EMBRYOLOGIE PRO PORODNÍ ASISTENTKY PODZIM 2023 Zuzana Holubcová zholub@med.muni.cz • Implantace a decidualizace. • Zárodečný terčík, žloutkový a amniový váček. • Vznik třetího zárodečného listu a osových útvarů embrya. • Vývoj zevního tvaru zárodku, vývoj končetin. • Poruchy implantace a vývoje končetin 3.10.2023 Implantace lidského zárodku Způsoby výživy zárodku: • Cytotrofé - od oplození do zahájení implantace - zásoby živiny v oocytu postačí na 6-7 dnů • Histiotrofé - od zahájení implantace do narušení krevních cév - resorpce živin obsažených děložní sliznici (sekret děložních žlázek + enzymatické narušení struktur endometria) • Hemotrofé - od počátku kontaktu syncytiotrofoblastu s krví do konce těhotenství - živiny jsou prostřednictvím resorpčního plasmodia získávany přímo z krve Implantace lidského zárodku = nidace (zahnízdění) • 6-7 den po oplození (20-24 den cyklu = implantační okno) • embryo ve stádiu „zralé“, plně „vyhatchované“ blastocysty (bez zony pellucidy) • nejčastěji ve sliznici zadní strany děložního těla Stádia: (1) Apozice (apposition) (2) Adheze (attachment) (3) Invaze (Invasion) Implantace lidského zárodku APOZICE - Orientace blastocysty embryonálním pólem směrem k endometriu Weimar et al 2012 Modelování implantace ex vivo „blackbox of human development“ Implantace lidského zárodku ADHEZE - Interakce trofoblast – endometrium - Navázání adhezivních molekul TE na epitel endometria - TE-produkované cytokiny navozují změny v endometriálním stroma Implantace lidského zárodku ❖ Decidualizace (decidualizace) - morfologické a funkční změny endometriálního stromatu • sekrece růstových faktorů a proteinů extracelulární matrix (fibronektin, laminin), které podporují adhezi trofoblastu a brzdí jeho agresivní invazi • influx speciální leukocytů (uNK) a dentritických buněk - lokální imunosuprese • změna cévního zásobení - zmnožení a remodulace maternálních kapilár - zvýšení vaskulární permeability • stromální buňky (vřetenovité fibroblasty lamina propria) v okolí implantujícího zárodku se plní glykogenem a lipidy (velké kulaté buňky) - decidualizované buňky představují bohatý zdroj živin pro zárodek (histotrofé) - Trofoblast se po kontaktu s děložním epitelem diferencuje v (1) cytotrofoblast (vnitřní vrstva) - z počátku jedna vrstva buněk - ohraničuje dutinu blastocysty (2) syncytiotrofoblast (vnější vrstva) - mnohojaderná cytoplazmatická masa - invazivní tkáň, postupně obklopí celé embryo Implantace Embryoblast - Embryoblast se diferencuje v (1) entoderm (hypoblast) - obrácený do dutiny blastocysty (2) ektoderm (epiblast) - přivrácený k cytotrofoblastu = vznik zárodečného terčíku Diferenciace trofoblastu během implantace - od 8. dne vývoje se v syncytiotrofoblastu začínají vytvářet vakuoly a lakuny obsahující krev z rozrušených vlásečnic - později se kolem těchto lakun se diferencuje tzv. resorpční plazmódium (základ pro uteroplacentární oběh) 7.den 8.den - od 10. dne se začínají vytvářet cytotrofoblastické pupeny, ty vrůstají do syncytiotrofoblastu, větví se a prodlužují (= základ primárních choriových klků) - syncytiotrofoblast je vytlačován k periferii, až vytvoří tenký list nad povrchem plně zanořeného embrya, ztratí lytické vlastnosti a získá schopnost resorpce látek – vznikne resorpční plasmodium - trofoblastické lakuny s zvětšují a splývají v intervilózní prostory 9.-10.den 11-12.den Diferenciace trofoblastu během implantace Znaky probíhající implantace • Implantační kráter – morfologicky rozpoznatelný slizniční defekt • Operculum – víčko - 10-11. den - místo zanoření překrývá koagulovaná krev, fibrin a nekrotické buňky - následně je plně zanořené embryo překryto endometriálním epitelem • Implantační krvácení (špinění) - může být zaměněno za slabé menstruační krvácení! Diferenciace embryoblastu během implantace Embryoblast se diferencuje v (1) ektoderm (epiblast) - přivrácený k cytotrofoblastu (2) entoderm (hypoblast) - obrácený do dutiny blastocysty = vznik zárodečného terčíku (bilaminární stádium) • dorsoventrální polaritu určuje exprese transkripčních faktorů Nanog (epiblast) a Gata6 (hypoblast) • dutina blastocysty se vyplní řídkou tkání tzv. extraembryonálním mezodermem (mezoblast), který vzniká z parietálního entodermu (12 den) • vznik amniového váčku (7. den) mezi ektodermem a cytotrofoblastem • 9. den: vznik primárního žloutkového váčku = dutina v extraembryonálním mezodermu, od entodermu ohraničena Heuserovou membránou • definitivní žloutkový váček - vzniká proliferací Heuserovy membrány, která způsobí konstrikcí primárního žloutkového váčku • vznik dutinek v extraembryonálním mezodermu - jejich splynutím vznikne choriová dutina (extraembryonální coelom) • extraembryonální mezoderm pak tvoří vrstvu pokrývající amniový váček (extraembryonální somatopleura) a žloutkový váček (extraembryonální splanchnopleura) Extraembryonální struktury zárodku Extraembryonální struktury zárodku • zárodečný (úponový) stvol = provazec extraembryonálního mezodermu spojující amniový váček s choriem - vyvíjí se od 10 dne, se vzrůstem zárodečného terčíku se posouvá k cytotrofoblastu - později se vzrůstem amnia se posouvá na ventrální stranu a nazývá se břišní stvol • allantois (ductus allantoideus) - výchlipka entodermu budoucího zadního střeva do zárodečného stvolu - - podél něj se zakládají pupeční cévy • 14. den vytvoří buňky vycestovalé epiblastové buňky v mediální ose směrem od kaudálního konce úzkou rýhu - primitivní proužek • definuje budoucí tělesné osy (levá/pravá, anterior/posterior) 3.týden vývoje sagitální řez Zárodečný terčík Primitivní proužekEntodermEktoderm Stěna amniálního váčku Stěna žloutkového váčku Prechordová ploténka dorzální strana 16 den 18 den dorzální strana 3.týden vývoje Primitivní (Hensenův) uzel s primitivní jamkou - důležité vývojové organizační centrum Zárodečný terčík Vznik notochordu • Chondromesodermový (hlavový) výběžek → notochord (=struna hřbetní, chorda dorsalis) osová struktura, společný znak strunatců (Chordata) • V kraniální části prechordální ploténka • Neurenterický kanálek = kominikace mezi amniálním a žloutkovým vakem Gastrulace 16. den • Vývojový proces založený na proliferaci a migraci (invaginaci) buněk epiblastu (ektodermu), na jehož konci zárodek dosáhne třívrstevného stadia • Proces tvorby 3 zárodečných vrstev: ektoderm, mezoderm, endoderm • Primitivní proužek→ mezoderm kaudální části zárodku • Hlavový (chordomezodermový) výběžek → mezoderm střední části embrya • Prechordová ploténka → mezoderm kraniální části zárodku Gastrulace • Segmentační proces počíná v úrovní kraniálního konce chordy a pokračuje kaudálně – somitové stádium • Do konce 5. týdne se vytvoří 42-44 párů somitů • Podle počtu somitů se určuje stáří zárodku Diferenciace mezodermu a vznik somitů • Mezoderm → laterální (tenká vrstva po stranách) → intermediální (nefrotomy) → paraxiální (valy po stranách notochordu) • Od 4.týdne se dělí příčně postavenými zářezy na párové, po stranách chordy uložené, epitelové prvosegmenty - somity • Provosegment se záhy diferencuje do 3 částí: - ventromediální sklerotom (→ axiální skelet), - mediální myotom (→ kosterní svalstvo), - dorzolaterální dermatom (→ škára a podkožní vazivo) • Neurální indukce – buňky ektodermu nad notochordem se přemění v buňky neurální ploténky • Buňky neurální ploténky rychle proliferují, vzniká neurální brázda, tuto ohraničují neurální valy. • Neurální valy tloustnou a přibližují se k sobě, v mediální rovině srostou (fúze začíná na úrovní 4 somitu) a vzniká neurální trubice • Odštěpení speciální populace buněk neurální lišty (neural crest, cristae neurales) Neurulace - proces tvorby nervové trubice Neurulace Flexe zárodku • od počátku 4 týdne dochází ke zvětšování amniového váčku, který se přesouvá přes okraje zárodečného terčíku ventrálním směrem • zformování zárodku do válcovitého tvaru, stočeného do ¾ kruhu • dochází tak k odškrcení zárodku od okolí Vývoj zevního tvaru zárodku 4.týden Dynamika vývojových procesů Gastrulace https://www.youtube.com/watch?v=3AOoikTEfeo Neurulacehttps://www.youtube.com/watch?v=ADlYn0ImTNg&fbclid=Iw AR37AznLMWaNJABDtTDcoKB156zgv1GoDSazyDOaFy9kSA8U1hwVdLXC Csw https://www.youtube.com/watch?v=lGLexQR9xGs&fbclid=IwAR31zL- Vyl1wrGxofzIiQFPKz7UAqdv0H-Ddk-Z2x6hHkEuFmTBiT_xpadM Flexe https://www.youtube.com/watch?v=yXUv4MPuNTA&fbclid=IwAR3JJ_vY TuncXe4watGEpnbrgob_gVhHeIQR7DDpXOU2a4cXytt2Pmr_70o https://www.youtube.com/watch?v=qMnpxP6EeIY Larsen et al. 2013; BMC Med 0.3 % 5 % 30-50 % Genetic abnormalities Rubio et al. 2010; Hum Reprod The pregnancy loss iceberg: an overview of the outcome of spontaneous human conceptions. Chyby ve vývoji embrya a v implantaci ❖ Zastavení preimplantačního vývoje ❖ Selhání implantace ❖ Časná těhotenská ztráta (miscarrige) • zánik embrya po detekci hCG (zánik biochemické gravidity) • k většině spontánních ztrát dochází v 3 týdnu těhotenství ❖ Spontánní abort • zánik embrya po detekci akce srdeční (zánik klinické gravidity) • většina zanikajících embryí obsahuje chromozomální abnormality neslučitelné se životem Chyby ve vývoji embrya a v implantaci Mimoděložní těhotenství (ektopická/extrauterinní gravidita) • implantace embrya v abnormálním místě • nejčastěji tubární gravidita (v tubě vejcovodu) • často u pacientek s endometriózou nebo po chirurgickém zákroku • normální znaky těhotenství • 2-2,5 měsíc rostoucí embryo způsobí bolest, ruptura vejcovodu, silné krvácení • život ohrožující stav! Chyby ve vývoji embrya a v implantaci Situs inversus • 1:10.0000 • Uložení hrudních a břišních orgánů je zrcadlově obrácené • Bez patologie, často diagnostikováno náhodnou • Příčinou anomalie distribuce trasnkripčních faktorů během gastrulace • často spojeno s Kartagenerovým syndromem (dysfunkce cilii), cilie primitivního uzlu nezajiští tok působků zajišťující pravo-levou asymetrii Vývoj končetin • Začíná koncem 4 týdne vývoje • Končetinové pupeny – ložiskové proliferace mezenchymu somatopleury (mezoderm), povrch kryje tělový ektoderm • Pupeny rostou ventrokaudálně, tvar ploutvičky • Počátkem 7. týdne se vyvíjí základy prstů, které jsou přechodně blanitě spojeny • koncem 2 měsíce jsou prsty odděleny (apoptóza) Anomálie vývoje končetin • Příčiny: genetické mutace, drogy, narušená interakce tkání, mechanické efekty.. • Polydaktylie (nadpočetné prsty) • Syndaktylie (srůst prstů) • Brachydaktylie (abnormálně krátké prsty) • Ektrodaktylie (vrozené nevyvinutí prstů) - intrauterinní amputace - např. syndrom amniálních pruhů Anomálie vývoje končetin diplopodie Split hand/foot malformation Mutace P63 Amelie (chybění) končetin 22. den 25. den 26. den 26. den 3 mm 29. den Auditory vesicle 30. den 4 mm 31 den 34 den 36. den 40. den 43. den 47. den 60. den Přehled vývoje • Oplození (zygota) • Rýhování (blastomery) • Morula (3dny) • Blastocysta časná a pozdní (5-6. den) • Implantace 1. TÝDEN • Dvouvrstevný zárodečný terčík • Vznik amniové dutiny • Vývoj primárního a sekundárního žloutkového váčku • Vznik extraembryonálního coelomu (choriové dutiny) • Zárodečný stvol, chorion a primární choriové klky 2. TÝDEN Přehled vývoje 3. TÝDEN • Trojvrstevný zárodečný terčík • Primitivní proužek a primitivní rýha, primitivní uzel a primitivní jamka • Chordomezodermový výběžek a chorda • Neurální ploténka, neurální rýha, postupné uzavírání nervové trubice • Somity (21 den) • Mezi 21 a 22 dnem začíná tepat srdce • Ohraničování a flexe zárodku- vznik trubicového těla a vývoj pupečníku • Funguje srdce • Základ mozku (3 váčky) • Tvoří se základy oka a ucha (24-25 den) • Tvoří se žaberní oblouky (1. a 2., 22-23 den) • Vzniká horní končetinový pupen (26.- 27. den) 4. TÝDEN Deriváty zárodečných vrstev • Neuroektoderm (nervový systém , sítnice oka) • Epidermis kůže a adnexa kožní (žlázy potní, mazové, mléčná, vlas, nehet) • Vnitřní ucho (výstelka blanitého labyrintu) • Epitel rohovky, čočka oční • Část výstelky dutiny ústní • Sklovina zubu • Přední lalok hypofýzy Ektoderm Mezoderm • Pojivové tkáně (vazivoi, chrupavka, kost) • Svalová tkáň příčně pruhovaná kosterní, hladká a srdeční • Močové a pohlavní ústrojí • Krevní tělíska a cévy • Lymfatické tkáně a cévy • Kůra nadledviny • Výstelka tělních dutin (hrudní, břišní, perikardové) • Trávící trubice (výstelka i žlázy) • Dýchací systém (výstelka a žlázy dýchacích cest, výstelka plicních alveolů) • Část vývodných cest močových • Výstelka středoušní dutiny a Eustachovy trubice • Štítná žláza a příštítná tělíska • Epitelové retikulum brzlíku Endoderm Deriváty zárodečných vrstev Deriváty zárodečných vrstev