EMBRIOLOGIJA: ISTORIJA, STUDIJŲ SRITIS IR ŠAKOS - BIOLOGIJA - 2025

Embriologija (iš graikų: embryon = vaisių gimdoje; logotipai = sutartis), gyvūnai (įskaitant žmones), yra visų klausimų, susijusių su plėtros studija, nuo pat zigotos susidarymo iki gimimo.

Vystymasis prasideda, kai kiaušinėlis apvaisinamas spermatozoidu, suformuojant zigotą. Kiaušiniai ir spermatozoidai yra lytinės ląstelės. Jie susidaro dėl gametogenezės moterų kiaušidėse ir vyrų sėklidėse.

Šaltinis: pixabay.com

Gametados susidaro per ląstelių dalijimosi procesą, vadinamą mejoze. Šiame procese susidaro keturios ląstelės arba gametos, turinčios pusę chromosomų (N = haploidas), kurias turi somatinė ląstelė (2N = diploidas). Zigotas turi pusę chromosomų iš motinos, o kita pusė - iš tėvo. Vadinasi, tai diploidas.

Žinios apie tai, kaip vyksta normalus embriono ir vaisiaus vystymasis, ir apie kūdikių defektų priežastis jiems gimus, padeda padidinti normalaus vystymosi tikimybę. Pvz., Dabar operaciją įmanoma ištaisyti tam tikrus vaisiaus defektus.

Embriologijos istorija

Embriologija antikos laikais ir iki viduramžių

3000 metais. C., egiptiečiai manė, kad saulės dievas Atenas sukūrė motinoje gemalą, vyruje sėklą ir moters viduje suteikė gyvybę kūdikiui.

1416 m. C., indų trakte apie embriologiją, parašytame sanskrito kalba, aprašyta, kad praėjus vienai dienai po lytinio akto susiformuoja embrionas (Kalada), po kurio susidaro pūslelė (po 7 naktų), tvirta masė (po vieno mėnesio), galva (po dviejų mėnesių) ir galūnės (po trijų mėnesių).

Pitagoras (570–495 m. Pr. Kr.) Pasiūlė tėvui pateikti esmines palikuonių savybes, žinomas kaip „spermatizmas“. Hipokratas, 460–377 a. C. teigė, kad vištienos embriono vystymasis gali būti panašus į žmogaus.

Aristotelis (384–322 m. Pr. Kr.) Parašė traktatą apie viščiukų ir kitų gyvūnų embrionus. Dėl to jis laikomas embriologijos pradininku.

Klaudijus Galenus (129–216 m. Pr. Kr.) Parašė traktatą apie vaisiaus formavimąsi, aprašydamas tokias struktūras kaip placenta, amnionas ir alantois.

Samuel-el-Yehudi (~ 200 m. E.) Aprašė embriono vystymąsi, išskirdamas šešis etapus nuo beformio embriono iki vaisiaus.

Embriologija nuo Renesanso iki XVIII a

Leonardo da Vinci (1452–1519), išpjaustydamas nėščios moters gimdą, padarė labai tikslius vaisiaus piešinius.

Williamas Harvey (1578–1657) manė, kad sperma patenka į gimdą ir metamorfizuojasi, virsdama kiaušiniu, o vėliau embrionu.

Marcello Malpighi (1628–1694) ir Janas Swammerdamas (1637–1680) stebėdami mikroskopą pateikė informaciją, kurią jie postuliavo, palaikydami preformismo teoriją, kurioje teigiama, kad spermoje yra visi žmonės.

Regnier de Graaf (1641–1643) išpjaustė ir stebėjo įvairių rūšių žinduolių, įskaitant žmones, kiaušides, aprašydamas geltonkūnį (Graafio folikulą).

Kasperis Friedrichas Wolffas (1733–1794) savo 1759 m. Publikacijoje „Theory of Generation“ teigė, kad kūno organai neegzistuoja iki nėštumo, o yra suformuoti etapais iš nediferencijuotos medžiagos.

Lázaro Spallanzani (1729–1799), atlikdamas varliagyvių apvaisinimo in vitro bandymus ir šunų apvaisinimą, padarė išvadą, kad oocitai ir sperma yra būtini norint pradėti individo vystymąsi.

Heinrichas Christianas Panderis (1794–1865) stebėjo ankstyvą viščiukų embrionų vystymąsi, apibūdindamas tris gemalo sluoksnius: ektodermą, mezodermą, endodermą.

Šiuolaikinė embriologija

Karlas Ernstas von Baeris (1792–1876) tvirtino, kad spermoje yra milijonai judančių ląstelių, kurias jis pavadino spermatozoidais. Be to, jis atrado žinduolių kiaušidžių oocitus, zigotą kiaušintakiuose ir blastocistą gimdoje. Dėl šios priežasties jis laikomas šiuolaikinės embriologijos pradininku.

Hansas Spemannas (1869–1941) pristatė indukcijos sąvoką kuriant embrioną, pagal kurią tam tikrų ląstelių tapatumas daro įtaką kitų ląstelių raidai jų aplinkoje. Spermannas gavo Nobelio fiziologijos ir medicinos premiją 1935 m.

Patrikas Steptoe (1913–1988) ir Robertas Edwardsas (1925–) buvo ginekologai ir mokslininkai, kurie 1978 m. Sudarė galimybę gimti Louise'ui Brownui - pirmajam kūdikiui, pagimdytam apvaisinant in vitro.

Edvardas Lewisas (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) ir Ericas F. Wieschausas (1947–) 1995 m. Buvo apdovanoti Nobelio fiziologijos ir medicinos premijomis už tai, kad atrado embrionų vystymąsi kontroliuojančius genus.

Ianas Wilmutas (1944 m.) Ir jo kolegos pirmieji perdavė diferencijuotos suaugusios ląstelės branduolį, kad gautų žinduolio, avio, vardu Dolly, klono, kuris gimė 1996 m., Kloną.

Embriologijos šakos

Embriologija skirstoma į bendrąją embriologiją, sisteminę embriologiją, aprašomąją embriologiją, lyginamąją embriologiją, eksperimentinę embriologiją, cheminę embriologiją ir teratologiją.

Bendroji embriologija

Vystymasis nuo apvaisinimo ir zigotų formavimo, per blastocistos formavimą ir implantavimą, embrionų formavimąsi iki embrionų formavimosi. Šie įvykiai trunka aštuonias savaites ir yra suskirstyti į ikembrioninius ir embrioninius laikotarpius.

Sisteminė embriologija

Organų ir sistemų vystymosi embriono stadijoje tyrimas.

Aprašomoji embriologija

Embriono vystymosi stadijų tyrimas tiesiogiai stebint ir apibūdinant.

Lyginamoji embriologija

Įvairių gyvūnų rūšių embrionų vystymosi palyginimas. Ši šaka yra susijusi su lyginamąja ir integracine biologija, kuri devintajame dešimtmetyje davė pradžią evoliucijos raidos biologijai, vadinamai evo-devo.

Eksperimentinė embriologija

Embriono vystymosi tyrimai su laboratoriniais gyvūnais (žiurkėmis, pelėmis, varliagyviais ir kt.)

Cheminė embriologija

Biocheminis blastocistos, embriono ir vaisiaus tyrimas iki gimimo.

Teratologija

Infekcijos sukėlėjų, cheminių medžiagų, radiacijos ir kitų išorinių veiksnių, keičiančių vaisiaus morfologiją ir funkciją, poveikis.

Žmogaus embriologija

Žmonėms buvo aprašyti trys prenatalinio vystymosi etapai: 1) prieš embrioną prasidėjęs laikotarpis nuo pastojimo iki antros savaitės; 2) embriono formavimosi laikotarpis, nuo antros iki aštuntos savaitės; 3) vaisiaus laikotarpis, nuo devintos savaitės iki gimimo.

Paprastai prenatalinis žmogaus vystymasis apima: 1) embriono formavimąsi; 2) placenta; 3) vaisiaus membranos; 4) kūno ertmės ir diafragma; 5) raumenų, griaučių, kvėpavimo, širdies ir kraujagyslių, virškinimo, šlapimo, reprodukcinės ir nervų sistemos; 6) galva ir kaklas; 7) akys ir ausys.

Svarbūs embriologinio vystymosi etapai

Vaisiaus embriono, placentos ir membranų formavimas

Susiformavęs zigotas pradeda dalintis per mitozę ir padidina ląstelių skaičių, nedidindamas jų dydžio. Zigotos ląstelės vadinamos blastomerais. Kai pasiekiamos 12 ląstelių, susidaro morula. Tuomet susidaro blastocista, kuri yra tuščiavidurė sfera, užpildyta skysčiu.

Blastocistoje yra vidinė ląstelių masė viename poliuje. Jis yra apsuptas plonu ląstelių sluoksniu, vadinamu trofoblastu, kuris yra atsakingas už jo pritvirtinimą prie gimdos sienos, galiausiai formuojant vaisiaus placentos dalį.

Amniono ir choriono ertmės supa embrioną. Jo sienos sudaro vaisiaus membranas. Vidinė ląstelių masė, suskaldydama skrandį, sudaro dvisluoksnio embriono diską, kurį sudaro epiblastas (vėliau ektoderma) ir hipoblastas (vėliau endoderma). Ektoderma išskiria ir sudaro trečiąjį sluoksnį: mezodermą.

Mezoderma, be kitų struktūrų, formuoja kaulus, jungiamąjį audinį, kremzlę, širdies ir kraujagyslių, limfinę ir reprodukcinę sistemas, inkstus, odos dermą. Ektoderma formuoja nervų sistemą. Endoderma formuoja virškinimo traktą, plaučius ir kvėpavimo takus.

Iki aštuonių savaičių dauguma organų ir sistemų jau susiformavo, bet yra nesubrendę.

Kūno ertmių ir diafragmos formavimas

Ketvirtą savaitę embrionas yra trimatės formos ir dėl to, kad susiformavo žarnos vamzdelis, yra sulankstytas. Embriono viduje susidaro žarna arba uždara ertmė, kurią sukuria mezodermos šoninės plokštelės somatiniai ir visceraliniai sluoksniai.

Somatinis mezoderminis sluoksnis sudaro parietalinę serozinę membraną, o splanchninis mezoderminis sluoksnis - visceralinę serozinę membraną. Kai embrionas raukšlėjasi, sąjunga su chorionine ertme prarandama ir susidaro ertmė, einanti iš dubens srities į šlaunies sritį.

Koeloma sukelia perikardo, pleuros ir pilvaplėvės ertmes. Skersinis pertvara padalina ertmę į dvi: krūtinės ląstos ir pilvo ertmes (arba pilvaplėvę). Tačiau ryšys tarp abiejų ertmių palaikomas per perikardioperitoninius kanalus, kurie turi savo membranas.

Naujai pavadintos membranos padalija krūtinės ertmę į perikardo ertmę ir pleuros ertmę ir yra vadinamos pleuroperikardo raukšlėmis. Nuo dvidešimt pirmos dienos iki aštuntos savaitės susidaro ertmės.

Diafragma daugiausia formuojama iš skersinių pertvaros ir pleuroperitoninių membranų. Skersinis pertvara gimdos kaklelio lygyje atsiranda maždaug dvidešimt antrą dieną. Jį inervuoja iš nugaros nervų C3 - C5.

Raumenų, griaučių, kvėpavimo ir širdies bei kraujagyslių sistemų treniruotės

Didžioji dalis raumenų yra iš paraksialinio mezodermos. Susidaro trys griaučių raumenų tipai: lygieji ir širdies. Skeleto raumenys gaunami iš somitų, šoninės plokštelės somatopleurinio sluoksnio ir nervų keteros. Lygiuosius vidaus organų raumenis. Virškinimo trakto ir širdies raumens splanchnic mesoderm.

Mezoderma sudaro didžiąją dalį kaulų ir kremzlių. Sklerotomos ląstelės sudaro atskirus slankstelius. Vystant kaukolę, susiformuoja dvi dalys: neurokranija ir viscerocranium. Šonkauliai susidaro iš kremzlinių pirmtakų osifikacijos. Ilgųjų kaulų osifikacija žymi embriono laikotarpio pabaigą.

Kvėpavimo sistemos vystymasis yra padalintas į penkis etapus: 1) embrioninis, pradinis pumpurai ir išsišakojimai; 2) pseudoglandulinis, visas išsišakojimas; 3) kaniuliniai, galiniai bronchiniai vamzdeliai; 4) liečiasi pakaušiniai, galiniai maišeliai ir kapiliarai; 5) alveolinis, 8 mėnesiai, visiškas kraujo-oro barjero išsivystymas.

Širdies ir kraujagyslių sistemos vystymasis prasideda nuo širdies vamzdelio formavimo. Tuomet atsiranda septacija, išsiskyrimas į prieširdžius, skilvelius ir didelius indus. Septacija apima dviejų septų formavimąsi, kurios iki gimimo nėra visiškai uždaromos.

Virškinimo, šlapimo, reprodukcinės ir nervų sistemos formavimas

Virškinimo sistemos vystymasis prasideda tada, kai ankstyvojo embriono gemaliniai sluoksniai sulankstyti šonu ir cefalokaudališkai. Tai įstumia trynio membraną į embrioną, taip suformuodamas žarnos vamzdelį, kuris yra padalijamas į priekinį (būsimas ryklė), vidurinį (būsimas stemplė) ir užpakalinį (būsimas dvylikapirštės žarnos, žarnyno, storosios žarnos ir analinis kanalas).

Šlapimo ir reprodukcinės sistemos galėtų būti laikomos viena, nes jos turi bendrą embrioninę kilmę ir turi vienodus kanalus. Abi sistemos vystosi iš tarpinio mezodermos, kuri sudaro urogenitalinę keterą, padalytą į nefrogeninį virvelę ir lytinių liaukų keterą.

Dėl nefrogeninio virvelės išsivysto pronefrosas, mezonefrosas ir metanefrosas, kurie dalyvauja formuojant inkstus. Lytinių organų sistema vystosi iš lytinių liaukų keteros. Moterų ar vyrų reprodukcinės sistemos raida priklauso nuo lytinių chromosomų poros.

Nervų sistema vystosi trečią savaitę nuo ektodermos. Iš pradžių formuojamas nervinis vamzdelis, kurio raukšlės sudaro nervinį keterą. Susiformuoja nugaros smegenys, kurias sudaro trys sluoksniai: neuroepitelinė, mantija, kraštinė zona. Vėliau formuojasi telencephalono, diencephalono, vidurinio smegenų, metancefalono ir vidurinio smegenų pūsleliai.

Galvos, kaklo, akių ir ausų raida

Didžioji galvos ir kaklo dalis susidaro iš ryklės arkų, maišų ir griovelių, taip pat iš ryklės membranų. Šios struktūros sudaro ryklės aparatą ir suteikia embrionui savitą išvaizdą ketvirtą vystymosi savaitę.

Ryklės arkas formuoja mezomerinės mezodermos ir nervų keteros ląstelės, kurios atitinkamai išsiskiria į: 1) raumenis ir arterijas; 2) kaulas ir jungiamasis audinys. Ryklės maišus sudaro endodermos invazijos, besiribojančios su priekine žandikauliu.

Ryklės sulci susideda iš ektodermos invagacijų. Jis yra tarp ryklės arkų. Ryklės membranos yra sudarytos iš ektodermos, mezodermos ir endodermos. Jie yra tarp ryklės arkų.

Ausą sudaro: vidinė, vidurinė, išorinė. Iki ketvirtosios savaitės vidinė ausis išsivysto iš ektodermos otinės plokštelės, kuri invaginavo ir sudaro tarminę bei saccular dalis. Vidurinė ir išorinė ausys yra išvestos iš pirmųjų ryklės arkų ir iš neuroglialinių ląstelių.

Akys atsiranda iš optinės pūslelės, susidarančios iš šoninės priekinės smegenų dalies ketvirtos savaitės pradžioje.

Nuorodos

1. Amundson, R. 2005. Kintantis embriono vaidmuo evoliucinėje mintyje: struktūra ir sintezė. Kembridžas, Kembridžas.
2. Coward, K., Wells, D. 2013. Klinikinės embriologijos vadovėlis. Kembridžas, Kembridžas.
3. Dudek, RW 2014. Embriologija. Woltersas Kluweris, Filadelfija.
4. Lambert, HW, Wineski, LE 2011. Lippincott iliustruota anatomijos ir embriologijos klausimų ir atsakymų apžvalga. Woltersas Kluweris, Filadelfija.
5. Lisowski, F. P, ​​Oxnard, CE 2007. Anatominiai terminai ir jų daryba. „World Scientific“, Singapūras.
6. Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embriologija: iliustruotas spalvotas tekstas. Churchill Livingstone, Edinburgas.
7. Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013. Besivystantis žmogus: kliniškai orientuota embriologija. Saundersas, Filadelfija.
8. Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016. Prieš mums gimstant: embriologijos pagrindai ir apsigimimai. Elsevieras, Filadelfija.
9. Singhas, V. 2012. Klinikinės embriologijos vadovėlis. Elsevier, naujasis Deli.
10. Webster, S., de Wreede, R. 2016. Embriologija trumpai. Vilis, Čičesteris.