EMBRYOLOGI: HISTORIA, STUDIEOMRÅDE OCH GRENAR - BIOLOGI - 2025

Den embryologi (från grekiska: Embryonen = frukt i livmodern, logos = fördraget), djur (inklusive människor), är studiet av alla frågor som rör utveckling, eftersom bildandet av zygot till födseln.

Utvecklingen börjar när ett ägg befruktas av en spermier och bildar en zygot. Ägg och spermier är gameter. De bildas genom gametogenes i äggstockarna hos kvinnor och testiklarna hos män.

Källa: pixabay.com

Produktionen av gameter sker genom en process med celldelning som kallas meios. I denna process bildas fyra celler eller gameter som har halva kromosomerna (N = haploid) som en somatisk cell har (2N = diploid). Zygoten har hälften av kromosomerna från modern och den andra hälften från fadern. Därför är det diploid.

Kunskap om hur normal utveckling av embryot och fostret inträffar och om orsakerna till spädbarnsdefekter vid födseln hjälper till att öka sannolikheten för normal utveckling. Till exempel är det nu möjligt att korrigera vissa fosterfel genom operation.

Embryologins historia

Embryologi i antiken och fram till medeltiden

År 3000 a. C., Egypterna trodde att solens gud, Aten, skapade en grodd i kvinnan, ett frö i mannen och gav liv till barnet inne i kvinnan.

År 1416 a. C., ett hinduistiskt avtal om embryologi, skriven på sanskrit, beskrev att en dag efter det sexuella mötet bildas ett embryo (Kalada), som följs av bildandet av en vesikel (efter 7 nätter), en fast massa (efter en månad), huvudet (efter två månader) och lemmarna (efter tre månader).

Pythagoras (570–495 f.Kr.) föreslog att fadern tillhandahöll de väsentliga egenskaperna hos avkomman, som kallas "spermism." Hippokrates, 460–377 a. C. konstaterade att utvecklingen av kycklingembryot kan likna människans.

Aristoteles (384–322 f.Kr.) skrev en avhandling om embryon från kycklingar och andra djur. På grund av detta anses han vara grundaren av embryologi.

Claudius Galenus (129–216 f.Kr.) skrev en avhandling om bildandet av fostret och beskrev strukturer som morkakan, amnion och allantois.

Samuel-el-Yehudi, år 200 e.Kr., beskrev utvecklingen av embryot genom att skilja sex stadier, från ett formlöst embryo till ett foster.

Embryologi från renässansen till 1700-talet

Leonardo da Vinci (1452–1519), genom att dissekera livmodern till en gravid kvinna, gjorde mycket exakta ritningar av fostret.

William Harvey (1578–1657), trodde att spermier kom in i livmodern och metamorfoserade, förvandlade till ett ägg och sedan ett embryo.

Marcello Malpighi (1628–1694) och Jan Swammerdam (1637–1680), genom mikroskopobservationer, gav information som de postulerade stödde preformismteorin, som föreslog att sperma innehöll hela människor.

Regnier de Graaf (1641–1643), dissekerade och observerade äggstockarna hos olika arter av däggdjur, inklusive människor, och beskriver corpus luteum (Graafian follicle).

Casper Friedrich Wolff (1733–1794) hävdade i sin publikation Theory of Generation från 1759 att kroppens organ inte existerar före graviditeten, utan bildas i steg från odifferentierat material.

Lázaro Spallanzani (1729–1799), genomförde in vitro-befruktningstest på amfibier, och insemination hos hundar, och drog slutsatsen att oocyter och sperma är nödvändiga för att initiera utvecklingen av en individ.

Heinrich Christian Pander (1794–1865), observerade den tidiga utvecklingen av kycklingembryon och beskrev de tre kimlagren: ektoderm, mesoderm, endoderm.

Modern embryologi

Karl Ernst von Baer (1792–1876) hävdade att sperma innehöll miljoner rörliga celler, som han kallade spermatozoa. Dessutom upptäckte han oocyterna i däggdjurs äggstockarna, zygoten i äggledarna och blastocysten i livmodern. På grund av detta anses han vara grundaren av modern embryologi.

Hans Spemann (1869–1941) introducerade begreppet induktion i utvecklingen av embryot, enligt vilket identiteten för vissa celler påverkar utvecklingen av andra celler i deras miljö. Spermann fick Nobelpriset i fysiologi och medicin 1935.

Patrick Steptoe (1913–1988) och Robert Edwards (1925–) var gynekologer och forskare som möjliggjorde födelsen av Louise Brown 1978, det första barnet som producerades genom in vitro-befruktning.

Edward Lewis (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) och Eric F. Wieschaus (1947–) tilldelades Nobelpriset i fysiologi och medicin 1995 för deras upptäckt av gener som styr embryonal utveckling.

Ian Wilmut (1944–) och hans kollegor var de första som överförde kärnan i en differentierad vuxen cell för att producera en klon av ett däggdjur, fåren med namnet Dolly, som föddes 1996.

Filialer av embryologi

Embryologi är indelad i allmän embryologi, systemisk embryologi, beskrivande embryologi, jämförande embryologi, experimentell embryologi, kemisk embryologi och teratologi.

Allmän embryologi

Studie av utveckling från befruktning och zygotbildning, genom blastocystbildning och implantation, embryoblastbildning tills embryobildning. Dessa händelser sträcker sig över åtta veckor och är indelade i pre-embryonala och embryonala perioder.

Systemisk embryologi

Studie av utvecklingen av organ och system under embryonstadiet.

Beskrivande embryologi

Studera, från direkt observation och beskrivning, av embryonets utvecklingsstadier.

Jämförande embryologi

Jämförelse av utvecklingen av embryon från olika djurarter. Denna gren är relaterad till komparativ och integrativ biologi, som gav upphov på nittiotalet till biologin för evolutionär utveckling, känd som evo-devo.

Experimentell embryologi

Experiment med laboratoriedjur (råttor, möss, amfibier etc.) för att studera embryonal utveckling.

Kemisk embryologi

Biokemisk studie av blastocysten, embryot och fostret fram till födelsetidpunkten.

Teratology

Studie av effekten av smittämnen, kemiska ämnen, strålning och andra yttre faktorer som förändrar fosterets morfologi och funktion.

Mänsklig embryologi

Hos människor har tre stadier av prenatal utveckling beskrivits: 1) preembryoperiod, från befruktningen till den andra veckan; 2) period av embryobildning, från den andra till den åttonde veckan; 3) fosterperiod, från den nionde veckan till födseln.

I allmänhet innebär den prenatala utvecklingen av människan bildandet av: 1) embryo; 2) morkaka; 3) fostrets membran; 4) kroppshåligheter och membran; 5) muskulära, skelett-, andnings-, kardiovaskulära, matsmältnings-, urin-, reproduktions- och nervsystem. 6) huvud och nacke; 7) ögon och öron.

Avgörande stadier av embryologisk utveckling

Bildning av fosterets embryo, moderkakor och membran

När zygoten har bildats börjar den delas genom mitos och ökar antalet celler utan att öka deras storlek. Zygotens celler kallas blastomerer. När 12 celler nås bildas morulaen. Sedan bildar detta blastocysten, som är en ihålig sfär fylld med vätska.

Blastocysten har en inre cellmassa vid en pol. Det är omgivet av ett tunt lager celler som kallas trofoblasten, som är ansvarig för att fästa den på livmoderväggen och så småningom bilda den fosterliga delen av morkakan.

Amniotiska och kororiska håligheterna omger embryot. Väggarna bildar fostrets membran. Den inre cellmassan bildar, genom gastrulering, skivan till ett bilaminärt embryo, bildat av epiblasten (senare ektoderm) och hypoblasten (senare endoderm). Ektodermen differentierar och bildar ett tredje lager: mesodermen.

Mesoderm bildar ben, bindväv, brosk, hjärt-, lymfatiska och reproduktiva system, njurarna, hudens hud, bland andra strukturer. Ektodermen bildar nervsystemet. Endodermen bildar mag-tarmkanalen, lungorna och luftvägarna.

Efter åtta veckor har de flesta organ och system redan bildats, men är omogna.

Bildande av kroppshåligheter och membran

Under den fjärde veckan är embryot tredimensionellt i form och uppvisar en vikning som ett resultat av bildandet av tarmröret. En coelom, eller stängd hålighet, bildas inuti embryot som härrör från de somatiska och viscerala skikten på mesodermens sidoplatta.

Det somatiska mesodermala skiktet bildar det parietala serösa membranet, medan det splanchniska mesodermala skiktet bildar det viscerala serösa membranet. När embryot viker förloras föreningen med kororisk kavitet och ett hålrum bildas som går från bäckenområdet till bröstområdet.

Coelom ger upphov till perikardie-, pleural- och bukhålorna. Den tvärgående septum delar kaviteten i två: bröstkaviteten och bukhålan (eller bukhålan). Emellertid upprätthålls kommunikationen mellan båda håligheterna genom perikardioperitoneala kanaler, som har sina egna membran.

De nyligen nämnda membranen delar bröstkaviteten i perikardiala hålrummet och pleurahålan och kallas pleuropericardiala veck. Från den 21: e dagen till den åttonde veckan bildas håligheter.

Membranet bildas huvudsakligen från den tvärgående septum och pleuroperitoneala membran. Den tvärgående septum har sitt ursprung på livmoderhalsnivån runt tjugo-sekundersdagen. Den får sin innervering från C3 - C5-ryggmärgen.

Träning av muskel-, skelett-, andnings- och kardiovaskulära system

De flesta av musklerna kommer från paraxial mesoderm. Tre typer av skelettmuskler bildas, släta och hjärtade. Skelettmuskeln kommer från somiter, det somatopleuriska skiktet på sidoplattan och den neurala vapen. Innvattens släta muskler. Mag-tarmkanalen och hjärtmuskeln i den splanchnic mesoderm.

Mesoderm utgör de flesta av ben och brosk. Sklerotomcellerna bildar de individuella ryggkotorna. I utvecklingen av skallen bildas två delar: neurokran och viscerokran. Revbenen bildas från ossifikation av broskliga föregångare. Ossifikationen av de långa benen markerar slutet på den embryonala perioden.

Utvecklingen av andningsorganen är uppdelad i fem steg: 1) embryon, initial knopp och förgrening; 2) pseudoglandulär, full förgrening; 3) kanikulära, terminala bronkialrör; 4) saccular, terminala säckar och kapillärer kommer i kontakt; 5) alveolär, 8 månader, fullständig utveckling av blod-luftbarriären.

Utvecklingen av det kardiovaskulära systemet börjar med bildandet av hjärtröret. Sedan sker septation, separering i förmak, ventriklar och stora kärl. Septation innebär bildandet av två septa, som inte är helt stängda förrän födelsen.

Bildande av matsmältnings-, urin-, reproduktions- och nervsystemet

Utvecklingen av matsmältningssystemet börjar när groddskikten i det tidiga embryot viks i sidled och cephalocaudally. Detta skjuter äggulamembranet in i embryot och bildar därmed tarmröret, som är uppdelat i främre (framtida svalg), mitten (framtida matstrupen) och bakre (framtida tolvfingertarmen, tarmen, kolon och analkanal).

Urin- och reproduktionssystemen kan betraktas som ett eftersom de har ett gemensamt embryologiskt ursprung och de delar gemensamma kanaler. Båda systemen utvecklas från den mellanliggande mesoderm, som bildar urogenitalkammen, uppdelad i nefrogenkabeln och könen i gonaderna.

Den nefrogena sladden ger upphov till pronephros, mesonephros och metanephros, som är involverade i bildandet av njurarna. Könsorganet utvecklas från gonaderna. Utvecklingen av det kvinnliga eller manliga reproduktiva systemet beror på paret av könskromosomer.

Nervsystemet utvecklas under den tredje veckan från ektodermen. Ursprungligen bildas neuralröret, vars veck utgör den neurala vapen. En ryggmärg bildas som har tre lager: neuro-epitel, mantel, marginalzon. Därefter bildas bladerna i telencephalon, diencephalon, midbrain, metancephalon och midbrain.

Utveckling av huvud, nacke, ögon och öron

Huvuddelen av huvudet och nacken är utformad av svalgbågarna, säckarna och spåren, såväl som från svalghinnorna. Dessa strukturer bildar den faryngeala apparaten och ger embryot dess distinkta utseende under den fjärde utvecklingsveckan.

De pharyngeala bågarna bildas av mesomerisk mesoderm och celler i nervkransen, som differentierar respektive i: 1) muskler och artärer; 2) ben- och bindväv. Faryngeala säckarna består av invaginationer av endodermen som gränsar till den föregående.

Faryngeal sulci består av invaginationer av ektoderm. Det ligger mellan svalvbågarna. Faryngealmembranen består av ektoderm, mesoderm och endoderm. De är belägna mellan svalvbågarna.

Öra består av: inre örat, mellanörat, yttre örat. Under den fjärde veckan utvecklas det inre örat från den otiska plattan hos ektodermen, som invaginerar och bildar utrikulära och sacculära delar. De mellersta och yttre öronen härrör från de första svalgbågarna och från neuroglialceller.

Ögonen kommer från den optiska vesikeln, som bildas från den laterala delen av förhjärnan i början av den fjärde veckan.

referenser

1. Amundson, R. 2005. Embryonets förändrade roll i evolutionär tanke: struktur och syntes. Cambridge, Cambridge.
2. Coward, K., Wells, D. 2013. Textbook of clinical embryology. Cambridge, Cambridge.
3. Dudek, RW 2014. Embryologi. Wolters Kluwer, Philadelphia.
4. Lambert, HW, Wineski, LE 2011. Lippincott's illustrerade Q & A-granskning av anatomi och embryologi. Wolters Kluwer, Philadelphia.
5. Lisowski, F. P, ​​Oxnard, CE 2007. Anatomiska termer och deras härledning. World Scientific, Singapore.
6. Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embryologi: en illustrerad färgtext. Churchill Livingstone, Edinburgh.
7. Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013. Den utvecklande människan: kliniskt orienterad embryologi. Saunders, Philadelphia.
8. Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016. Innan vi är födda: väsentligheter från embryologi och födelsedefekter. Elsevier, Philadelphia.
9. Singh, V. 2012. Lärobok för klinisk embryologi. Elsevier, New Deli.
10. Webster, S., de Wreede, R. 2016. Embryology överblick. Wiley, Chichester.