EMBRYOLOGIA: HISTORIA, OPINTOALA JA HAARAT - BIOLOGIA - 2025

Embryologia (kreikan: embryon = hedelmät kohdussa, logot = sopimus), eläimet (mukaan lukien ihmiset), on tutkimuksen kaikissa asioissa, jotka liittyvät kehittämiseen, koska muodostumista tsygootti syntymään.

Kehitys alkaa, kun muna hedelmöitetään spermalla, muodostaen tsygootin. Munat ja sperma ovat sukusoluja. Ne muodostuvat gametogeneesillä naisten munasarjoissa ja urosten kiveksissä.

Lähde: pixabay.com

Sukusolujen tuotanto tapahtuu meioosiksi kutsutun solujakautumisprosessin kautta. Tässä prosessissa muodostuu neljä solua tai sukusoluja, joissa on puolet kromosomeista (N = haploidi), jotka somaattisella solulla on (2N = diploidi). Tsygootilla on puolet kromosomeista äidiltä ja toisella puolelta isältä. Siksi se on diploidi.

Tieto alkion ja sikiön normaalista kehityksestä ja vastasyntyneiden vikojen syistä syntymän yhteydessä auttaa lisäämään normaalin kehityksen todennäköisyyttä. Esimerkiksi nyt on mahdollista korjata sikiön tietyt viat leikkauksella.

Alkiologian historia

Kudosalkio antiikissa ja keskiaikaan saakka

Vuonna 3000 a. C., egyptiläiset ajattelivat, että auringonjumala Aten loi itussa naisen, siemen miehessä ja antoi elämän vauvalle naisen sisällä.

Vuonna 1416 a. C., sanskritin kielellä kirjoitettu hindulaisuus embryologiasta, kuvaa, että yhden päivän kuluttua seksuaalista kohtaamista muodostuu alkio (Kalada), jota seuraa vesikkelin muodostuminen (7 yön jälkeen), kiinteä massa (yhden kuukauden kuluttua), pää (kahden kuukauden kuluttua) ja raajat (kolmen kuukauden kuluttua).

Pythagoras (570–495 eKr.) Ehdotti, että isä toimittaisi jälkeläisten olennaiset ominaisuudet, joka tunnetaan nimellä "siittiö". Hippokrates, 460–377 a. C. totesi, että kanan alkion kehitys voi olla samanlainen kuin ihmisen.

Aristoteles (384–322 eKr.) Kirjoitti tutkielman kanojen ja muiden eläinten alkioista. Tämän vuoksi häntä pidetään embryologian perustajana.

Claudius Galenus (129–216 eKr.) Kirjoitti tutkielman sikiön muodostumisesta kuvaten rakenteita kuten istukan, amnionin ja allantoisin.

Samuel-el-Yehudi, ~ 200 jKr, kuvasi alkion kehitystä erottamalla kuusi vaihetta muodottomasta alkiosta sikiöön.

Alkiotutkimus renessanssista 1800-luvulle

Leikkaamalla raskaana olevan naisen kohtaa Leonardo da Vinci (1452–1519) piirsi sikiölle erittäin tarkat piirrokset.

William Harvey (1578–1657) uskoi, että siemennesteet pääsivät kohtuun ja muuttuivat muuntuneiksi munaksi ja sitten alkioksi.

Marcello Malpighi (1628–1694) ja Jan Swammerdam (1637–1680) toimittivat mikroskooppitarkastusten kautta tietoa, jonka he väittivät tukevan preformismin teoriaa, jonka mukaan siemenneste sisälsi kokonaisia ​​ihmisiä.

Regnier de Graaf (1641–1643) leikkasi ja tarkkaili eri nisäkäslajien, mukaan lukien ihmisen, munasarjat kuvaten sarveiskalvon (Graafian follikkelia).

Casper Friedrich Wolff (1733–1794) väitti 1759-luvun julkaisussaan Theory of Generation, että kehon elimiä ei ole olemassa ennen raskautta, vaan ne muodostuvat vaiheittain erittelemättömästä materiaalista.

Lázaro Spallanzani (1729–1799) suoritti sammakkoeläimillä tehdyt in vitro -hedelmöityskokeet ja koiran keinosiemennysten perusteella johtopäätökset siitä, että munasolut ja siemenneste ovat välttämättömiä yksilön kehityksen käynnistämiseksi.

Heinrich Christian Pander (1794–1865) havaitsi kana-alkioiden varhaisen kehityksen kuvaten kolmea ituskerrosta: ektodermia, mesodermia, endodermia.

Nykyaikainen embryologia

Karl Ernst von Baer (1792–1876) väitti, että siemenneste sisälsi miljoonia liikkuvia soluja, joita hän kutsui siittiöiksi. Lisäksi hän löysi nisäkkäiden munasarjojen munasolut, tsygootin munanjohdoissa ja rintakehän kohdussa. Tämän vuoksi häntä pidetään modernin embryologian perustajana.

Hans Spemann (1869–1941) esitteli induktion käsitteen alkion kehityksessä, jonka mukaan tiettyjen solujen identiteetti vaikuttaa muiden solujen kehitykseen ympäristössä. Spermann sai fysiologian ja lääketieteen Nobel-palkinnon vuonna 1935.

Patrick Steptoe (1913–1988) ja Robert Edwards (1925–) olivat gynekologit ja tiedemiehet, jotka tekivät mahdolliseksi Louise Brownin syntymän vuonna 1978, joka oli ensimmäinen in vitro -hedelmöityksellä tuotettu vauva.

Edward Lewis (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) ja Eric F. Wieschaus (1947–) saivat Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon vuonna 1995 alkionkehitystä hallitsevien geenien löytämisestä.

Ian Wilmut (1944–) ja hänen kollegansa olivat ensimmäiset siirtäneet erilaistuneen aikuissolun ytimen tuottamaan vuonna 1996 syntyneen nisäkkään, Dolly-nimisen lampaan kloonin.

Sikiöelimet

Embryologia on jaettu yleiseen embryologiaan, systeemiseen embryologiaan, kuvaavaan embryologiaan, vertailevaan embryologiaan, kokeelliseen embryologiaan, kemialliseen embryologiaan ja teratologiaan.

Yleinen embryologia

Kehityksen tutkimus hedelmöityksestä ja tsygoottien muodostumisesta, blastosystojen muodostumisen ja implantoinnin, alkion muodostumisen, alkion muodostumiseen saakka. Nämä tapahtumat kestävät kahdeksan viikkoa ja on jaettu pre-alkion ja alkion jaksoihin.

Systeeminen embryologia

Tutkimus elinten ja järjestelmien kehityksestä alkion vaiheessa.

Kuvaileva embryologia

Alkion kehitysvaiheiden tutkimus suoraan havainnoista ja kuvauksista.

Vertaileva embryologia

Eri eläinlajien alkioiden kehityksen vertailu. Tämä haara liittyy vertailevaan ja integroivaan biologiaan, joka synnytti 1990-luvulla evoluutiokehityksen biologian, joka tunnetaan nimellä evo-devo.

Kokeellinen embryologia

Kokeet laboratorioeläimillä (rotat, hiiret, sammakkoeläimet jne.) Alkion kehityksen tutkimiseksi.

Kemiallinen embryologia

Blastosysteen, alkion ja sikiön biokemiallinen tutkimus syntymään saakka.

teratologisissa

Tartunta-aineiden, kemiallisten aineiden, säteilyn ja muiden sikiön morfologiaa ja toimintaa muuttavien tekijöiden vaikutuksen tutkimus.

Ihmisen embryologia

Ihmisillä on kuvattu kolme prenataalisen kehityksen vaihetta: 1) alkion esikausi hedelmöityksestä toiseen viikkoon; 2) alkionmuodostusaika toisesta kahdeksanteen viikkoon; 3) sikiökausi yhdeksännestä viikosta syntymään.

Yleensä ihmisen prenataaliseen kehitykseen sisältyy: 1) alkion muodostuminen; 2) istukka; 3) sikiön kalvot; 4) vartaloonkalot ja kalvo; 5) lihas-, luusto-, hengitys-, sydän- ja verisuoni-, ruuansulatus-, virtsa-, lisääntymis- ja hermostojärjestelmät; 6) pää ja niska; 7) silmät ja korvat.

Alkion kehityksen tärkeät vaiheet

Sikiön alkion, istukan ja kalvojen muodostuminen

Kun tsygootti on muodostettu, se alkaa jakaa mitoosin kautta ja lisää solujen määrää lisäämättä niiden kokoa. Tsygootin soluja kutsutaan blastomeereiksi. Kun 12 solua on saavutettu, muodostuu morula. Sitten tämä muodostaa blastosytteen, joka on ontto pallo, joka on täytetty nesteellä.

Blastosytteellä on sisäinen solumassa yhdessä navassa. Sitä ympäröi ohut solukerros, nimeltään trofoblasti, joka vastaa sen kiinnittämisestä kohdun seinämään, muodostaen lopulta istukan sikiön osan.

Amnioottiset ja koorioniset onkalot ympäröivät alkioita. Sen seinät muodostavat sikiön kalvot. Solujen sisämassi muodostaa gastrulaation avulla bilaminarisen alkion levyn, jonka muodostavat epiblasti (myöhemmin ektoderma) ja hypoblast (myöhemmin endodermi). Ektoderma erottuu ja muodostaa kolmannen kerroksen: mesoderman.

Mesodermi muodostaa luiden, sidekudoksen, ruston, sydän-, verisuoni-, imu- ja lisääntymisjärjestelmät, munuaiset, ihon derman, muiden rakenteiden joukossa. Ektoderma muodostaa hermoston. Endodermi muodostaa maha-suolikanavan, keuhkot ja hengitysteet.

Kahdeksan viikon päästä useimmat elimet ja järjestelmät ovat jo muodostuneet, mutta ovat epäkypsiä.

Kehon onkaloiden ja kalvon muodostuminen

Neljännellä viikolla alkio on muodoltaan kolmiulotteinen ja siinä on taittuminen suoliputken muodostumisen seurauksena. Alkion sisälle muodostuu coelom tai suljettu ontelo, jonka ovat perustaneet mesodermin sivulevyn somaattiset ja viskeraaliset kerrokset.

Somaattinen mesodermaalikerros muodostaa parietaalisen seroosikalvon, kun taas selkärankainen mesodermaalikerros muodostaa viskeraalisen seroosikalvon. Kun alkio taittuu, liitos koorion ontelon kanssa katoaa ja muodostuu ontelo, joka menee lantion alueelta rintakehän alueelle.

Coelom aiheuttaa sydämen sydän-, keuhkopussin ja vatsakalvon onteloita. Poikittainen väliseinä jakaa ontelon kahteen osaan: rintaontelon ja vatsaontelon (tai vatsakalvon). Kommunikaatio molempien onkalojen välillä kuitenkin ylläpidetään perikardioperitoneaalikanavien kautta, joilla on omat kalvot.

Äskettäin nimetyt kalvot jakaa rintaontelon sydämen sydämeen ja keuhkopussin onteloon, ja niitä kutsutaan pleuroperikardiaalisiksi taiteiksi. 21. päivästä kahdeksanteen viikkoon muodostuu onteloita.

Kalvo muodostuu pääasiassa poikittaisesta väliseinästä ja pleuroperitoneaalisista membraaneista. Poikittainen väliseinä on peräisin kohdunkaulan tasolla noin 24. päivä. Se saa hermot C3-C5-selkähermoista.

Lihas-, luusto-, hengitys- ja sydänjärjestelmien harjoittelu

Suurin osa lihaksesta on peräisin paraksiaalisesta mesodermasta. Muodostetaan kolmen tyyppisiä luu-lihaksia, sileitä ja sydämen. Luuston lihakset tulevat somiiteista, sivulevyn somatopleurisesta kerroksesta ja hermosta. Sisäelinten sileä lihas. Selkärangan mesodermin maha-suolikanava ja sydänlihakset.

Mesoderma muodostaa suurimman osan luista ja rustoista. Sklerotomisolut muodostavat yksittäiset nikamat. Kalloa kehitettäessä muodostuu kaksi osaa: neurokranium ja viskerokraaniumi. Kylkiluut muodostuvat rustojen esiasteiden luutumisesta. Pitkien luiden luutuminen merkitsee alkion jakson loppua.

Hengityselinten kehitys on jaettu viiteen vaiheeseen: 1) alkion, alkupunos ja haarautuminen; 2) pseudoglandular, täysi haara; 3) kyynärpää, keuhkoputken putket; 4) sakkumaiset, päätepussit ja kapillaarit ovat kosketuksissa; 5) alveolaarinen, 8 kuukautta, veri-ilmaesteen täydellinen kehitys.

Sydän- ja verisuonijärjestelmän kehitys alkaa sydänputken muodostumisesta. Sitten tapahtuu erittyminen, erottuminen eteisiksi, kammioiksi ja suuriksi suoniksi. Erotus tarkoittaa kahden septin muodostumista, jotka eivät ole täysin suljettuja syntymään saakka.

Ruoansulatus-, virtsa-, lisääntymis- ja hermostosysteemien muodostuminen

Ruoansulatusjärjestelmän kehitys alkaa, kun varhaisen alkion alkiokerrokset taittuvat sivusuunnassa ja kefalokudaalisesti. Tämä työntää vitelliinikalvon alkioon, jolloin muodostuu suoliputki, joka on jaettu etuosaan (tuleva nielu), keskiosaan (tuleva ruokatorvi) ja takaosaan (tulevaisuuden pohjukaissuoli, suoli, paksusuoli ja peräaukko).

Virtsa- ja lisääntymisjärjestelmiä voidaan pitää yhtenä, koska niillä on yhteinen alkion alkuperä ja niillä on yhteiset kanavat. Molemmat järjestelmät kehittyvät mesodermasta, joka muodostaa urogenitaalisen harjanteen, jaettuna munuaisjohtoon ja sukurauhasten harjaan.

Nefrogeeninen johto aiheuttaa päärynät, mesonefrosit ja metaaniefrosit, jotka osallistuvat munuaisten muodostumiseen. Sukupuolielinjärjestelmä kehittyy sukurauhasten harjasta. Naisten tai miesten lisääntymisjärjestelmän kehitys riippuu sukupromosomiparista.

Hermosto kehittyy kolmannella viikolla ektodermasta. Aluksi muodostetaan hermostoputki, jonka laskoset muodostavat hermoharjan. Muodostuu selkäydin, jolla on kolme kerrosta: neuroepiteliaalinen, vaippa, reuna-alue. Myöhemmin muodostetaan telenkefalonin, diencephalonin, keskiaivojen, metancefalonin ja keskiaivojen rakkuloita.

Pään, kaulan, silmien ja korvien kehitys

Suurin osa pään ja kaulan päästä muodostetaan nielunkaareista, säkkistä ja urista, sekä nielun membraaneista. Nämä rakenteet muodostavat nielulaitteen ja antavat alkialle sen erottuvan ulkonäön neljännellä kehitysviikolla.

Nielukaaria muodostavat mesomeeriset mesodermit ja hermoharjan solut, jotka erottuvat vastaavasti: 1) lihaksista ja valtimoista; 2) luu ja sidekudos. Nielun pussit koostuvat endodermin invaginaatioista, jotka rajaavat eturauhaa.

Nielisulsi koostuu ektoderman invaginaatioista. Se sijaitsee nielukaarejen välissä. Nielun membraanit koostuvat ektodermasta, mesodermasta ja endodermistä. Ne sijaitsevat nielukaarejen välissä.

Korva koostuu: sisäkorvasta, keskikorvasta, ulkokorvasta. Neljänteen viikkoon mennessä sisäkorva kehittyy ektoderman otic-levystä, joka tunkeutuu muodostaen utricular ja saccular osia. Keskimmäiset ja ulkoiset korvat ovat peräisin ensimmäisistä nielukaareista ja hermosoluista.

Silmät ovat lähtöisin optisesta rakkuloista, joka muodostuu eturaudan sivuosasta neljännen viikon alussa.

Viitteet

1. Amundson, R. 2005. Alkion muuttuva rooli evoluutio-ajatuksessa: rakenne ja synteesi. Cambridge, Cambridge.
2. Coward, K., Wells, D. 2013. Kliininen embryologia. Cambridge, Cambridge.
3. Dudek, RW 2014. Alkiotiede. Wolters Kluwer, Philadelphia.
4. Lambert, HW, Wineski, LE 2011. Lippincottin havainnollistettu anatomian ja alkiotutkimuksen Q & A-katsaus. Wolters Kluwer, Philadelphia.
5. Lisowski, F. P, ​​Oxnard, CE 2007. Anatomiset termit ja niiden johdannainen. World Scientific, Singapore.
6. Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embryology: illustrated color text. Churchill Livingstone, Edinburgh.
7. Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013. Kehittyvä ihminen: kliinisesti suuntautunut embryologia. Saunders, Philadelphia.
8. Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016. Ennen syntymäämme: alkion perusteet ja synnynnäiset viat. Elsevier, Philadelphia.
9. Singh, V. 2012. Kliininen embryologia. Elsevier, uusi herkku.
10. Webster, S., de Wreede, R. 2016. Alkion tutkimus yhdellä silmäyksellä. Wiley, Chichester.