Embryologie

HC 1: Inleiding Anatomie

1

HC 2: Zygote, klieving en gastrulatieWeek 1-2: bevruchte eicel (= zygote), implantatie

Dag 3: morula-stadiumDag 4½: blastocyst met blastocoel (blastocystholte)

Week 2-3: vorming 3-bladige kiemschijfWeek 4-8: organogenese (aanleg van organen)Week 9-38: rijping en groei

Zygote, morula, blastocyst & holtesBevruchting klievingen in de zygote: blastomeren ontstaan, het klompje heet een morula.De eerste celdelingen vinden plaats in de eileider. Daarna gaat het pas naar de baarmoeder. In de morula wordt een vochtholte gevormd die omgeven wordt door cellen. Aan een zijde van de morula slaat er een extra cellenophoping neer. Nu heet het een blastocyst. De blastocyst implanteert in de baarmoederwand.

De blastocoel (blastocystholte) wordt de dooierzak.Inner cell mass = embryoblast = hypoblast + epiblast (2-bladige kiemschijfhieruit vorming embryo)

en dooierzak + amnionholte (holte in epiblast met vruchtwater)Outer cell mass = trofoblast (hieruit ontwikkelen de placenta en vliezen).

Sommige trofoblastcellen smelten samen tot het syncitiotrofoblast, de rest vormt de cytotrofoblast.Dag 12: chorionholte vormt zich door het splitsen van het extra-embryonale mesoderm.

Chorionholte: ectoderm + mesoderm (uit het extra-embryonale mesoderm)Amnionholte: ectoderm + mesoderm (uit de epiblast)Dooierzak: endoderm + mesoderm (uit de blastocoel)

2

Eieren & klievingenZoogdier miolecitaal ei aequale klievingVogel megalecithaal ei discoidale klievingAmfibie mesolecithaat ei inequale klieving: ongelijk, vegetatieve pool (grote

cellen; daar veel meer dooier) vs. animale pool.

GastrulatieDoor vermeerdering van de cellen worden ze verspreid. De cellen migreren en botsen in de middellijn. Daardoor worden ze weggedrukt naar beneden. Er ontstaat een primitieve groeve (met vooraan de primitieve pit/knop van Hensen):

begin gastrulatie/ingressie: 2-bladige 3-bladige kiemschijf.1e golf hypoblast endoderm, onderop2e golf epiblast mesoderm; tussen (intra-embryonaal mesoderm)3e golf epiblast ectoderm; bovenop.Door fusie ectoderm met endoderm (buitensluiting mesoderm) ontstaan membranen, waar dus geen mesoderm is:

1. oropharyngeale membraan: de toekomstige mondholte.2. cloacalis membraan: het urine en anale stelsel worden vanuit daar gevormd en bij

de mens wordt deze plek dus nog gesplitst.

Onder de primitieve groeve ontstaat, door uitbreiding van de primitieve knoop, de chorda dorsalis. Hierdoor gaat de primitieve streek in regressie. De buis is compleet bij dag 20, fuseert met endoderm, gaat dan loslaten en tegelijk een massieve staaf vormen.De chorda dorsalis kan inducerende stoffen afgeven voor vorming van wervels (uit paraxiaal mesoderm) en centraal zenuwstelsel (ectoderm).

Bij gastrulatie worden de belangrijkste lichaamsassen vastgelegd:craniaal/caudaal mediaal/lateraaldorsaal/ventraal (ectoderm = dorsaal, endoderm = ventraal)

3

Nodal + Lefty genen zijn betrokken bij links/rechts asymmetrie.- alleen links in lateraal plaat mesoderm hartkromming naar links- alleen rechts dan situs inversus: alle organen aan andere kant dan normaal

Lim-1 zorgt voor de inductie van de craniale regio.Brachyury en bmp-4 zorgen voor de inductie van caudale regio (incl. de nieren).

Zoogdier miolecithaal ei aequale klievingVogel megalecithaal ei discoidale klievingAmfibie mesolecithaal ei inaequale klieving

Gastrulatie amfibieAnimaal: micromeren ectoderm en mesodermVegetatief: macromeren endodermDe micromeren verplaatsen naar de vegetatieve pool, gaan daar naar binnen bij de dorsale oermond mesoderm, daartegen komt het ectoderm en endoderm.Dorsale oermondlip: hier wordt de toekomstige oerdarm gevormd, omgeven door het endoderm.

Uit 1 cel kunnen dus verschillende celtypen ontstaan, afhankelijk van polariteit (ook zwaartekracht) verschil in omgeving

4

genregulatie eiwittenHC 3: Mesoderm differentiatieMesoderm differentieert in, van mediaal naar lateraal [ezb: apilce]:

axiaal mesoderm vormt chorda dorsalis (precies in middenlijn) paraxiaal mesoderm

o hoofd mesoderm uit somitomeren, vormt dwarsgestreept spierweefsel gezicht, kaak, keel en bindweefsel

o somieten intermediair mesoderm nieren, deel inwendig genitaalstelsel lateraal plaat mesoderm

o pariëtaal blad(/somatisch) sereuze vliezen over lichaamsholten, skeletelementen, dermis ledematen

o visceraal (/splanchisch) sereuze vliezen over organen, glad spierweefsel, bloedvaten, lymfevaten, milt, bindweefsel (tegen endoderm aan)

cardiogeen mesoderm vormt hart (ligt boven het oropharyngeale membraan, dus op de hoogte van axiaal mesoderm, maar veel cranialer, dus niet op rij met de overige)

( extra-embryonaal mesoderm, naar caudaal, voor amnion, dooierzak en allantois)

In lateraal plaat mesoderm ontstaan holten; het intra-embryonaal coeloom.Intra- en extra-embryonale coelomen zullen fuseren.De toekomstige neurale plaat ligt lateraal en craniaal t.o.v. de primitief streep [pijltjes plaatje boven].Ectodermale neurale lijstcellen liggen eromheen.

Chorda dorsalisDe chorda dorsalis geeft stevigheid.

Vorming centraal deel van de tussenwervelschijven. Hij scheidt inducerende substanties af;

inductie naastgelegen cellen tot vorming van:o wervels (uit paraxiaal mesoderm)o centraal zenuwstelsel (uit ectoderm)

5

SomietenOok zorgt de chorda dorsalis voor dedifferentiatie van de somieten.We hebben 37 paar somieten:

4 occipitaal8 cervicaal > ledematen12 thoracaal > ledematen5 lumbaal5 sacraal3 coccygeaal

[ezb: octlsc/occi cervithor lumsaccoc => …]

Somieten: blokjes weefsel, vorming dag 20-30 van craniaalnaar caudaal, flankeren chorda dorsalis. Zorgen ook voorledematen (paar 5-24). Spinale zenuwen innerveren(= voorzien van zenuwwerking) de structuren uit dezelfde somiet.

Dag 21-25: vorming van de somieten.Somieten differentiëren o.i.v. de chorda dorsalis allemaal in 3 delen [ezb: sclero-dermyo]:

Sclerotoom komt om de chorda dorsalis heen; o.i.v. inducerende substanties van: o de chorda dorsalis wervellichaam, o neuraal weefsel wervelboog. o 8 cervicale somieten vormen 7 wervels door segmentatie v/d

somieten; onderste en bovenste versmelten (de chorda dorsalis vormt de nucleus pulposus).

Dermatoom huid; elke spinale zenuw innerveert dat deel van de huid van hetzelfde segment.

Myotoom meerdere vormen één spier, dus innervatie minder goed gesegmenteerd. Myotoom splitst op in epimeer en hypomeer.

o epimeer omhoog, diepe rugspieren.o hypomeer omlaag, overige spieren in romp en ledematen.

6

HC 4: Ontwikkeling van het zenuwstelsel INeurale plaat en neurulatieDe chorda dorsalis geeft inducerende substanties af naar boven, waardoor ectodermale cellen migreren en differentiëren en een plaat neuro-ectoderm vormen (craniaal caudaal). Dit is het ontstaan van de neurale plaat.Neurale inductie: (geïnduceerd door primitieve knoop) in eerste instantie wordt er een neurale plaat gevormd die plat is. Deze verlengt: langer en smaller. Door de groei ontstaan een neurale groeve en neurale wallen.Neurulatie, vorming neurale buis: uiteindelijk wordt de neurale buis door fusie van de plaat gevormd en groeit er ectoderm overheen. Nu is het embryo weer geheel afgesloten. De neurale buis bestaat uit neuraal plaat ectoderm.

1. vorming neurale plaat

2. vorming neurale groeve

3. vorming neurale wallen

4. fusie neurale wallen

(5. vrijkomen neurale lijstcellen)

Sluiting neurale buisDag 22: De sluiting start ter hoogte van de eerste 5 somieten. Dit gedeelte is cervicaal

gelegen (in de hals) en wordt de hersenen.Dag 24: Het gedeelte craniaal wordt gesloten. Het begin van deze sluiting begint gelijk met de

caudale sluiting.Dag 26: De neurale buis wordt caudaal gesloten.

Binnenin de buis gaat zich speciaal weefsel vormen. Dit weefsel gaat hersenvloeistof, liquor (cerebrospinales), produceren. Het brede craniale deel van de neurale buis gaat het brein vormen en de smalle caudale delen het ruggenmerg (worden steeds groter).

7

Neurale buis defecten (lage sluitingsdefecten):Spina bifida = gespleten wervelkolom; wervelboog (gedeeltelijk) niet gevormd.

A. Spina bifida occulta: Één wervelboog is niet geheel gevormd. Hier heb je meestal geen last (gesloten defect) van. Er kan haar op de huid daar groeien.Spina bifida aperta (open defect):

B. Meningo-cele: Meerdere wervelkolommen afwezig en hierbij is een vlies zonder ruggengraat naar buiten ontstaan.

C. Meningo-myelo-cele: Meerdere wervelkolommen afwezig en hierbij is een vlies met ruggenmerg naar buiten ontstaan.

D. Myeloschisis: Hierbij is geen neurale buis gevormd. Het neurale weefsel ligt hier op het oppervlak, eventueel sensibele stoornis onder het defect.

Craniale neurale buis defecten (hoge sluitingsdefecten):Ditzelfde kan ook aan het hoofd gebeuren, bij de hersenen.

Meningo-cele: Schedel wordt achter niet goed gevormd, waardoor het niet goed(gesloten defect) is gesloten. Een vlies (meningo) zonder hersenen met naar buiten.

Meningo-encephalo-cele: Zelfde als meningocele, maar dan een vlies met hersenen dat (gesloten defect) naar buiten is gegroeid.

Anencephaly: Hersenen zijn open en bloot. De voorkant is niet goed ontwikkeld (buis niet (open defect) gesloten), waardoor er geen schedeldak is gevormd. Deze baby’s hebben

hele grote ogen (lijkt, niet echt).

8

Secundaire neurulatieBij het sluiten van de buis migreren de neurale lijstcellen, die zich op de neurale wallen bevinden naar de rest van het lichaam. De lijstcellen maken dus geen deel uit van de gesloten buis.De neurale lijstcellen gaan veel verschillende structuren vormen:

Zachte hersencellen, ganglia, neuronen, Schwanncellen, gehoorbeentjes,melanocyten in de huid, scheiding tussen ventrikels van de beide hartkamers,schedelplaten, deel van de tanden enz.

Voor-, midden- en achterhersenen zijn resp.prosencephalon, mesencephaleonen rhomencephalon.

Ontwikkeling ruggenmergSensibele neuronen ontstaan uit de dak/vleugelplaat.Motorische neuronen ontstaan uit de basaalplaat.

9

Ruggenmerg & ruggenmergzenuwenEen spinale zenuw is een gemengde zenuw enbevat dus zowel motorische als sensibele zenuwvezels. Radix ventralis bevat motorische vezels. Radix dorsalis bevat sensorische vezels. Ramus ventralis bevat motorische en sensorische vezels. Ramus dorsolis bevat motorische en sensorische vezels.

Visceromotorische neuronen (AZS: autonoom zenuwstelsel):Sympatisch: laterale hoorn ruggenmerg Th1-L2Parasympatisch: hersenstam en laterale hoorn ruggenmerg S2-S4

Ruggenmergsegmentwervellichaam: ventraalwervelboog: dorsaal

Grijze stof: centraal, bevat decellichamen van de zenuwcellen, de dendrieten ende korte axonen.Witte stof: om de grijze stof,bevat de lange gemyeleniseerde axonen.

Tussen de 1e en 2e lumbale wervelseindigt het ruggenmerg van de mens.De dura mater en de arachnoid lopendoor tot het sacrale gebied.De cauda equina (‘paardenstaart’) bestaatuit dorsale en ventrale wortels.De subarachnoïdale ruimte is de ruimtetussen de arachnoid en de pia mater en daarin bevindt zich liquor.

10

HC 5: Embryonale kromming, vorming lichaamsholtenDe krommingsprocessen vinden in twee richtingen plaats. De cranio-caudale kromming (lengte) en de laterale kromming (breedte). Hierbij worden lichaamsholten, de oerdarm en de hartbuis gevormd. Notochord, neurale buis en somieten verstijven de dorsale as, zodat kromming aan de randen gebeurt.

Septum transversum = middenrif/diafragmaConnecting stalk = hechtsteel, navelstrengNavelstreng = dooierzak + hechtsteel

Cranio-caudale kromming (lengte)Deze kromming brengt hart, mondholte en diafragma op de goede plek. De verbinding met de dooierzak wordt steeds kleiner. De dooierzak zelf is bij mensen niet zo belangrijk en wordt daarom ook snel kleiner.Het hart en het septum transversum moeten naar beneden.Het septum transversum wordt het diafragma.

Craniaal komen: oropharyngeaal membraan, hart en septum transversum.

Caudaal komen: cloacaal membraan, hechtsteel en allantois.

Craniaal ontstaat de cardiogene area, deze gaat verplaatsen (net als het septum transversum, caudaal hiervan) naar de borst door groei van de neurale plaat: de craniale rand vouwt om. Hierbij komt het oropharyngeale membraan in de mondregio.

Het hart komt meer dorsaal en gaat uitstulpen in de pericardholte.

De allantois komt deels in de navelstreng en komt door kromming meer naar binnen te liggen. Dit wordt het bovenste deel van de blaas.

Umbilical cord: hieronder ligt de navelstreng.Ductus fitelines: de darm is hiermee eerst verbonden met de navelstreng, maar op een gegeven moment wordt dit gesloten.

11

Laterale kromming (breedte) Hierbij worden lichaamsholten gevormd

(intra-embryonaal coeloom). Er is vorming tot een cilinder van het embryo. De darmbuis sluit. Vorming van de primitieve pericardholte.

DarmbuisWeek 4: Amnion groeit naar elkaar toe, waarbij de dooierzak wordt teruggedrongen. Uiteindelijk fuseert dit endoderm en is de dooierzak omgevormd tot de darmbuis, welke bestaat uit endoderm. Om de darmbuis heen komt visceraal blad door fusie. Dit vormt zo de ophangband wordt voor de darm: dorsaal mesenterium. Deze dient voor ophanging (beweging geen knopen) en bloedvoorziening. Daaromheen fuseert het pariëtale blad.Gevolg: het embryo zwemt in amnionvloeistof.

Stoornissen in ventraal sluitingsprocesTijdens de embryonale ontwikkeling spelen proteases een rol bij de activatie en turnover van vele belangrijke regulatoire eiwitten.Furine speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van het hart en het ventrale sluitingsproces. Zo kunnen furinedeficiënte muizenembryo’s niet sluiten bij de krommingen.

Pericardholte en pleuraholten

12

Het hart wordt gevormd uit twee buisjes die naar elkaar toe komen. Rondom het hart krijg je de primitieve pericardholte.

Primitieve pericardholte bekleed door pariëtaal blad.Hart bekleed door visceraal blad.

Het coeloom nu- primitieve pericardholte, - 2 toekomstige pleuraholten - 2 toekomstige peritoneale holten.

In week 5 worden de pleurale (groen, boven) en de pericard (roze) holten gescheiden door septa, (pleuropericardiale plooien) welke gaan fuseren met voordarm mesenchym.Dat verdeelt de primitieve pericardholte in 3 delen: een pericardholte (roze, onder) en 2 pleurale holten. De pleuroperitoneale membranen fuseren met het septum transversum, wat de kanalen afsluit. Nu zijn de pleuraholten gescheiden van de peritoneaalholte.

De peritoneaalholte ontstaat door sluiting van de laterale randen en is omgeven door pariëtaal mesoderm en om de darmbuis visceraal mesoderm.

epicard = pericardium serosum (visceraal)pericard = pericardium serosum (pariëtaal) + pericardium fibrosum

DiafragmaHet diafragma is een afscheiding tussen borstholte en buikholte. De nervus phrenicus innerveert (= voorzien van zenuwwerking)het diafragma. Het diafragma bestaat uit: septum transversumDan zijn er nog openingen van de pericardioperitoneale kanalen,deze worden gesloten door:

pleuroperitoneale membranen mesoderm lichaamswand (pariëtaal) mesenchym rond oesophagus

De openingen in het diafragma zijn:In het spierdeel: aorta (sterk genoeg om niet dichtgeknepen te worden)In het spierdeel: oesophagus (slokdarm)In het peesdeel: vena cava inferior (geen spierkracht erop, anders wordt de vena dichtgeknepen)

Hernia diafragmatica

13

Het diafragma is links of rechts open, omdat het pleuroperitoneale membraan niet goed gesloten is. Delen van de darm kunnen omhoog gaan, waardoor de longen niet goed kunnen ontwikkelen. Het pleuroperitoneale membraan sluit links minder snel (want daar is een groter pericardioperitoneaal kanaal) en later, daarom is zo’n hernia vaak links.

LongenWanneer het hart al gevormd is, gaan de longen zich ontwikkelen rond dag 22.

De longen ontwikkelen zich vanuit de darmbuis, uit een longknopje. Het longknopje splitst in tweeën: linker en rechter bronchiale knop. En

het stuk darmbuis ontwikkelt zich tot trachea en larynx. Verdere vertakking van de knoppen rechts 3 knoppen en links 2

knoppen (op het eind dus ook: rechts 3 lobben, links 2). Bij de derde splitsing krijg je de verdeling in segmenten (rechts 10

segmenten en links 8). Elk segment heeft zijn eigen vascularisatie. De primitieve alveoli groeien uit tot alveoli (longblaasjes).

De rijping vindt plaats in week 36 tot in de eerste levensjaren.Bij 28-36 weken is het epitheel heel erg dik. Bij de verdere rijping wordt dit dunner. Hierdoor is er meer contact met het bloed mogelijk betere gasuitwisseling.

14