzahl großer Dezidualzellen in ihrem vermehrten interglandulären Gewebe. Die Blastomeren in der Blastozyste sind in einer äußeren Schicht angeordnet, die als Trophoblast bezeichnet wird . Der Trophoblast differenziert sich dann in eine innere Schicht, den Zytotrophoblast , und eine äußere Schicht, den Syncytiotrophoblasten . Die Zytotrophoblasten enthält quader epithelialen Zellen und ist die Quelle von teilende Zellen , und die Synzytiotrophoblasten eine syncytial Schicht ohne Zellgrenzen.

Die Implantate Synzytiotrophoblasten die Blastozyste in dem Dezidua - Epithel von Projektionen von Chorionzotten , den embryonalen Teil der Plazenta bilden. Die Plazenta entwickelt sich, sobald die Blastozyste implantiert ist und den Embryo mit der Gebärmutterwand verbindet. Die Decidua wird hier als Decidua basalis bezeichnet; sie liegt zwischen Blastozyste und Myometrium und bildet den mütterlichen Teil der Plazenta . Die Implantation wird durch hydrolytische Enzyme unterstützt , die das Epithel erodieren . Der Syncytiotrophoblast produziert auch humanes Choriongonadotropin , ein Hormon , das die Freisetzung von Progesteron aus dem Gelbkörper stimuliert . Progesteron reichert die Gebärmutter mit einer dicken Auskleidung von Blutgefäßen und Kapillaren an, so dass es den sich entwickelnden Embryo mit Sauerstoff versorgen und unterstützen kann. Die Gebärmutter setzt Zucker aus gespeichertem Glykogen aus ihren Zellen frei, um den Embryo zu ernähren . Die Zotten beginnen sich zu verzweigen und enthalten Blutgefäße des Embryos. Andere Zotten, sogenannte terminale oder freie Zotten, tauschen Nährstoffe aus. Der Embryo ist mit der Trophoblastenhülle durch einen schmalen Verbindungsstiel verbunden, der sich zur Nabelschnur entwickelt, um die Plazenta am Embryo zu befestigen. Arterien in der Dezidua werden umgebaut, um den mütterlichen Blutfluss in die intervillösen Räume der Plazenta zu erhöhen, was den Gasaustausch und die Übertragung von Nährstoffen auf den Embryo ermöglicht. Abfallprodukte des Embryos diffundieren über die Plazenta.

Wenn der Syncytiotrophoblast beginnt, die Gebärmutterwand zu durchdringen, entwickelt sich auch die innere Zellmasse (Embryoblast). Die innere Zellmasse ist die Quelle embryonaler Stammzellen , die pluripotent sind und sich zu jeder der drei Keimblattzellen entwickeln können und die die Potenz besitzen, alle Gewebe und Organe hervorzubringen.

Embryonale Scheibe

Der Embryoblast bildet eine embryonale Scheibe , die eine bilaminare Scheibe aus zwei Schichten ist, einer oberen Schicht namens Epiblast (primitives Ektoderm ) und einer unteren Schicht namens Hypoblast (primitives Endoderm ). Die Bandscheibe wird zwischen der Fruchtblase und dem Dottersack gespannt . Der Epiblast grenzt an den Trophoblast und besteht aus säulenförmigen Zellen; der Hypoblast ist der Blastozystenhöhle am nächsten und besteht aus quaderförmigen Zellen. Der Epiblast wandert vom Trophoblasten nach unten ab und bildet die Amnionhöhle, deren Auskleidung aus Amnioblasten gebildet wird, die sich aus dem Epiblast entwickeln. Der Hypoblast wird nach unten gedrückt und bildet die Auskleidung des Dottersacks (exocoelomic Cavity). Einige Hypoblastenzellen wandern entlang der inneren Zytotrophoblastenauskleidung des Blastocoels und sezernieren dabei eine extrazelluläre Matrix . Diese Hypoblastenzellen und die extrazelluläre Matrix werden Heuser-Membran (oder die exocoelomische Membran) genannt und bedecken das Blastocoel, um den Dottersack (oder die exocoelomische Höhle) zu bilden. Zellen des Hypoblasten wandern entlang der äußeren Ränder dieses Retikulums und bilden das extraembryonale Mesoderm; dies stört das extraembryonale Retikulum. Bald bilden sich Taschen im Retikulum, die schließlich zur Chorionhöhle (extraembryonales Zölom) verschmelzen .

Gastrulation

Histogenese der drei Keimblätter

Künstlich gefärbt - Gestationssack , Dottersack und Embryo (Maße 3 mm nach 5 Wochen)

Embryo an der Plazenta in der Amnionhöhle befestigt

Der Primitivstreifen , ein lineares Zellband, das vom wandernden Epiblast gebildet wird, erscheint und markiert den Beginn der Gastrulation , die um den siebzehnten Tag (3. Woche) nach der Befruchtung stattfindet. Der Prozess der Gastrulation reorganisiert den zweischichtigen Embryo in einen dreischichtigen Embryo und verleiht dem Embryo auch seine spezifische Kopf-Schwanz- und Vorder-Rücken-Orientierung über den Primitivstreifen, der die bilaterale Symmetrie herstellt . Ein primitiver Knoten (oder primitiver Knoten) bildet sich vor dem primitiven Streifen, der der Organisator der Neurulation ist . Eine Primitivgrube bildet sich als Vertiefung im Zentrum des Primitivknotens, die an die direkt darunter liegende Chorda anschließt . Der Knoten ist aus Epiblasten des Bodens der Fruchthöhle entstanden und es ist dieser Knoten, der die Bildung der Neuralplatte induziert, die als Grundlage für das Nervensystem dient. Die Neuralplatte bildet sich gegenüber dem Primitivstreifen aus ektodermalem Gewebe, das sich in die Neuralplatte verdickt und abflacht. Der Epiblast in dieser Region bewegt sich nach unten in den Streifen an der Stelle der primitiven Grube, wo der als Ingression bezeichnete Prozess stattfindet , der zur Bildung des Mesoderms führt. Bei dieser Ingression wandern die Zellen aus dem Epiblast in einem epithelial-mesenchymalen Übergang in den Primitivstreifen ; Epithelzellen werden zu mesenchymalen Stammzellen, multipotenten Stromazellen , die sich in verschiedene Zelltypen differenzieren können. Der Hypoblast wird aus dem Weg geschoben und bildet das Amnion . Der Epiblast bleibt in Bewegung und bildet eine zweite Schicht, das Mesoderm. Der Epiblast hat sich nun in die drei Keimblätter des Embryos differenziert , so dass die zweiblättrige Scheibe nun eine dreiblättrige Scheibe, die Gastrula, ist .

Die drei Keimblätter sind das Ektoderm , Mesoderm und Endoderm und werden als drei überlappende flache Scheiben gebildet. Aus diesen drei Schichten werden alle Strukturen und Organe des Körpers durch die Prozesse der Somitogenese , Histogenese und Organogenese abgeleitet . Das embryonale Endoderm wird durch Invagination epiblastischer Zellen gebildet, die zum Hypoblast wandern, während das Mesoderm von den Zellen gebildet wird, die sich zwischen Epiblast und Endoderm entwickeln. Im Allgemeinen werden alle Keimblätter vom Epiblast abstammen. Aus der oberen Schicht des Ektoderms entstehen die äußerste Hautschicht, das zentrale und periphere Nervensystem , die Augen , das Innenohr und viele Bindegewebe . Aus der mittleren Mesodermschicht entstehen das Herz und der Beginn des Kreislaufsystems sowie die Knochen , Muskeln und Nieren . Die innere Endodermschicht dient als Ausgangspunkt für die Entwicklung von Lunge , Darm , Schilddrüse , Bauchspeicheldrüse und Blase .

Nach dem Eindringen entwickelt sich dort, wo die Zellen eingedrungen sind, auf einer Seite des Embryos eine Blastopore, die sich vertieft, um zum Archenteron zu werden , dem ersten Entwicklungsstadium des Darms . Wie bei allen Deuterostomen wird der Blastoporus zum After, während sich der Darm durch den Embryo auf die andere Seite schlängelt, wo die Öffnung zum Mund wird. Mit einem funktionierenden Verdauungsschlauch ist die Gastrulation nun abgeschlossen und die nächste Stufe der Neurulation kann beginnen.

Neurulation

Neuronale Platte

Neuralrohrentwicklung

Nach der Gastrulation entsteht aus dem Ektoderm Epithel- und Nervengewebe , und die Gastrula wird jetzt als Neurula bezeichnet . Die Neuralplatte , die sich als verdickte Platte aus dem Ektoderm gebildet hat, verbreitert sich weiter und ihre Enden beginnen sich als Neuralfalten nach oben zu falten . Neurulation bezeichnet diesen Faltungsprozess, bei dem die Neuralplatte in das Neuralrohr umgewandelt wird , und dies findet in der vierten Woche statt. Sie falten sich entlang einer flachen Neuralfurche, die sich als Mittellinie in der Neuralplatte gebildet hat. Dies vertieft sich, wenn die Falten weiter an Höhe gewinnen, wenn sie sich an der Neuralleiste treffen und zusammenschließen . Die Zellen , die wandern durch die kranialsten Teil der ursprünglichen Linie der Form paraxialen Mesoderm , die zu den geben wird Somitomeren , dass im Prozess der Somitogenese wird in unterscheiden Somiten , dass die Form wird Sklerotome , die syndetomes , die Myotome und die Dermatomen zu bilden Knorpel und Knochen , Sehnen , Dermis (Haut) und Muskeln . Das intermediäre Mesoderm führt zum Urogenitaltrakt und besteht aus Zellen, die aus dem mittleren Bereich der Primitivlinie einwandern. Andere Zellen wandern durch den kaudalen Teil der Primitivlinie und bilden das laterale Mesoderm, und diejenigen Zellen, die am kaudalsten Teil wandern, tragen zum extraembryonalen Mesoderm bei.

Die embryonale Scheibe beginnt flach und rund, verlängert sich aber schließlich zu einem breiteren Kopfteil und einem schmalen Schwanzende. Die Primitivlinie erstreckt sich anfangs in cephaler Richtung und kehrt 18 Tage nach der Befruchtung nach kaudal zurück, bis sie verschwindet. Im cephalen Anteil zeigt das Keimblatt eine spezifische Differenzierung zu Beginn der 4. Woche, im kaudalen Anteil am Ende der 4. Woche. Kraniale und kaudale Neuroporen werden zunehmend kleiner, bis sie sich vollständig (am 26. Tag) schließen und das Neuralrohr bilden .

Entwicklung von Organen und Organsystemen

Organogenese ist die Entwicklung der Organe , die in der dritten bis achten Woche beginnt und bis zur Geburt andauert. Manchmal setzt sich die volle Entwicklung, wie in der Lunge, nach der Geburt fort. An der Entwicklung der vielen Organsysteme des Körpers sind verschiedene Organe beteiligt .

Blut

Aus dem Mesoderm entwickeln sich hämatopoetische Stammzellen , aus denen alle Blutzellen hervorgehen . Die Entwicklung der Blutbildung erfolgt in Ansammlungen von Blutzellen, den sogenannten Blutinseln , im Dottersack . Aus mesodermalen Hämangioblasten entwickeln sich außerhalb des Embryos Blutinseln auf den Nabelbläschen, der Allantois, dem Verbindungsstiel und dem Chorion .

Im Zentrum einer Blutinsel bilden Hämangioblasten die hämatopoetischen Stammzellen, die die Vorläufer aller Arten von Blutzellen sind. In der Peripherie einer Blutinsel differenzieren sich die Hämangioblasten zu Angioblasten, den Vorläufern der Blutgefäße.

Herz- und Kreislaufsystem

Das Herz ist das erste funktionelle Organ, das sich entwickelt und beginnt nach etwa 22 Tagen zu schlagen und Blut zu pumpen. Kardiale Myoblasten und Blutinseln im splanchnopleurischen Mesenchym auf jeder Seite der Neuralplatte führen zur kardiogenen Region. Dies ist ein hufeisenförmiger Bereich in der Nähe des Kopfes des Embryos. Am 19. Tag, nach der Zellsignalisierung , beginnen sich in dieser Region zwei Stränge als Röhren zu bilden, da sich in ihnen ein Lumen entwickelt. Diese beiden endokardialen Röhren wachsen und sind am 21. Tag aufeinander zu gewandert und zu einer einzigen primitiven Herzröhre, dem röhrenförmigen Herzen, verschmolzen . Dies wird durch die Faltung des Embryos ermöglicht, die die Schläuche in die Brusthöhle schiebt .

Gleichzeitig mit der Bildung der Endokardschläuche hat die Vaskulogenese (die Entwicklung des Kreislaufsystems) begonnen. Dies beginnt am 18. Tag damit, dass sich Zellen im splanchnopleurischen Mesoderm zu Angioblasten differenzieren , die sich zu abgeflachten Endothelzellen entwickeln. Diese verbinden sich zu kleinen Bläschen, den sogenannten Angiozysten, die sich zu langen Gefäßen, den sogenannten Angioblastensträngen, verbinden. Diese Stränge entwickeln sich zu einem durchdringenden Netzwerk von Plexus bei der Bildung des Gefäßnetzwerks. Dieses Netzwerk wächst durch das zusätzliche Knospen und Aussprossen neuer Gefäße im Prozess der Angiogenese . Nach der Vaskulogenese und der Entwicklung eines frühen Gefäßsystems findet eine Phase des Gefäßumbaus statt.

Das röhrenförmige Herz bildet schnell fünf verschiedene Regionen. Vom Kopf bis zum Schwanz sind dies das Infundibulum , der Bulbus cordis , der primitive Ventrikel , der primitive Vorhof und der Sinus venosus . Zunächst fließt das gesamte venöse Blut in den Sinus venosus und wird vom Schwanz zum Kopf zum Truncus arteriosus getrieben . Diese teilt sich, um die Aorta und die Lungenarterie zu bilden ; der Bulbus cordis entwickelt sich zum rechten (primitiven) Ventrikel; der primitive Ventrikel wird den linken Ventrikel bilden; Der primitive Vorhof wird zu den vorderen Teilen des linken und rechten Vorhofs und ihrer Anhängsel, und der Sinus venosus entwickelt sich zum hinteren Teil des rechten Vorhofs , dem Sinusknoten und dem Koronarsinus .

Cardiac Looping beginnt, das Herz als einer der Prozesse der Morphogenese zu formen , und dies ist am Ende der vierten Woche abgeschlossen. Der programmierte Zelltod ( Apoptose ) an den Fügeflächen ermöglicht die Fusion. In der Mitte der vierten Woche erhält der Sinus venosus Blut aus den drei großen Venen: der Vitellin- , der Nabel- und der gemeinsamen Kardinalvene .

Während der ersten zwei Monate der Entwicklung beginnt sich das interatriale Septum zu bilden. Dieses Septum teilt den primitiven Vorhof in einen rechten und einen linken Vorhof . Es beginnt zunächst als halbmondförmiges Gewebestück, das als Septum primum nach unten wächst . Die sichelförmige Form verhindert den vollständigen Verschluss der Vorhöfe, so dass das Blut durch die als Ostium primum bekannte Öffnung vom rechten in den linken Vorhof geleitet werden kann . Dies schließt mit der Weiterentwicklung des Systems, aber vorher beginnt sich im oberen Vorhof eine zweite Öffnung (das Ostium secundum ) zu bilden, die den weiteren Blutabfluss ermöglicht.

Rechts vom Septum primum beginnt sich ein zweites Septum (das Septum secundum ) zu bilden. Dadurch bleibt auch eine kleine Öffnung, das Foramen ovale, die in die vorherige Öffnung des Ostium secundum übergeht. Das Septum primum wird zu einem kleinen Lappen reduziert, der als Klappe des Foramen ovale fungiert und bis zu seinem Verschluss bei der Geburt verbleibt. Zwischen den Ventrikeln bildet sich auch das Septum inferius, das sich zum muskulären interventrikulären Septum entwickelt .

Verdauungstrakt

Ab der dritten Woche beginnt sich das Verdauungssystem zu entwickeln und in der zwölften Woche haben sich die Organe richtig positioniert.

Atmungssystem

Das Atmungssystem entwickelt sich aus der Lungenknospe , die etwa vier Wochen nach der Entwicklung in der ventralen Wand des Vorderdarms erscheint. Die Lungenknospe bildet die Luftröhre und zwei seitliche Auswüchse, die sogenannten Bronchialknospen, die sich zu Beginn der fünften Woche zu den linken und rechten Hauptbronchien vergrößern . Diese Bronchien wiederum bilden sekundäre (lobäre) Bronchien; drei rechts und zwei links (entsprechend der Anzahl der Lungenlappen). Tertiäre Bronchien bilden sich aus Sekundärbronchien.

Während die innere Auskleidung des Kehlkopfes aus der Lungenknospe stammt , stammen seine Knorpel und Muskeln aus dem vierten und sechsten Schlundbogen .

Harnsystem

Nieren

Drei verschiedene Nierensysteme bilden in den sich entwickelnden Embryo: die pronephros , die Mesonephros und die metanephros . Nur der Metanephros entwickelt sich zur Dauerniere. Alle drei stammen vom intermediären Mesoderm ab .

Pronephros

Das Pronephros stammt aus dem intermediären Mesoderm in der Halsregion. Es ist nicht funktionsfähig und degeneriert vor dem Ende der vierten Woche.

Mesonephros

Das Mesonephros entstammt dem intermediären Mesoderm im oberen Brust- bis oberen Lendenbereich. Ausscheidungskanälchen werden gebildet und gelangen in den Ductus mesonephricus , der in der Kloake endet . Der Ductus mesonephricus verkümmert bei Frauen, ist aber an der Entwicklung des Fortpflanzungssystems bei Männern beteiligt.

Metanephros

Der Metanephros erscheint in der fünften Entwicklungswoche. Ein Auswuchs des Ductus mesonephricus, die Ureterknospe , dringt in metanephrisches Gewebe ein und bildet das primitive Nierenbecken , die Nierenkelche und die Nierenpyramiden . Auch der Harnleiter wird gebildet.

Blase und Harnröhre

Zwischen der vierten und siebten Entwicklungswoche teilt das Septum urorektalis die Kloake in den Sinus urogenitalis und den Analkanal . Der obere Teil der Sinus urogenitalis bildet die Blase , während der untere Teil die Harnröhre bildet .

Fortpflanzungsapparat

Integumentäres System

Die oberflächliche Hautschicht , die Epidermis , leitet sich vom Ektoderm ab . Die tiefere Schicht, die Dermis , wird vom Mesenchym abgeleitet .

Die Bildung der Epidermis beginnt im zweiten Entwicklungsmonat und erhält ihre endgültige Anordnung am Ende des vierten Monats. Das Ektoderm teilt sich, um eine flache Zellschicht auf der Oberfläche zu bilden, die als Periderm bekannt ist. Eine weitere Teilung bildet die einzelnen Schichten der Epidermis .

Das Mesenchym, das die Dermis bildet, stammt aus drei Quellen:

Das Mesenchym, das die Dermis in den Gliedmaßen und der Körperwand bildet, stammt aus dem seitlichen Plattenmesoderm
Das Mesenchym, das die Dermis im Rücken bildet, stammt vom paraxialen Mesoderm
Das Mesenchym, das die Dermis im Gesicht und Hals bildet, stammt von Neuralleistenzellen

Nervöses System

Entwicklung des Gehirns in einem 8 Wochen alten Embryo

Spät in der vierten Woche biegt sich der obere Teil des Neuralrohrs nach ventral als Flexur cephalica auf Höhe des zukünftigen Mittelhirns – dem Mesencephalon . Oberhalb des Mittelhirns befindet sich das Prosencephalon (zukünftiges Vorderhirn) und darunter das Rhombencephalon (zukünftiges Hinterhirn).

Cranial Neuralleiste Zellen wandern zu den Pharyngealbögen als neurale Stammzellen , wo sie in dem Prozess der Entwicklung der Neurogenese in Nervenzellen .

Das optische Bläschen (das schließlich zum Sehnerv , zur Netzhaut und zur Iris wird ) bildet sich an der Basalplatte des Vorderhirns. Die Flügelplatte des Prosencephalons dehnt sich zu den Großhirnhemisphären (dem Telencephalon) aus, während ihre Basalplatte zum Zwischenhirn wird. Schließlich wächst das optische Vesikel, um einen optischen Auswuchs zu bilden.

Entwicklung physikalischer Merkmale

Gesicht und Hals

Ab der dritten bis achten Woche entwickeln sich Gesicht und Hals .

Ohren

Das Innenohr , das Mittelohr und das Außenohr haben unterschiedliche embryologische Ursprünge.

Innenohr

Nach etwa 22 Tagen in der Entwicklung verdickt sich das Ektoderm auf jeder Seite des Rhombencephalons , um otische Plakoden zu bilden . Diese Plakoden invaginieren bilden otic Gruben und dann otic Vesikel . Die Ohrenbläschen bilden dann ventrale und dorsale Komponenten.

Die ventrale Komponente bildet den Sacculus und den Ductus cochlearis . In der sechsten Entwicklungswoche tritt der Ductus cochlearis aus und dringt spiralförmig in das umgebende Mesenchym ein , bis er am Ende der achten Woche 2,5 Windungen bildet. Der Sacculus ist der verbleibende Teil der ventralen Komponente. Er bleibt über den engen Ductus reuniens mit dem Ductus cochlearis verbunden .

Die dorsale Komponente bildet den Utriculus- und Bogengang .

Mittelohr

Das Trommelfell und die Eustachische Röhre stammen aus dem ersten Rachensack (einer von Endoderm ausgekleideten Höhle ). Der distale Teil der Spalte, der Recessus tubotympanica, erweitert sich zur Paukenhöhle. Der proximale Teil der Spalte bleibt schmal und bildet die Eustachische Röhre.

Die Knochen des Mittelohrs, die Gehörknöchelchen , stammen aus den Knorpeln der Rachenbögen . Die Malleus und Incus ergeben sich aus dem Knorpel des ersten Pharyngealbogen , während die Stapes ergibt sich aus dem Knorpel des zweiten Pharyngealbogen .

Ohrmuschel

Der äußere Gehörgang entwickelt sich aus dem dorsalen Teil der ersten Rachenspalte . Sechs Ohrmuscheln, die mesenchymale Proliferationen an den dorsalen Aspekten des ersten und zweiten Schlundbogens sind, bilden die Ohrmuschel .

Augen

Die Augen beginnen sich von der dritten bis zur zehnten Woche zu entwickeln.

Bewegungen des Embryos im Gestationsalter von 9 Wochen.

Gliedmaßen

Am Ende der vierten Woche beginnt die Entwicklung der Gliedmaßen . Gliedmaßenknospen erscheinen auf der ventrolateralen Seite des Körpers. Sie bestehen aus einer äußeren Ektodermschicht und einem inneren Teil aus Mesenchym, das aus der Parietalschicht des Seitenplattenmesoderms stammt . Ektodermale Zellen am distalen Ende der Knospen bilden den apikalen ektodermalen Kamm , der einen Bereich schnell proliferierender Mesenchymzellen bildet, der als Progressionszone bekannt ist . Aus dem Mesenchym entwickeln sich Knorpel (von denen einige schließlich zu Knochen werden ) und Muskeln.

Klinische Bedeutung

Giftige Expositionen in der Embryonalperiode können die Ursache für schwere angeborene Fehlbildungen sein , da sich jetzt die Vorläufer der wichtigsten Organsysteme entwickeln.

Jede Zelle des Präimplantationsembryos hat das Potenzial, alle verschiedenen Zelltypen im sich entwickelnden Embryo zu bilden. Diese Zellpotenz bedeutet, dass einige Zellen aus dem Präimplantationsembryo entfernt werden können und die verbleibenden Zellen ihre Abwesenheit kompensieren. Dies hat die Entwicklung einer Technik ermöglicht, die als genetische Präimplantationsdiagnostik bekannt ist , bei der eine kleine Anzahl von Zellen aus dem durch IVF erzeugten Präimplantationsembryo durch Biopsie entnommen und einer genetischen Diagnose unterzogen werden kann. Damit können Embryonen, die nicht von definierten genetischen Erkrankungen betroffen sind, selektiert und anschließend in die Gebärmutter der Mutter übertragen werden .

Sakrokokzygeale Teratome , Tumore, die aus verschiedenen Gewebearten gebildet werden, die sich bilden können, werden mit primitiven Streifenüberresten in Verbindung gebracht, die normalerweise verschwinden.

First-Arch-Syndrome sind angeborene Fehlbildungen von Gesichtsdeformitäten, die durch das Versagen von Neuralleistenzellen in den ersten Rachenbogen zu wandern sind.

Spina bifida ist eine angeborene Erkrankung, die auf den unvollständigen Verschluss des Neuralrohrs zurückzuführen ist.

Vertikal übertragbare Infektionen können in jedem Entwicklungsstadium von der Mutter auf das ungeborene Kind übertragen werden .

Hypoxie eine Bedingung unzureichender Sauerstoffzufuhr kann eine schwerwiegende Folge eines sein Früh oder Frühgeburt.

Siehe auch

Zusätzliche Bilder

Darstellung verschiedener Stadien der Embryogenese
Frühstadium des Gastrulationsprozesses
Phase des Gastrulationsprozesses
Spitze der Form des Embryos
Etablierung des Embryomediums
Rückenmark nach 5 Wochen
Kopf und Hals nach 32 Tagen

Verweise

Externe Links

Foto von Blastozyste in utero
Diashow: Im Mutterleib
Online-Kurs Embryologie für Medizinstudenten der Universitäten Freiburg, Lausanne und Bern

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