Úvod do embryologie III Petr Vaňhara, UHE LF MU Oplození START! 6 • Adheze blastocysty • Diferenciace trofoblastu Implantace 1. týden 1 2 3 Rýhování 4 5 Blastogeneze • Dokončení implantace 87 9 10 11 12 13 Embryogeneze • Diferenciace embryoblastu • Vznik bilaminárního zárodečného disku • Založení amniové dutiny • Primární žloutkový vak • Extraembryonální mezoderm 2. týden 14 15 16 17 18 3. týden • Vznik trilaminárního zárodečného disku • Diferenciace epiblastu • Primitivní uzel a primitivní proužek • Vznik a diferenciace mezodermu • Diferenciace ektodermu a neuroektodermu • Somitogeneze 19 20 21 PRVNÍ UDÁLOSTI V LIDSKÉM ŽIVOTĚ 1. týden Závěr experimentu: všechny blastomery jsou stejné. PRVNÍ UDÁLOSTI V LIDSKÉM ŽIVOTĚ SÓLO PRO BLASTOMERY JAKÝ JE VÝVOJOVÝ POTENCIÁL BLASTOMER? 1. týden „inside-outside“ „cell polarity“ • Embryo s 16 buňkami je stále totipotentní – později (32), ale ztrácí plný vývojový potenciál  buňky jsou již determinované. PRVNÍ UDÁLOSTI V LIDSKÉM ŽIVOTĚ DETERMINACE BLASTOMER Mechanismus diferenciace 1-2. týden 5. den 6. den 7 1/2. den 8. den 9. den konec 2. týdne hypoblast epiblast syncytiotrofoblast amnion primární žloutkový vak extraembryonální mezoderm extraembryonální coelom cytotrofoblast lakuny VÝVOJ ZÁRODEČNÉHO DISKU amniová dutina amnion bilaminární disk žloutkový vak PRVNÍ UDÁLOSTI V LIDSKÉM ŽIVOTĚ BILAMINÁRNÍ ZÁRODEČNÝ DISK Epiblast Hypoblast Amniová dutina Syncytiotrofoblast Žloutkový váček 2. týden Cytotrofoblast Extraembryonální mezoderm Orofaryngová membrána Amnion Hypoblast Epiblast Žloutkový váček BILAMINÁRNÍ ZÁRODEČNÝ DISK Primitivní uzel Primitivní proužek 3. týden 16 den Primitivní uzel Primitivní proužek Neurální ploténka 18 den amniová dutina amnion bilaminární disk žloutkový vak 2. týden končí Epiblast Mezoderm Hypoblast Primitivní jamka Primitivní proužek Amnioblasty Žloutkový váček Primitivní proužek Primitivní jamka Kloaková membrána Orofaryngová membrána Amnion Chordomezodermový výběžek Vznik nových struktur TRILAMINÁRNÍ ZÁRODEČNÝ DISK PRIMITIVNÍ PROUŽEK A PRIMITIVNÍ JAMKA 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 3. týden začíná 14 Epiteliální buňka Mesenchymální buňka Entoderm Epiblast „Bottle cell“ 3. týden PRIMITIVNÍ PROUŽEK A PRIMITIVNÍ JAMKA Prechordová ploténka Primitivní proužek Primitivní jamka Kloaková membrána Orofaryngová membrána Amnion Chordomezodermový výběžek Neurální ploténka 3. týden TRILAMINÁRNÍ ZÁRODEČNÝ DISK Chordomezodermový výběžek PRIMITIVNÍ PROUŽEK A PRIMITIVNÍ JAMKA Žloutkový vak Primitivní jamka Extraembryonální mezoderm Zárodečný stvol Amnion Chordomezodermový výběžek Intraembryonální mezoderm Notochord Neuroektoderm Mezoderm Chordomezodermový výběžek Prechordová ploténka Allantois Notochord Lieberkühnův kanál Orofaryngová membrána Prechordová ploténka 17. den 18. den 19. den 3. týden PRIMITIVNÍ PROUŽEK A PRIMITIVNÍ JAMKA Primitivní proužek Primitivní jamka Epiblast Hypoblast Entoderm Migrující buňky Mezoderm Kraniálně Kaudálně Vznik nové buněčné populace - MEZODERMU 3. týden PRIMITIVNÍ PROUŽEK A PRIMITIVNÍ JAMKA NOTOCHORDDERIVÁTY MEZODERMU Konec druhého týdne Konec třetího týdne 3. týden Notochord indukuje diferenciaci ektodermu vzniká buněčný základ nervové soustavy - NEUROEKTODERM NEUROEKTODERMNEURULACE • Neurální ploténka • Neurální valy • Neurální trubice • Neurální lišta 3. týden NEURÁLNÍ TRUBICENEURULACE Entoderm a mezoderm produkují BMP4, který indukuje vznik epidermis. Notochord produkuje inhbitory BMP4 - noggin, chordin a follistatin (kraniálně) a wnt3a a FGF (kaudálně) - ektoderm diferencuje do neuroektodermu. NEURÁLNÍ TRUBICE A NEURÁLNÍ LIŠTANEURULACE 3-4. týden NEURÁLNÍ TRUBICE A NEURÁLNÍ LIŠTANEURULACE • Periferní nervový systém včetně enterických plexů • Enterochromaffiní buňky • Melanocyty • Kraniofaciální vazivo, svaly a chrupavky (faryngový aparát) • Odontoblasty • Dřeň nadledvin • ... NERVOVÁ TRUBICE MEZIOBRATLOVÁ PLOTÉNKAPOSTNATÁLNÍ NOTOCHORD 3. týden Primitivní jamka Primitivní proužek Primitivní proužek Primitivní jamka Prechordová ploténka Amnion Zárodečný stvol Extraembryonální mezoderm Intraembryonální mezodermŽloutkový vak Amnion Extraembryonální mezoderm Intraembryonální mezoderm Ektoderm Kloaková membrána Prechordová ploténka Orofaryngová membránaOrofaryngová membrána Laterální mezoderm Paraxiální mezoderm Chordomezodermový výběžek Anteriorní viscerální endoderm Notochord Primitivní proužek MEZODERMGASTRULACE A FLEXE EMBRYA SOMITYDERIVÁTY MEZODERMU 3-4. týden SOMITYDERIVÁTY MEZODERMU SOMITYDERIVÁTY MEZODERMU OSTATNÍ DERIVÁTY MEZODERMU 3-4. týden • srdce, kardiovaskulární systém • urogenitální systém • svalový a kosterní systém • hematopoetický a lymfatický systém • vazivo, dermis • mezotel PORUCHY VÝVOJE BĚHEM GASTRULACE • Primitivní proužek je dočasná embryonálním struktura. Persistence primitivního proužku vede k sakrokokcgyeálním teratomům. • Selhání primitivního proužku naopak vede k absenci mezodermálních struktur v postižené oblasti - sirenomelii - končetiny - urogenitální systém - GIT PORUCHY VÝVOJE BĚHEM GASTRULACE • Pokud se vytvoří dva primitivní proužky, mohou vzniknout siamská dvojčata s různým stupněm postižení FLEXE EMBRYAZMĚNA TĚLNÍHO PLÁNU 4. týden FLEXE EMBRYAZMĚNA TĚLNÍHO PLÁNU 1 Primitivní proužek 2 Neurální valy 3 Amnion 25. den 1,5-2,5 mm Carnegie stage 9 Žloutkový váček Primitivní proužek Primitivní uzel Zárodečný terčík 19. den 0,4 mm Carnegie stage 7 28. den 2-3,5 mm Carnegie stage 10 1 Amnion 2a Neurální brázda 2b Neurální trubice 2c Kaudální neuropor 2d Rostrální neuropor 3 Neurální valy 4 Somity 5 Žloutkový váčer http://www.embryology.ch/anglais/iperiodembry/carnegie03.html#st710 Dorsálně Ventrálně FLEXE EMBRYAZMĚNA TĚLNÍHO PLÁNU • bilaminární  trilaminární zárodečný terčík • cefalokaudální a laterální flexe embrya 6W 6W5W4W 4.-6. týdenVÝVOJ EMBRYA • Segmentace mezodermu • Primitivní střevo • Laryngotracheální výchlipka • Srdce (začíná bít 22-23. den) • Základ končetinových pupenů • Primární mozkové váčky a uzávěr neuroporů • Diferenciace neurální lišty • Základ thyroidey a adenohypofýzy • Základ ektodermálních plakod, optický váček • Jaterní výchlipka • Septum transversum • Pokračuje segmentace mezodermu • Neurohypofýza • Začátek septace srdce • Plicní pupeny se větví, pseudoglandulární stádium vývoje plic • Růst hlemýždě • Čočková výchlipka, nasální plakody • Čtvrtá mozková komora • Žaberní oblouky, brázdy a výchlipky • Končetinové pupeny rostou • Začátek krvetvorné funkce jater • Retinální pigment • Vývoj derivátů entodermálních žaberních výchlipek (příštítná tělíska, thymus) • Základ nadledvin • Srdce a plíce v hrudní obalsti • Základy končetin inervované, diferenciace myoblastů • Vývoj obličeje – maxilární a mandibulární výběžky, základ patra, choany • telencephalon diferencuje – archicortex, paleocortex a neocortex. Základ choroidního plexu • Rotace žaludku • Fůze základů pankreatu 8. týdenVÝVOJ EMBRYA 7-8W 8-9W • Sekrece endokrinního pankreatu • Růst jater, vznik a luminizace vývodů • Základy osifikace končetin • Vývoj mozkových jader • Klouby horních a později i dolních končetin umožňují rotaci • Růst prstů • Stratifikace kůry mozečku • Anální membrána perforuje • Herniace střevních kliček • Testes produkují testosteron • Na hlavě vyvinutý nos, zvukovod, víčka, základ ušních boltců • Páteř - 33-34 chrupavčitých obratlů • Embryonální „ocas“ vymizel • UZ potvrzení těhotenství 280 dnů (= 40 týdnů = 10 lunárních měsíců = 9 kalendářních měsíců) od prvního dne poslední menstruace 266 dnů (= 38 týdnů) od oplození (určuje skutečné trvání těhotenství) Výpočet data porodu: První den poslední menstruace + 1 rok – 3 měsíce + 7 dnů DÉLKA TĚHOTENSTVÍ 3M, 12.tt 3-4. měsíc • Plod polyká plodovou vodu – nezbytné pro další vývoj GIT • Rychlý růst hlavy (nepoměr k velikosti těla) • Oční víčka srůstají • Osifikační centra patrná UZ • Vývoj zevního genitálu • Ledviny tvoří moč, ostatní orgány začínají fungovat • Kosterní svalstvo je inervované • V pupečníku přetrvává fyziologická hernie, ve 12. týdnu repozice střevních kliček 60-70mm, 150 g VÝVOJ PLODU 4M 130mm, 450 g • Rychlý růst • Osifikace skeletu • Růst obličeje, viditelná mandibula • Zevní genitál zřetelný • Šedá zona hranice viability (22-24tt) 5-9. měsíc 5M • Růst končetin • Matka cítí pohyby plodu • Vernix caseosa, tvoří se lanugo • Viditelné krátké vlasy, řasy • Plod reaguje na zvuk a později i na světlo • Plíce začínají tvořit surfaktant • Hranice viability 25tt (plná péče) 160-200mm, 500-600 g • Otevírají se víčka • Vrásčitá kůže s prosvítajícími kapilárami • Začíná se tvořit podkožní tuk • Další růst vlasů • Zrání orgánových soustav 300mm, 800-900 g 6-7M 8-9M • Akumulace podkožního tuku i na končetinách • Hladká, červená kůže • Znaky zralého plodu 400mm, 2000g VZTAH MEZI STÁŘÍM A DÉLKOU PLODUHASSEHO PRAVIDLO HASSEHO PRAVIDLO (určování stáří plodu na základě jeho délky – užívá se v soudnělékařské praxi) 3. – 5. lunární měsíc: délka plodu v cm = druhá mocnina příslušného měsíce 6. – 10. lunární měsíc: délka plodu = pětinásobek počtu měsíců Lunární měsíc Délka plodu [cm] 3 9 4 16 5 25 6 30 7 35 8 40 9 45 10 50 Hlavní: • délka (50 – 51 cm), • hmotnost (obvykle kolem 3500 g, fyziologické rozpětí 2500 - 4000g), • rozměry hlavičky, • chlapci - varlata sestouplá v šourku, dívky - labia majora překrývají labia minora Pomocné: • plod je eutrofický, je vytvořen podkožní tuk, • kůže není modrá (není cyanóza), lanugo je přítomno jen ve zbytcích na ramínkách a zádech, • jsou vytvořeny řasy a obočí, vlasy jsou dlouhé několik centimetrů, nehty přesahují okraje prstů, • lebeční kosti jsou tvrdé, velká a malá fontanela jsou hmatné a navzájem oddělené, • novorozenec křičí a pohybuje se (APGAR) ZNAKY ZRALOSTI PLODU Donošenost – vztahuje se k délce těhotenství (menstruační stáří) • nedonošený (do 37 týdnů) • donošený (38 – 40 týdnů) • přenošený (déle než 42 týdnů) (mekoinum v plodové vodě) Zralost – vztahuje se ke stupni vývoje plodu: zralý X nezralý DONOŠENOST  ZRALOSTZNAKY ZRALÉHO NOVOROZENCE Příčné rozměry: Diameter bitemporalis – 8,00 cm (spojnice nejvzdálenějších míst na sutura coronaria) Diameter biparietalis – 9,5 cm (spojnice středů tubera parietalia) Diameter bitemporalis Diameter biparietalis ROZMĚRY HLAVIČKYZNAKY ZRALÉHO NOVOROZENCE Šikmé rozměry: Diameter frontooccipitalis – 12,0 cm (spojnice středu čela a nejvzdálenějšího místa záhlaví) circumferentia frontooccipitalis – 34,0 cm Diameter suboccipitobregmatica – 9,5 cm (spojnice protuberantia occipitalis externa se středem velké fontanely) circumferentia suboccipitobregmatica – 32,0 cm Diameter mentooccipitalis – 13,5 cm (spojnice středu brady a nejvzdálenějšího místa záhlaví) circumferentia mentoocipitalis – 35 - 36 cm Diameter biacromialis – 12,0 cm, circumferentia biacromialis – 35 cm (vzdálenost akromion – akromion) ROZMĚRY HLAVIČKYZNAKY ZRALÉHO NOVOROZENCE Diameter frontooccipitalis Diameter suboccipitobregmatica Diameter mentoooccipitalis 1. POLOHA (SITUS) = vztah podélné osy těla plodu k podélné ose dělohy • podélná: (99 %) osy rovnoběžné (hlavičkou nebo koncem pánevním kaudálně) • příčná: (1 %) osy kolmé • šikmá: nestálá, přejde v polohu podélnou nebo příčnou 2. POSTAVENÍ (POSITIO) = vztah zad (hřbetu) plodu k hraně děložní • první = levé (záda vlevo – 2x častější) • druhé = pravé (záda vpravo) • první obyčejné (záda vlevo vpředu) - první méně obyčejné (záda vlevo vzadu) - druhé obyčejné (záda vpravo vzadu) - druhé méně obyčejné (záda vpravo vpředu) •3. DRŽENÍ (HABITUS) = vztah částí plodu k sobě navzájem • pravidelné = hlavička a končetiny jsou flektované, horní končetiny jsou zkříženy na hrudníku, dolní končetiny jsou flektovány a přitištěny k bříšku tak, aby plod zaujímal co nejmenší objem • nepravidelné = každé jiné •4. NALÉHÁNÍ (PRAESENTATIO) = část těla plodu, která naléhá na pánevní vchod • záhlavím (nejčastěji) • temenem, čelem nebo tváří (1%) • zadečkem a chodidly (při poloze podélné koncem pánevním) • trupem, ramenem (při poloze příčné) ULOŽENÍ PLODU V DĚLOZE POLOHA PLODU V DĚLOZE podélná záhlavím podélná koncem pánevním příčná šikmá POSTAVENÍ PLODU V DĚLOZE 1. OBYČEJNÉ2. OBYČEJNÉ „LEVÉ“„PRAVÉ“ 2. MÉNĚ OBYČEJNÉ 1. MÉNĚ OBYČEJNÉ záda vpravo vzadu záda vlevo vzadu záda vpravo vpředu záda vlevo vpředu DRŽENÍ A NALÉHÁNÍ PLODU V DĚLOZE pravidelné předhlavím čelní obličejemzáhlavím NALÉHÁNÍ DRŽENÍ nepravidelné (vše ostatní) FYZIOLOGICKÉ ULOŽENÍ PLODU V DĚLOZE • POLOHA PODÉLNÁ HLAVIČKOU • POSTAVENÍ PRVNÍ OBYČEJNÉ • DRŽENÍ PRAVIDELNÉ • NALÉHÁNÍ ZÁHLAVÍM SEZNÁMENÍ S TERATOLOGIÍ • Vrozená vývojová vada – v důsledku abnormálních událostí během vývoje • Genetické (vrozené) i negenetické (vnější) příčiny • Teratogeny • Kritická období během vývoje • Životní styl (alkohol, kouření, drogy) • Infekční onemocnění (zarděnky, HIV, toxoplazmóza) • Nedostatek nebo nadbytek klíčových látek (kyselina listová,  retinoidy) • Chronická onemocnění (léky) SEZNÁMENÍ S PRENATÁLNÍ DIAGNOSTIKOU • Genetické poradenství • Biochemický a ultrazvukový screening • Karyotypizace a DNA diagnostika • Klinická diagnostika • Odhalení rizikových těhotenství a umožnění preventivní i terapeutické péče • Prevence narození dětí s těžkými poruchami vývoje VVV • Umožnění narození geneticky rizikových dětí • Plánování a zajištění klinické péče • Mezioborová péče – biochemie, genetika, gynekologie a porodnictví, neonatologie – součást fetální medicíny • Indikace: - výskyt VVV v rodinné či osobní anamnéze - pozitivní screening v I. nebo II. trimestru - abnormální nález na UZ - věk (nad 35 let) ČR 1994-2008 GENETICKÉ PORADENSTVÍ • Zajištění anamnézy • Prekoncepční poradenství • Vysvětlení výsledků vyšetření, příčin, klinických projevů a možností řešení • Minimalizace rizika opakování choroby • Sdělení diagnózy a podání informací pro svobodné rozhodnutí pacienta • Zajištění přesné diagnózy a vyhodnocení rizika • Zajištění péče v těhotenství i následné péče • Nedirektivní • Veškerá vyšetření a zákroky jsou dobrovolné BIOCHEMICKÝ SCREENING • Neivanzivní - Odhalení rizikových těhotenství – chromozomální aberace a rozštěpové vady - Screening není diagnostika  další vyšetření (aminocentéza, karyotyp, UZ) • Kombinované vyšetření v 11-13. týdnu - chromozomální aberace – Down: 47,XY,+21, Edwards: 47,XY,+18, Patau 47,XY,+18 - UZ – stanovení šíjového projasnění (nuchální translucence, NT) - PAPP-A, hCG (hodnoty v násobcích mediánu, MoM) - algoritmus výpočtu zahrnuje věk matky - výstup: screening pozitivni vs. negativní (hranice 1:100) • Vyšetření v 14-16. týdnu („TRIPLE test“) - Relativně nízká senzitivita a specifita (50-60%),a naopak vysoká falešná pozitivita (70%) - AFP, E3, hCG - chromozomální aberace, poruchy uzávěru neurální trubice, defekty břišní stěny INVAZIVNÍ DIAGNOSTIKA • Amniocentéza - 16-20. týden - Odběr plodové vody pod kontrolou UZ - Kultivace buněk, karyotypizace - Risk 0,5-1% • Biopsie choriových klků - 10.-13. týden - Karyotypizace, molekulárně-genetické vyšetření - Risk 0,5-1% • Kordocentéza - 22. týden - Odběr venózní pupečníkové krve - Nyní zejména diagnostika a terapie krevních onemocnění (anemie, infekce), ev. diagnostika v případě vícečetných těhotenství - Risk 1% • Fetoskopie - Transabdominálně (dříve transcervikálně) - Vizualizace a biopsie plodu - Risk 3-10%, provádí se výjimečně ULTRAZVUKOVÁ DIAGNOSTIKA • 6-8. týden - potvrzení těhotenství, srdeční akce - počet plodů • 13-14. týden (kombinované vyšetření) - nuchální translucence (risk > 3 mm) - nosní kůstka (je  není), případně dovyšetření dalších minor markerů (omfalokéka, trikuspidální regurgitace, abnormality průtoku ductus venosus, zvětšení močového měchýře-megavesica) - velikost plodu • 20-22. týden - podrobné vyšetření - biometrie plodu (biparietální průměr, obvod hlavičky, délka femuru) - hlava a CNS (tvar, dutina v septum pellucidum, komory, mozeček, cisterna magna), obličej (ret+horní a dolní čelist, nos, orbity, profil), srdce (akce, velikost, osa, 4-dutinová projekce, výtokové trakty, ...), hrudník (patologické struktury), břišní dutina (žaludek, střevo, ledviny, močový měchýř, úpon pupečníku, počet cév v pupečníku), páteř, končetiny včetně ruky a chodidla - placenta, množství plodové vody • 30. týden - poloha a velikost plodu - placenta (vyloučení placenta praevia) POKROKY MOLEKULÁRNÍ GENETIKY • Analýza mimobuněčné fetální DNA v mateřském krevním oběhu • Od 12. týdne • Masivní paralelní sekvenování (Next-Gen Sequencing) • Běžné aneuploidie (trisomie 21,13,18) • Monogenně podmíněné choroby pvanhara@med.muni.cz http://www.med.muni.cz/histology DĚKUJI ZA POZORNOST Phallusia mammillata