EMBRYOLOGIE: HISTORIE, OBOR A OBORY - BIOLOGIE - 2025

Embryologie (z řeckého: embryon = plodu v děloze; logos = smlouva), zvířata (včetně člověka), je studie o všech záležitostech týkajících se rozvoje, protože formování zygoty k porodu.

Vývoj začíná, když je vajíčko oplodněno spermatem a vytvoří zygotu. Vejce a spermie jsou gamety. Oni jsou tvořeni gametogenesis ve vaječnících žen a varlata mužů.

Zdroj: pixabay.com

K produkci gamet dochází prostřednictvím procesu buněčného dělení zvaného meióza. V tomto procesu se vytvoří čtyři buňky nebo gamety, které mají polovinu chromozomů (N = haploid), které má somatická buňka (2N = diploid). Zygota má polovinu chromozomů od matky a druhou polovinu od otce. Proto je diploidní.

Znalosti o tom, jak se vyskytuje normální vývoj embrya a plodu, ao příčinách kojeneckých vad při narození, pomáhají zvyšovat pravděpodobnost normálního vývoje. Například je nyní možné opravit určité defekty plodu chirurgicky.

Historie embryologie

Embryologie ve starověku a do středověku

V roce 3000 a. C., Egypťané si mysleli, že bůh slunce, Aten, vytvořil v ženě klíček, semeno v muži a dal život dítěti uvnitř ženy.

V roce 1416 C., hindské pojednání o embryologii, psané v Sanskritu, popisuje, že jednoho dne po pohlavním styku se vytvoří embryo (Kalada), po kterém následuje tvorba vezikulu (po 7 nocích), pevná hmota (po jednom měsíci), hlavě (po dvou měsících) a končetinách (po třech měsících).

Pythagoras (570–495 př.nl) navrhl, aby otec poskytl základní vlastnosti potomstva, který je známý jako „spermismus“. Hippokrates, 460–377 a. C., uvedl, že vývoj kuřecího embrya může být podobný vývoji u člověka.

Aristoteles (384–322 př.nl) napsal pojednání o embryích kuřat a jiných zvířat. Z tohoto důvodu je považován za zakladatele embryologie.

Claudius Galenus (129–216 př.nl) napsal pojednání o tvorbě plodu, které popisuje struktury, jako je placenta, amnión a alantois.

Samuel-el-Yehudi, ~ 200 nl, popisuje vývoj embrya rozlišením šesti stádií, od beztvarého embrya po plod.

Embryologie od renesance do 18. století

Leonardo da Vinci (1452–1519) pitváním dělohy těhotné ženy vytvořil velmi přesné kresby plodu.

William Harvey (1578–1657) věřil, že spermie vstoupilo do dělohy a proměnilo se, proměnilo se v vajíčko a poté na embryo.

Marcello Malpighi (1628–1694) a Jan Swammerdam (1637–1680) poskytli prostřednictvím mikroskopických pozorování informace, které postulovali, podporující teorii preformismu, která navrhuje, že sperma obsahuje celé lidské bytosti.

Regnier de Graaf (1641–1643), rozřezal a pozoroval vaječníky různých druhů savců, včetně lidí, popisující corpus luteum (Graafův folikul).

Casper Friedrich Wolff (1733–1794) ve své publikaci Teorie generace z roku 1759 argumentoval, že orgány těla neexistují před těhotenstvím, ale jsou formovány ve fázích z nediferencovaného materiálu.

Lázaro Spallanzani (1729–1799) provedl in vitro fertilizační testy u obojživelníků a inseminaci u psů, přičemž dospěl k závěru, že oocyty a sperma jsou nezbytné k zahájení vývoje jedince.

Heinrich Christian Pander (1794–1865) pozoroval časný vývoj embryí kuřat a popsal tři zárodečné vrstvy: ektoderm, mesoderm, endoderm.

Moderní embryologie

Karl Ernst von Baer (1792–1876) tvrdil, že sperma obsahovalo miliony pohybujících se buněk, které nazval spermatozoa. Kromě toho objevil oocyty vaječníků savců, zygota ve vejcovodech a blastocystu v děloze. Z tohoto důvodu je považován za zakladatele moderní embryologie.

Hans Spemann (1869–1941) představil koncept indukce ve vývoji embrya, podle kterého identita určitých buněk ovlivňuje vývoj dalších buněk v jejich prostředí. V roce 1935 získal Spermann Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

Patrick Steptoe (1913–1988) a Robert Edwards (1925–) byli gynekologové a vědci, kteří umožnili narození Louise Brownové v roce 1978, prvního dítěte produkovaného oplodněním in vitro.

Edward Lewis (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) a Eric F. Wieschaus (1947–) získali v roce 1995 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za objev genů, které kontrolují embryonální vývoj.

Ian Wilmut (1944–) a jeho kolegové jako první přenesli jádro diferencované dospělé buňky a vytvořili klon savce, ovce jménem Dolly, která se narodila v roce 1996.

Odvětví embryologie

Embryologie se dělí na obecnou embryologii, systémovou embryologii, popisnou embryologii, srovnávací embryologii, experimentální embryologii, chemickou embryologii a teratologii.

Obecná embryologie

Studium vývoje od oplodnění a tvorby zygotu, přes tvorbu a implantaci blastocysty, tvorbu embryoblastů, až po tvorbu embryí. Tyto události trvají osm týdnů a dělí se na pre-embryonální a embryonální období.

Systémová embryologie

Studium vývoje orgánů a systémů během stadia embrya.

Popisná embryologie

Studie, od přímého pozorování a popisu, vývojových stadií embrya.

Srovnávací embryologie

Porovnání vývoje embryí různých druhů zvířat. Toto odvětví souvisí s komparativní a integrativní biologií, která v devadesátých letech vedla k biologii evolučního vývoje, známého jako evo-devo.

Experimentální embryologie

Pokusy s laboratorními zvířaty (potkani, myši, obojživelníci atd.) Za účelem studia embryonálního vývoje.

Chemická embryologie

Biochemická studie blastocysty, embrya a plodu až do okamžiku narození.

Teratologie

Studium účinku infekčních agens, chemických látek, záření a dalších vnějších faktorů, které mění morfologii a funkci plodu.

Lidská embryologie

U lidí byly popsány tři fáze prenatálního vývoje: 1) pre-embryonální období, od početí do druhého týdne; 2) období tvorby embryí od druhého do osmého týdne; 3) období plodu, od devátého týdne po narození.

Prenatální vývoj člověka obecně zahrnuje vytvoření: 1) embrya; 2) placenta; 3) membrány plodu; 4) tělesné dutiny a bránice; 5) svalová, kosterní, dýchací, kardiovaskulární, zažívací, močová, reprodukční a nervová soustava; 6) hlava a krk; 7) oči a uši.

Klíčové fáze embryologického vývoje

Tvorba embrya, placenty a membrán plodu

Jakmile se zygota vytvoří, začne se dělit mitózou a zvyšuje počet buněk bez zvětšení jejich velikosti. Buňky zygoty se nazývají blastomery. Když je dosaženo 12 buněk, vytvoří se morula. Pak se vytvoří blastocysta, což je dutá koule naplněná tekutinou.

Blastocysta má na jednom pólu vnitřní buněčnou hmotu. Je obklopen tenkou vrstvou buněk zvanou trofoblast, která je zodpovědná za připojení k děložní stěně a nakonec tvoří fetální část placenty.

Embryo obklopují amniotické a chorionické dutiny. Její stěny tvoří membrány plodu. Vnitřní buněčná hmota tvoří gastrulací disk bilaminarního embrya tvořeného epiblastem (později ektoderm) a hypoblastem (později endoderm). Ektoderm rozlišuje a tvoří třetí vrstvu: mesoderm.

Mezoderm tvoří mezi jinými strukturami kosti, pojivovou tkáň, chrupavku, kardiovaskulární, lymfatické a reprodukční systémy, ledviny, dermis kůže. Ektoderma tvoří nervový systém. Endoderm tvoří gastrointestinální trakt, plíce a dýchací trakt.

Do osmi týdnů se již většina orgánů a systémů vytvořila, ale jsou nezralé.

Tvoření tělních dutin a bránice

Ve čtvrtém týdnu má embryo trojrozměrný tvar a vykazuje skládání v důsledku tvorby střevní trubice. Uvnitř embrya se vytvoří coelom nebo uzavřená dutina, která vznikla somatickými a viscerálními vrstvami laterální desky mezodermu.

Somatická mezodermální vrstva tvoří parietální serózní membránu, zatímco splanchnická mezodermální vrstva tvoří viscerální serózní membránu. Když se embryo složí, ztratí se spojení s chorionickou dutinou a vytvoří se dutina, která vede z pánevní oblasti do hrudní oblasti.

Coelom způsobuje vznik perikardiální, pleurální a peritoneální dutiny. Příčný přepážka dělí dutinu na dvě: hrudní a břišní (nebo pobřišnice). Komunikace mezi oběma dutinami je však udržována prostřednictvím perikardioperitoneálních kanálů, které mají své vlastní membrány.

Nově pojmenované membrány dělí hrudní dutinu na perikardiální dutinu a pleurální dutinu a nazývají se pleuroperikardiální záhyby. Od dvacátého prvního dne do osmého týdne se vytvářejí dutiny.

Membrána je tvořena hlavně z příčné přepážky a pleuroperitoneální membrány. Příčný přepážka vzniká na krční úrovni kolem dvacátého druhého dne. Dostává svou inervaci ze spinálních nervů C3 - C5.

Cvičení svalového, kosterního, dýchacího a kardiovaskulárního systému

Většina svalu pochází z paraxiální mezodermy. Tvoří se tři typy kosterního svalu, hladké a srdeční. Kosterní sval pochází z somitů, somatopleurické vrstvy laterální destičky a nervového hřebenu. Hladké svalstvo vnitřnosti. Gastrointestinální trakt a srdeční sval splanchnické mezodermy.

Mesoderm tvoří většinu kostí a chrupavek. Sklerotomové buňky tvoří jednotlivé obratle. Při vývoji lebky se tvoří dvě části: neurokranium a viscerokranium. Žebra jsou vytvořena z osifikace chrupavkových prekurzorů. Osifikace dlouhých kostí označuje konec embryonálního období.

Vývoj dýchacího systému je rozdělen do pěti fází: 1) embryonální, počáteční pupen a větvení; 2) pseudoglandulární, plné větvení; 3) kanylové, terminální bronchiální trubice; 4) přicházejí do styku sakulární, terminální vaky a kapiláry; 5) alveolární, 8 měsíců, kompletní vývoj hematoencefalické bariéry.

Vývoj kardiovaskulárního systému začíná tvorbou srdeční trubice. Poté dojde k septaci, oddělení do síní, komor a velkých cév. Září zahrnuje vytvoření dvou septa, které nejsou až do narození úplně uzavřeny.

Tvorba trávicího, močového, reprodukčního a nervového systému

Vývoj zažívacího systému začíná, když se zárodečné vrstvy časného embrya skládají laterálně a cefalokudálně. To tlačí vitellinovou membránu do embrya, čímž se vytvoří střevní trubice, která se dělí na přední (budoucí hltánek), střední (budoucí jícen) a zadní (budoucí duodenum, střevo, tlusté střevo a anální kanál).

Močový a reprodukční systém lze považovat za jeden, protože mají společný embryologický původ a sdílejí společné kanály. Oba systémy se vyvíjejí z mezodermu, který tvoří urogenitální hřeben, rozdělený na nefrogenní šňůru a hřeben gonád.

Nefrogenní šňůra vede k pronephros, mesonephros a metanephros, které jsou zapojeny do tvorby ledvin. Genitální systém se vyvíjí z hřebenu gonád. Vývoj reprodukčního systému žen nebo mužů závisí na dvojici pohlavních chromozomů.

Nervový systém se vyvíjí ve třetím týdnu od ektodermy. Zpočátku se vytvoří nervová trubice, jejíž záhyby tvoří nervový hřeben. Mícha je tvořena, která má tři vrstvy: neuroepiteliální, plášť, okrajová zóna. Následně se vytvoří váčky telencefalonu, diencephalonu, midbrainu, metancefalonu a midbrainu.

Vývoj hlavy, krku, očí a uší

Většina hlavy a krku je tvořena hlenovými oblouky, vaky a drážkami a také z hltanu. Tyto struktury tvoří faryngeální aparát a dávají embryu výrazný vzhled ve čtvrtém týdnu vývoje.

Hrtanové oblouky jsou tvořeny mesomerní mesodermou a buňkami nervového hřebenu, které se diferencují na: 1) svaly a tepny; 2) kosti a pojivové tkáně. Faryngeální vaky sestávají z invazací endodermu, které ohraničuje předek.

Faryngální sulci sestávají z invazací ektodermy. Je umístěn mezi faryngeálními oblouky. Faryngeální membrány jsou tvořeny ektodermem, mesodermem a endodermem. Jsou umístěny mezi faryngeálními oblouky.

Ucho se skládá z: vnitřního ucha, středního ucha, vnějšího ucha. Čtvrtým týdnem se vnitřní ucho vyvíjí z ušní desky ektodermu, která invaginuje a tvoří utriculární a sakulární část. Střední a vnější uši jsou odvozeny od prvních faryngeálních oblouků a od neurogliálních buněk.

Oči pocházejí z optického váčku, který se tvoří z postranní části předního mozku začátkem čtvrtého týdne.

Reference

1. Amundson, R. 2005. Měnící se role embrya v evolučním myšlení: struktura a syntéza. Cambridge, Cambridge.
2. Coward, K., Wells, D. 2013. Učebnice klinické embryologie. Cambridge, Cambridge.
3. Dudek, RW 2014. Embryologie. Wolters Kluwer, Philadelphia.
4. Lambert, HW, Wineski, LE 2011. Lippincottova ilustrovaná recenze anatomie a embryologie. Wolters Kluwer, Philadelphia.
5. Lisowski, F. P, ​​Oxnard, CE 2007. Anatomické pojmy a jejich odvození. World Scientific, Singapur.
6. Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embryologie: ilustrovaný barevný text. Churchill Livingstone, Edinburgh.
7. Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013. Vývoj člověka: klinicky orientovaná embryologie. Saunders, Philadelphia.
8. Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016. Před narozením: základy embryologie a vrozené vady. Elsevier, Philadelphia.
9. Singh, V. 2012. Učebnice klinické embryologie. Elsevier, New Deli.
10. Webster, S., de Wreede, R. 2016. Embryologie v kostce. Wiley, Chichester.