Cvičení k Vývoji obličeje a poruchám jeho vývoje (obličej, čelisti, nos, patro) Vrozené vývojové vady 4.5.2021 Jan Křivánek Test 1 2 3 4 7 6 5 28 dnů staré embryo – boční pohled * Doplň chybějící popisy 1 2 3 4 1 2 2 4 5 6 3 7 28 dnů staré embryo – boční pohled front(onaz)ální výběžek (processus front(onas)alis) výběžek pro horní čelist (processus maxillaris) výběžek pro dolní čelist (processus mandibularis) faryngová membrána (membrana oropharyngea) * stomodeum * lens Neuralcrest Zárodek měří cca 8 mm a je ohnut konvexitou dorzálně Hlavový oddíl zárodku je mohutný a směřuje ventrálně Čelní hrbolek se základem předního mozkového váčku (prosencephalon) Temenní hrbolek se středním mozkovým váčkem (mesencephalon) - zde patrno dorzální ohnutí – flexura cephalica Hrbolek týlní se zadním mozkovým váčkem (rhombencephalon) ohnutým téměř do pravého úhlu – flexura occipitalis Na hlavovém oddílu se rýsují základy oka (oční váčky a ploténka čočky) a nosní dutiny v podobě nosních (čichových) jamek Lidský zárodek na konci 1. měsíce vývoje Ventrálně od temenního a týlního hrbolku - žaberní (faryngový) aparát Žaberní oblouky (arches) - zakládá se jich 6 Žaberní vklesliny (clefts) (ektodermové žaberní brázdy) - celkem 4 Žaberní výchlipky (pouches) (entodermové žabermí brázdy) - celkem 5, oddělené od vkleslin obturujícími membránami - membranae obturantes Lidský zárodek na konci 1. měsíce vývoje FARYNGOVÝ APARÁT Doc. Petr Vaňhara 1. Žaberní oblouk (mandibulární) je rozdělen ve: - Výběžek pro horní čelist - processus maxillaris - Výběžek pro dolní čelist - processus mandibularis Z kaudálního okraje 2. oblouku (hyoidní) vyrůstá mezenchymová ploténka zvaná operculum, která se nakonec připojí k hornímu okraji srdečního hrbolu Pod operculem - sinus cervicalis - zaniknou zbývající vklesliny (2. - 4.) (z 1. vklesliny derivuje zevní zvukovod a kožní strana bubínku; v místě napojení 1. a 2. oblouku na týlní hrbolek se založí sluchová ploténka (plakoda), přeměňující se záhy v jamku a nakonec váček (otocysta), ze kterého vyvine blanitý labyrint) FARYNGOVÝ APARÁT Doc. Petr Vaňhara Základy obličeje se začínají rýsovat koncem 4. týdne okolo primitivní ústní jamky - stomodeum Vývoj řídí 2 organizační centra: - Prozencefalické (leží rostrálně od notochordu a ventrálně od prosencefala) - Rhombencefalické (ventrálně od zadního mozkového váčku) Zakládá se 5 výběžků: - nepárový frontonazální výběžek - párové maxilární výběžky - párové mandibulární výběžky Podklad výběžků tvoří ektomezenchym, který do nich vcestoval z dolního mezencefalického a horního rhombencefalického úseku crista neuralis Povrch výběžků kryje ektoderm, jenž vystýlá i stomodeum; výběžky jsou zpočátku od sebe odděleny hlubokými zářezy. Jde o dynamický proces - začíná na přelomu 4. a 5. týdne vývoje a je ukončen zhruba v 8. týdnu. Spočívá v proliferaci ektodermu i ektomezenchymu výběžků a jejich dalším členění, přesunech (migraci) výběžků, v rozdílných růstových rychlostech (změny jejich velikosti) a ukončen splynutím (fúzí) výběžků. Vývoj obličeje VÝVOJ OBLIČEJE Doc. Petr Vaňhara VÝVOJ OBLIČEJE processus maxillares processus mandibularis nasální plakoda stomodeum 2. faryngový oblouk processus frontonasalis stomodeum Doc. Petr Vaňhara VÝVOJ OBLIČEJE Doc. Petr Vaňhara VÝVOJ OBLIČEJE 4th week Doc. Petr Vaňhara • Čichové jamky jsou ohraničeny valy – mediální a laterální nosní valy • Zbytek čelního valu vytvoří area triangularis (základ pro hřbet a hrot nosu) • Mediální nosní valy spolu srostou a vsouvají se mezi maxilární výběžky jako intermaxilární segment (dávají vznik střední části horního rtu, části horní čelisti v oblasti řezáků a části patra – primární patro) VÝVOJ OBLIČEJE Doc. Petr Vaňhara Frontonazální výběžek (vyvine čelo, nos - kořen, hřbet, špička a křídla a střední část horního rtu - philtrum) Po vytvoření jamek se okolní ektomezenchym rozdělí ve 2 podkovovité valy : Processus nasalis medialis Processus nasalis lateralis Trojúhelníkovitá oblast mezi mediálními nosními výběžky se nazývá area triangularis Pravý a levý processus nasalis medialis splynou ve střední rovině v nepárový intermaxilární segment Z horního úseku segmentu se vyvine hřbet a špička nosu (dorsum et apex nasi) Dolní úsek segmentu (tzv. area infranasalis) proliferuje směrem k ústnímu otvoru a vsune se mezi mediální konce obou processus maxillares a dá původ střední části horního rtu (philtrum) Jednotný horní ret vznikne až po srůstu intermaxilárního segmentu s processus maxillares Z area triangularis, která se během fúze mediálních nosních výběžků přemístí nad intermaxilání segment, pochází radix nasi Laterální nosní výběžek se nachází nad maxilárním výběžkem a je původně oddělen žlábkem: nasomaxilární žlábek (okulonazální rýha) Intermaxilární segment VÝVOJ OBLIČEJE Maxilární výběžky srostou 1. s intermaxilárním segmentem (vytvoření horní čelisti a rtu) 2. s laterálními nosními valy (zbytek horní čelisti a křídla nosu) Laterální nosní valy jsou od maxilárních zpočátku odděleny rýhou – sulcus nasolacrimalis, která se uzavře a vytvoří slzný kanálek Doc. Petr Vaňhara 7. týden VÝVOJ OBLIČEJE Doc. Petr Vaňhara Shrnutí časového průběhu srůstů obličejových výběžků Mezi 5. - 7. týdnem Počátkem 5. týdne srostly mediální konce mandibulárních výběžků - dolní ret a brada Na začátku 6. týdne - srůst mediálních konců maxilárních výběžků s oběma okraji intermaxilárního segmentu – jednotný horní ret V polovině 7. týdne na každé straně sroste processus nasalis lateralis s horní hranou maxilárního výběžku – zanikne nazomaxilární rýha Na rozhraní 7 - 8. týdne srostou ještě zadní úseky výběžků pro horní a pro dolní čelist na téže straně – zúžení rima oris Doc. Petr Vaňhara Z primitivní ústní jamky - stomodeum Stomodeum spojuje primitivní ústní otvor s tělním povrchem Dno jamky (oro-)faryngová membrána * Vývoj ústní a nosní dutiny membrana oropharyngea Po proděravění orofaryngové membrány komunikace s faryngem Strop stomodea - mezenchym a ektoderm čelního výběžku Nosní plakody  Nosní jamky  Nosní kanálky - rostou dozadu a dolů až se přiblíží ke stropu stomodea lens Dutina nosní Odděluje je dvouvrstevná epitelová přepážka - ektoderm nosního kanálku a ektoderm stomodea oronazální (bukonazální) membrána Když membrána perforuje (konec 5. t.), nosní kanálky se otevřou do stomodea otvorem - primitivní choana společná dutina ústní a nosní (oronazální dutina) cca 7 dnů V polovině 6. týdne se oronazální dutina počne dělit pomocí horizontální přepážky v definitivní: nosní dutinu a ústní dutinu Začíná v 6. týdnu, končí cca v 10. týdnu 3 základy: a) mediální patrová ploténka - vyrůstá ze zadní strany intermaxilárního segmentu (splynulých processus nasales mediales) - pol. 6. týdne; má klínovitý tvar a derivuje malý úsek patra před papila incisiva, zvané primární patro Vývoj patra (palatogeneze) b) laterální patrové ploténky (patrové výběžky) – vyrůstají z mediální strany processus maxillares - konec 6. týdne - původ tzv. sekundárního patra Patrové ploténky zpočátku rostou kaudálně (po stranách základu jazyka), koncem 7. týdne se zvedají do horizontální polohy „horizontalizace patrových plotének“ (kaudální sestup jazyka způsobený vertikálním růstem výběžků pro dolní čelist), mediální konce plotének rostou proti sobě - poč. 8. týdne se setkají a pak srostou Vývoj patra (palatogeneze) Místo srůstu je patrné na orální straně patra jako raphe palati Vývoj patra (palatogeneze) Ve stejném čase srostou přední hrany laterálních patrových plotének s nepárovou mediální ploténkou - jednotné patro V linii srůstu všech tří částí se otevírá Foramen incisivum Mezenchym primárního patra a patra sekundárního (až na krátký oddíl dorsální) pak osifikuje (intramembranózně) a patro se rozliší na: Patro tvrdé - palatum durum Patro měkké - palatum molle a čípek (uvula) Vývoj patra (palatogeneze) Hard palate Primary palate Soft palate Secondary palate VÝVOJ OBLIČEJE - PATRO • primární patro (intermaxilární segment) • sekundární patro (laterální patrové ploténky) Doc. Petr Vaňhara Horizontalizace a srůst patrových ploténekVÝVOJ OBLIČEJE - PATRO Doc. Petr Vaňhara 6. týden - předsíň dutiny ústní se vyvine z tzv. vestibulární (labiogingivální) lištu Zakládá se na volném okraji výběžků ohraničujících primitivní ústní otvor Jedná se o proliferaci ektodermu do ektomezenchymu daného výběžku Apoptotickým zánikem centrálních buněk lišty vznikne štěrbina, která volný okraj výběžků ohraničujících ústní otvor rozdělí na přední oddíl základ příštího rtu a tváře a oddíl dorzální gingivální val Předsíň ústní dutiny odpovídá štěrbině, jež zůstala po rozpadu centrálních buněk vestibulární lišty Vývoj předsíně dutiny ústní Maxilla Párová kost, desmogenní osifikací přímo z vaziva Vzniká ze 2 základů: Přední úsek obou horních čelistí s řezáky se vyvíjí společně jako os intermaxillare z ektomezechymu intermaxilárního segmentu (2 osifikační jádra - 7. týden) Postranní části kostí (tělo) - z ektomezenchymu processus maxillares (výběžky pro horní čelist - v 6. týdnu v každé jedno osifikační jádro) Osifikace začíná v 6. (- 8.) týdnu Srůst základů v řezákovém švu (sutura incisiva) - zanikne po narození zbytky řezákového švu - cca u 50% dospělých Maxilla novorozence je nízká, neboť ještě nemá processus alveolaris (rozvíjí se až v souvislosti s prořezáváním dočasných zubů) a zadní část maxily se dotváří až s prořezáváním stálých stoliček Vývoj horní a dolní čelisti Mandibula Vzniká dílem dezmogenně, dílem chondrogenně Dezmogenního původu je corpus a ramus mandibulae (vyjma kondylu a processus coronoideus) - z mezenchymu uloženého anterolaterálně od cartilago Meckeli, osifikace zahajuje v 6. týdnu (2 centra) Chondrogenní původ má condylus mandibulae (chrupavka - 12. t, kost - 20.t.) - a processus coronoideus (chrupavka - 20. t, kost – 32.t.) Mandibula novorozenců je nízká a vývoj pokračuje i postnatálně, kdy se zmenšuje úhel mezi ramus a corpus mandibulae (ze 140-150° na 120° v dospělosti) Vývoj horní a dolní čelisti Vyvíjí se z dolního úseku frontálního výběžku, párový základ – nazální plakody - jamky, každá ohraničená mediálním a laterálním nosním výběžkem Mediální výběžky migrují mediálně a splynou v tzv. intermaxilární segment Vývoj nosu a nosních dutin Dolní úsek intermaxilárního segmentu – philtrum Špička a hřbet nosu - střední a horní úsek intermaxilárního segmentu Nosní křídla (okraj nosních dírek) z laterálních nosních výběžků Nos je zpočátku plochý – proliferuje ventrálně, čímž dojde k jejich vyzvednutí nad úroveň ostatních výběžků Vývoj nosu a nosních dutin Vady se vzácným výskytem Samostatně nebo v kombinaci anomáliemi horního rtu a čelisti popř. celého obličeje Aplazie (ageneze) nosu - nezaložily se čichové plakody Hypoplazie nosu - malý nos s jednou dutinou založena pouze jedna čichová plakoda Kombinace s mikrognatií, mikrostomií Nasoschisis (nares bifides) - střední rozštěp nosu - pokud nesplynou processus nasales mediales Rozsah rozštěpu variabilní - od mělkého žlábku na apexu až po zdvojení nosní přepážky Vývojové vady nosu Atresia introitus nasi (vestibuli nasi) - vestibulum nasi uzavřeno vazivovou blankou tvaru nálevky (perzistence epitelových zátek, které obturují nozdry fétu) Atresia choanarum - obturace jedné z choan (nejčastěji pravé) kostěnou ploténkou nebo vazivovou blánou předpokládá se perzistence oronazální (bukonazální) membrány častější výskyt u děvčátek 1: 10 000, autosomálně dominantní dědičnost Ostatní vady: nasus duplex (rhinodynie), proboscis (nos ve tvaru chobotu) - vyskytuje se u ethmocefalie, u níž základy očí splynuly v jedno (synoftalmie, kyklopie) Veratrum californicum Rekapitulace vývoje obličeje Přelom 4. a 5. týdne; hlavní morfogenetické děje ukončeny v 8. týdnu, mezi 8 - 10. týdnem finalizace rysů 5 obličejových výběžků - podklad ektomezenchym, povrchy kryty ektodermem, výběžky od sebe odděleny zářezy Proliferace buněk, diferenciace, přesuny buněk (migrace) - růst výběžků a fúze Figures obtained from “Before We Were Born; Moore and Persaud, 6th edition, 2003”. Kdy obličejové výběžky srůstají ? cca mezi 27. – 45. dnem vývoje (5. - 7. týden) Na konci 4. týdne srůstají mediální konce mandibulárních výběžků - dolní reta brada Koncem 5. týdne - srůstají mediální konce maxilárních výběžků s oběma okraji intermaxilárního segmentu - jednotný horní ret (zacelení nazolabiální rýhy) Koncem 6. týdne sroste na každé straně processus nasalis lateralis s horní hranou maxilárního výběžku (zanikne okulonazální / nazolakrimální / rýha) Asi v polovině 7. týdne srostou zadní úseky homolaterálních výběžků pro horní a pro dolní čelist - zúžení rima oris https://www.youtube.com/watch?v=FhhWG3XzARY&ab_channel=FacultyofDentistry%2CUniversityofToronto Vývoj obličeje https://www.youtube.com/watch?v=iLbqzTlZ6yA&ab_channel=Osmosis Deriváty výběžků Frontální výběžek: čelo, nos a philtrum Výběžky pro horní čelist: laterální úsek horního rtu a horní partie tváře (infraorbitální krajina) na každé straně Výběžky pro dolní čelist: dolní ret, brada a dolní partie tváře na každé straně žlutě - intermaxilární segm. modře - laterání nosní výb. Vrozené vady jsou hlavní příčinou dětské mortality - podílejí se cca 1/5 úmrtí Pátá příčina smrti před 65. rokem života a hlavní příčina invalidity Vrozená vývojová vada (VVV) = porucha zdraví (orgánu či systému) strukturní, funkční, metabolické, imunologické nebo behaviorální povahy, která vznikla v prenatální fázi vývoje jedince Behaviorální - týkající se vrozených defektů chování (behaviorální teratologie) Typy: Velké vady - druhá polovina 3. týdne až 8. týdne po oplození Malé vady - lehčí - nezpůsobují škody na zdraví. Vznikají v pozdější fázi vývoje (mikrotie, kratké oční štěrbiny, pigmentové skvrny) - výskyt malých vad spojen s výskytem vad velkých Dítě s 1 malou vadou má 3% pravděpodobnost velké vady, 2 malé vady: 10%, 3 malé vady: 20% Vyskytují se ve všech populacích s predikovatelnou incidencí Řada vykazuje generační kontinuitu - tj. předávány potomkům Vrozené poruchy vývoje - definice, terminologie, četnost, příčiny Teratologie - širší záběr - morfologické projevy (vzorce), obecné příčiny vzniku vývojových vad, klasifikace vad, prenatální projevy vývojových vad, diagnostika vad za těhotenství, registry vývojových vad, sledování četnosti vývojových vad v mezinárodní měřítku Klinická genetika - posuzování genetického rizika, provádí diagnostiku (v některých případech i léčbu), ale hlavně prevenci geneticky podmíněných vrozených vad U jedinců s rizikovou anamnézou začíná prevence prekoncepčně, pokračuje prenatálně a dále postnatálně (u dětí a dospělých) Vrozené poruchy vývoje - definice, terminologie, četnost, příčiny Vrozená vývojová vada - jakékoliv strukturní, funkční, metabolické, nebo imunologické postižení orgánu či některé části těla Kongenitální malformace - strukturní defekty orgánů, jejich částí (event. určité části těla) způsobené od chybným vývojem Disrupce (disrumpere - rozlomit, roztrhnout) - strukturní či funkční defekty orgánů, jejich částí (event. určité části těla), vyvolané faktory vnějšího prostředí během původně normálně započatého vývoje Teratogeny (disruptory), Disrupce nejsou dědičné, (1940 – Gregg - virus rubeoly; 1961 - Lenz – thalidomid) Deformace, deformita (nerozlišuje se zda těžké či lehké) - tvarové nebo polohové vady orgánu nebo části těla způsobené průkazně mechanickými příčinami - např. pes equinovarus (tzv. koňská noha) - chodidla v plantární flexi u oligohydramnia Dysplazie (dys - nesprávný, plassein - tvořit) = abnormální seskupení (uspořádání) buněk ve tkáni nebo orgánu bez jeho zjevných velikostních nebo tvarových změn Další termíny: Mutilace - zkomolení, zmrzačení (používá pro pojmenování vrozených vad skeletu, většinou lehčího rázu) Anomálie - nepravidelnost, odchylka od pravidla-používá se k označení tvarové (početní) odchylky orgánu lehčího rázu Vitium - chyba, vada, kaz - označení se používá pro některé vrozené vady srdce a cév Terminologie vývojových vad Statistické údaje: 2 - 3 % živě narozených plodů po 28. týdnu má nějakou vývojovou vadu. U dalších 2 - 3 % dětí se vada zjistí nebo projeví v prvních letech života (do 5. roku). tzn. že 4 - 6 % dětí stejného věku (ročníku) je postiženo jednou nebo více vývojovými vadami Současně nejsou zahrnuty preimplantační ztráty, které nemusí být rozpoznány jako gravidita Podle incidence (četnosti výskytu) lze VVV dělit: Vrozené vady s vysokou frekvencí (1:200 až 1:400 porodů) Vrozené srdeční vady, drobné skeletní mutilace (např. chybění článku prstu) Vrozené vady se střední frekvencí (1:500 až 1: 3000 porodů) Rozštěpové vady rtu a dutiny ústní, stenózy a atrézie jícnu a střeva, rhachischisis, anencephalie, hydrocehalus, vrozené vady močově-pohlavního ústrojí, Downův syndrom Vrozené vady s nízkou frekvencí (1:10 000 porodů) Vrozené vady dýchacího a kožního ústrojí, kombinované skeletní vady Četnost vývojových vad v populaci existují 3 typy výskytu u jedince: Výskyt pouze jediné vady Výskyt společných sestav vad, u nichž je známa příčina, typ dědičnosti a riziko Sestavy = syndromy (např. Downův syndrom - trisomie 21. chromosomu (1:800 narozených) Tělesné malformace: brachycephalie (menší zploštěná hlava) plochý kořen nosu, šikmé oční štěrbiny s kožní řasou ve vnitřním koutku oka (epikantus), krátký a široký krk, protruze jazyka, klinodaktylie malíčku (malformace stř. článku prstu), velká mezera mezi palcem na nohou a ostatními prsty, nepřerušená příčná rýha na dlani (tzv. opičí rýha), vrozené srdeční vady + retardace duševního vývoje Asociativní výskyt vad - nenáhodný výskyt 2 a více vad dohromady, u nichž není zatím známa vyvolávající příčina (asociace VACTERL - vertebral, anal, cardiac, tracheo-esophageal, renal, limbs anomalies) Individuální výskyt VVV Období, během nichž vyvíjející se orgány vykazují vyšší citlivost vůči působení teratogenů a kdy je vznik vývojové vady nejpravděpodobnější Pro jednotlivé orgány známy: např. u mozku a míchy - 16. až 36. den, u srdce 19. až 38.den, pro oko 22. až 50. den apod. Kritické periody vývoje