Embriyonik Gelişim
Bu bölüm boyunca embriyonik ve fetal yaşları döllenmeden itibaren geçen haftalar cinsinden ifade edeceğiz. Bir fetüsün rahim içinde tam olarak gelişmesi için gereken süreye gebelik (gestare = "taşımak" veya "doğurmak") denir. Farklı gebelik dönemlerine ayrılabilir. Doğum öncesi gelişimin ilk 2 haftası embriyonik öncesi evre olarak adlandırılır. Gelişmekte olan bir insan 3-8. haftalar arasında embriyo, dokuzuncu gebelik haftasından doğuma kadar ise fetüs olarak adlandırılır. Bu bölümde, hücre bölünmesi, göç ve farklılaşma ile karakterize edilen gelişimin embriyonik öncesi ve embriyonik aşamalarını ele alacağız. Embriyonik dönemin sonunda, organların kendileri ya işlevsiz ya da sadece yarı işlevsel olmasına rağmen, tüm organ sistemleri ilkel biçimde yapılandırılmıştır.
İmplantasyon Öncesi Embriyonik Gelişim
Döllenmeyi takiben, zigot ve onunla ilişkili zarlar, birlikte konseptus olarak adlandırılır ve Fallop tüpünün epitel hücrelerinin peristaltizmi ve atan kirpikleri ile uterusa doğru ilerlemeye devam eder. Zigot, rahme yolculuğu sırasında beş ya da altı hızlı mitotik hücre bölünmesi geçirir. Her bölünme daha fazla hücre ile sonuçlansa da, konseptusun toplam hacmini artırmaz (aşağıdaki şekil). Bölünme ile üretilen her yavru hücreye blastomer denir (blastos = "germ", tohum veya filiz anlamında).
Döllenmeden yaklaşık 3 gün sonra 16 hücreli bir konseptus rahme ulaşır. Gevşek bir şekilde gruplanmış olan hücreler artık sıkıştırılmış ve daha katı bir kütle gibi görünmektedir. Bu yapıya verilen isim moruladır (morula = "küçük dut"). Rahim içine girdikten sonra konseptus birkaç gün daha serbestçe yüzer. Yaklaşık 100 hücreden oluşan bir top oluşturarak bölünmeye devam eder ve rahim astarı kalınlaşırken rahim sütü adı verilen besleyici endometriyal salgıları tüketir. Artık birbirine sıkıca bağlı olan hücreler yumağı sıvı salgılamaya ve kendilerini sıvı dolu bir boşluk olan blastocoel etrafında organize etmeye başlar. Bu gelişim aşamasında, konseptus blastosist olarak adlandırılır. Bu yapı içinde bir grup hücre, embriyoya dönüşecek olan bir iç hücre kütlesine dönüşür. Dış kabuğu oluşturan hücrelere trofoblast denir (trophe = "beslemek" veya "beslenmek"). Bu hücreler koryonik keseye ve plasentanın fetal kısmına (hamile bir kişi ile gelişmekte olan yavru arasında besin, atık ve gaz alışverişini sağlayan organ) dönüşecektir.
Embriyonik hücrelerin iç kütlesi bu aşamada totipotenttir, yani her hücre insan vücudundaki herhangi bir hücre tipine farklılaşma potansiyeline sahiptir. Totipotensi, hücrelerin kaderlerinin belirli bir hücre soyunun öncüleri olarak belirlenmesinden önce sadece birkaç gün sürer.
Blastosist oluştukça, trofoblast zona pellusidayı bozmaya başlayan enzimler salgılar. "Kuluçka" adı verilen bir süreçte, konseptus implantasyona hazırlanmak için zona pellucida'dan ayrılır.
| İNTERAKTİF BAĞLANTI Bir konseptüsün 3. günden başlayan bu hızlandırılmış filmini izleyin. Gördüğünüz ilk yapı nedir? Blastocoel filmin hangi noktasında ilk kez ortaya çıkıyor? Filmin sonunda hangi olay gerçekleşiyor? |
İmplantasyon
Birinci haftanın sonunda blastosist rahim duvarıyla temas eder ve ona yapışarak trofoblast hücreleri aracılığıyla rahim zarına yerleşir. Böylece gelişimin embriyonik öncesi aşamasının sonunu işaret eden implantasyon süreci başlar (aşağıdaki şekil). İmplantasyona küçük kanamalar eşlik edebilir. Blastosist tipik olarak rahmin fundusuna veya arka duvarına implante olur. Bununla birlikte, endometriyum tam olarak gelişmemiş ve blastosisti almaya hazır değilse, blastosist ayrılacak ve daha iyi bir yer bulacaktır. Blastokistlerin önemli bir yüzdesi (yüzde 50-75) implantasyonda başarısız olur; bu gerçekleştiğinde, blastokist adet döneminde endometriyumla birlikte dökülür. İmplantasyon başarısızlığı oranının yüksek olması, gebelik elde etmek için genellikle birkaç yumurtlama döngüsü gerekmesinin bir nedenidir.
İmplantasyon başarılı olduğunda ve blastosist endometriyuma yapıştığında, trofoblastın yüzeysel hücreleri birbirleriyle kaynaşarak, blastosisti uterus duvarına sıkıca sabitlemek için endometriyal hücreleri sindiren çok çekirdekli bir cisim olan sinsityotrofoblastı oluşturur. Buna yanıt olarak uterus mukozası kendini yeniden inşa eder ve blastosisti sarar (aşağıdaki şekil). Trofoblast, insan koryonik gonadotropini (hCG) salgılar; bu hormon korpus luteumun hayatta kalmasını, büyümesini ve adetleri baskılamak için progesteron ve östrojen üretmeye devam etmesini sağlar. hCG'nin bu işlevleri, gelişmekte olan embriyo için uygun bir ortam yaratmak için gereklidir. Bu artan üretim sonucunda hCG annenin kan dolaşımında birikir ve idrarla atılır. İmplantasyon ikinci haftanın ortasında tamamlanır. İmplantasyondan sadece birkaç gün sonra trofoblast, evde yapılan idrar gebelik testinin pozitif sonuç vermesine yetecek kadar hCG salgılamıştır.
Çoğu zaman bir embriyo, rahim gövdesi içinde büyüme ve gelişmeyi destekleyebilecek bir yere implante olur. Ancak vakaların yüzde bir ila ikisinde embriyo ya rahim dışına (dış gebelik) ya da rahmin gebelik için komplikasyon yaratabilecek bir bölgesine implante olur. Embriyo rahmin alt kısmına yerleşirse, plasenta potansiyel olarak serviks açıklığının üzerinde büyüyebilir, bu duruma plasenta previa denir.
| …BOZUKLUKLARI Embriyonun Gelişimi Ektopik gebeliklerin büyük çoğunluğunda embriyo rahme olan yolculuğunu tamamlayamaz ve tubal gebelik olarak adlandırılan rahim tüpüne implante olur. Bununla birlikte, yumurtalık ektopik gebelikleri (yumurtanın yumurtalıktan hiç çıkmadığı) ve abdominal ektopik gebelikler (yumurtalığın rahim tüpüne transferi sırasında yumurtanın karın boşluğuna “kaybedildiği” veya tüp gebeliğinden gelen bir embriyonun karına yeniden implante edildiği) de vardır. Karın boşluğuna girdikten sonra, embriyo iyi damarlanmış herhangi bir yapıya implante olabilir; rektouterine boşluğu (Douglas kesesi), bağırsak mezenterleri ve büyük omentum bazı yaygın bölgelerdir. Tubal gebelikler, cinsel yolla bulaşan bakteriyel bir enfeksiyonu takiben tüp içindeki yara dokusundan kaynaklanabilir. Yara dokusu embriyonun rahim içine ilerlemesini engeller – bazı durumlarda embriyoya “takılır” ve diğer durumlarda tüpü tamamen tıkar. Tubal gebeliklerin yaklaşık yarısı kendiliğinden düzelir. Bir rahim tüpüne implantasyon kanamaya neden olur, bu da düz kas kasılmalarını ve embriyonun dışarı atılmasını uyarıyor gibi görünür. Geri kalan vakalarda tıbbi veya cerrahi müdahale gereklidir. Dış gebelik erken tespit edilirse, folik asit metabolizmasını engelleyen sitotoksik ilaç metotreksat verilerek embriyonun gelişimi durdurulabilir. Tanıda geç kalınmışsa ve rahim tüpü zaten yırtılmışsa cerrahi onarım şarttır. Embriyo başarılı bir şekilde rahme ulaşmış olsa bile, her zaman en uygun yere (fundus veya rahmin arka duvarı) yerleşmez. Plasenta previa, bir embriyonun rahmin iç os’una (rahim ağzının iç açıklığı) yakın bir yere yerleşmesi durumunda ortaya çıkabilir. Fetüs büyüdükçe, plasenta serviks açıklığını kısmen veya tamamen kapatabilir (aşağıdaki şekil). Gebeliklerin yalnızca yüzde 0,5’inde görülmesine rağmen plasenta previa, antepartum kanamanın (gebeliğin 24. haftasından sonra ancak doğumdan önce görülen aşırı vajinal kanama) önde gelen nedenidir. |
Embriyonik Zarlar
Gelişimin ikinci haftasında, embriyonun rahme yerleştirilmesiyle birlikte, blastosist içindeki hücreler katmanlar halinde organize olmaya başlar. Bazıları büyüyen embriyoyu desteklemek ve korumak için gereken ekstra embriyonik zarları oluşturmak üzere büyür: amniyon, yolk kesesi, allantois ve koryon.
İkinci haftanın başında, iç hücre kitlesinin hücreleri iki katmanlı bir embriyonik hücre diskine dönüşür ve trofoblast ile arasında bir boşluk -amniyotik boşluk- açılır (aşağıdaki şekil). Diskin üst tabakasından (epiblast) gelen hücreler amniyotik boşluğun etrafına yayılarak ikinci haftanın sonunda amniyona dönüşen zarımsı bir kese oluşturur. Amniyon amniyotik sıvı ile dolar ve sonunda embriyoyu çevreleyecek şekilde büyür. Gelişimin erken dönemlerinde amniyotik sıvı neredeyse tamamen maternal plazma süzüntüsünden oluşur, ancak fetüsün böbrekleri yaklaşık sekizinci haftada çalışmaya başladığında, amniyotik sıvı hacmine idrar eklerler. Amniyotik sıvı içinde yüzen embriyo -ve daha sonra fetüs- travma ve hızlı ısı değişimlerinden korunur. Sıvı içinde serbestçe hareket edebilir ve yutkunmaya ve rahim dışında nefes almaya hazırlanabilir.
Embriyonik diskin ventral tarafında, amniyonun karşısında, embriyonik diskin alt katmanındaki hücreler (hipoblast) blastosist boşluğuna uzanır ve bir yumurta sarısı kesesi oluşturur. Yolk kesesi, trofoblasttan emilen bazı besinleri sağlar ve ayrıca gelişimin ikinci ve üçüncü haftasında gelişmekte olan embriyoya ilkel kan dolaşımını sağlar. Plasenta yaklaşık 4. haftada embriyonun beslenmesini üstlendiğinde, yumurta sarısı kesesinin boyutu büyük ölçüde küçülmüştür ve ana işlevi kan hücrelerinin ve germ hücrelerinin (gametlere yol açacak hücreler) kaynağı olarak hizmet etmektir. haftada, yumurta sarısı kesesinin parmak benzeri bir çıkıntısı, idrar kesesinin bir parçası haline gelecek olan embriyonun ilkel bir boşaltım kanalı olan allantoise dönüşür. Yolk kesesi ve allantois sapları birlikte göbek kordonunun dış yapısını oluşturur.
Ekstra embriyonik zarların sonuncusu, diğerlerini çevreleyen tek zar olan koryondur. Koryonun gelişimi, plasentanın büyümesi ve gelişmesiyle ilgili olduğu için kısa bir süre sonra daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.
Embriyogenez
Gelişimin üçüncü haftası başladığında, iki katmanlı hücre diski, hücrelerin totipotensiden multipotensiye geçiş yaptığı gastrulasyon süreciyle üç katmanlı bir disk haline gelir. Oval şekilli bir disk şeklini alan embriyo, epiblastın dorsal yüzeyi boyunca ilkel çizgi adı verilen bir girinti oluşturur. İlkel çizginin kaudal (veya "kuyruk") ucundaki bir düğüm, hücreleri çoğalmaya ve göç etmeye yönlendiren büyüme faktörleri yayar. Hücreler ilkel oluğa doğru göç eder, sonra yanal olarak hareket ederek yeni iki hücre tabakası oluştururlar. İlk katman, hipoblastın yerini alan ve yumurta sarısı kesesine bitişik olarak uzanan bir hücre tabakası olan endodermdir. İkinci hücre tabakası orta tabaka ya da mezoderm olarak doldurulur. Epiblastın geriye kalan hücreleri (ilkel çizgi boyunca göç etmemiş) ektoderm haline gelir (aşağıdaki şekil).
Bu germ katmanlarının her biri embriyoda belirli yapılara dönüşecektir. Ektoderm ve endoderm sıkıca bağlanmış epitel tabakaları oluştururken, mezodermal hücreler daha az organize olmuş ve gevşek bir şekilde bağlanmış hücre topluluğu olarak var olurlar. Ektoderm, merkezi ve periferik sinir sistemleri, duyu organları, epidermis, saç ve tırnaklara dönüşmek üzere farklılaşan hücre soylarına yol açar. Mezodermal hücreler sonuçta iskelet, kaslar, bağ dokusu, kalp, kan damarları ve böbrekler haline gelir. Endoderm, gastrointestinal sistem, karaciğer ve pankreasın yanı sıra akciğerlerin epitelyal astarını oluşturmaya devam eder (aşağıdaki şekil).
Plasentanın Gelişimi
Gelişimin ilk birkaç haftası boyunca, endometriyum hücreleri (desidual hücreler olarak adlandırılır) yeni oluşan embriyoyu besler. Doğum öncesi 4-12. haftalar arasında, gelişmekte olan plasenta embriyonun beslenmesi rolünü yavaş yavaş üstlenir ve desidual hücrelere artık ihtiyaç duyulmaz. Olgun plasenta, embriyodan türetilen dokuların yanı sıra endometriyumun maternal dokularından oluşur. Plasenta, iki göbek atardamarı aracılığıyla fetüsten oksijeni alınmış kanı ve atıkları taşıyan göbek kordonu aracılığıyla konsepte bağlanır; besinler ve oksijen hamile kişiden fetüse tek göbek damarı aracılığıyla taşınır. Göbek kordonu amniyon ile çevrilidir ve kordon içindeki kan damarlarının etrafındaki boşluklar, mukoza benzeri bir bağ dokusu olan Wharton jölesi ile doludur.
Plasentanın maternal kısmı, endometriyumun en derin tabakası olan desidua bazalisten gelişir. Plasentanın embriyonik kısmını oluşturmak için sinsityotrofoblast ve trofoblastın altta yatan hücreleri (sitotrofoblast hücreleri) ekstraembriyonik mezoderm hücrelerinden oluşan bir tabaka ile birlikte çoğalmaya başlar. Bunlar, tüm konsepti koryon olarak saran koryonik zarı oluşturur. Koryonik zar, endometriyumun içine ağaç kökleri gibi giren ve plasentanın fetal kısmını oluşturan koryonik villus adı verilen parmak benzeri yapılar oluşturur. Sitotrofoblast hücreleri koryonik villusları deler, endometriyumun içine doğru ilerler ve villusları çevreleyen maternal kan akışını artırmak için maternal kan damarlarını yeniden şekillendirir. Bu sırada mezodermden türeyen fetal mezenkimal hücreler villusları doldurur ve embriyoyu gelişmekte olan plasentaya bağlayan üç umbilikal kan damarı da dahil olmak üzere kan damarlarına farklılaşır (aşağıdaki şekil).
Plasenta embriyonik dönem boyunca ve fetal dönemin ilk birkaç haftasında gelişir; plasentasyon 14-16. haftalarda tamamlanır. Tam gelişmiş bir organ olarak plasenta beslenme, boşaltım, solunum ve endokrin fonksiyonları sağlar (aşağıdaki tablo ve aşağıdaki şekil). Plasenta, göbek arterleri aracılığıyla fetüsten kan alır. Koryon villusundaki kılcal damarlar fetal atıkları kandan süzer ve temiz, oksijenli kanı umbilikal ven yoluyla fetüse geri gönderir. Besin maddeleri ve oksijen, villusları çevreleyen anne kanından kılcal damarlar yoluyla fetal kan dolaşımına aktarılır. Bazı maddeler plasenta boyunca basit difüzyonla hareket eder. Oksijen, karbondioksit ve diğer yağda çözünen maddeler bu yolu kullanır. Diğer maddeler kolaylaştırılmış difüzyonla karşıya geçer. Buna suda çözünen glikoz da dahildir. Fetüsün amino asitlere ve demire olan ihtiyacı yüksektir ve bu maddeler plasenta boyunca aktif taşıma ile taşınır.
Kan hücreleri plasenta boyunca hareket edemediği için anne ve fetüs kanı birbirine karışmaz. Bu ayrım, hamile kişinin sitotoksik T hücrelerinin "kendinden olmayan" antijenler taşıyan fetüse ulaşmasını ve daha sonra onu yok etmesini önler. Ayrıca, fetal kırmızı kan hücrelerinin hamile kişinin dolaşımına girmemesini ve antikor gelişimini tetiklememesini sağlar ("kendinden olmayan" antijenler taşıyorlarsa) - en azından hamileliğin son aşamalarına veya doğuma kadar. Bu nedenle, önleyici tedavinin yokluğunda bile, Rh- olan bir kişi ilk Rh+ fetüsünde hemolitik hastalığa neden olabilecek antikorlar geliştirmez.
Kan hücreleri değiş tokuş edilmese de, koryonik villuslar anne ve fetüs kanı arasında iki yönlü madde alışverişi için geniş bir yüzey alanı sağlar. Villuslar inceldikçe ve giderek dallandıkça değişim oranı gebelik boyunca artar. Plasenta, yağda çözünen fetotoksik maddelere karşı geçirgendir: alkol, nikotin, barbitüratlar, antibiyotikler, bazı patojenler ve gelişmekte olan embriyo veya fetüs için tehlikeli veya ölümcül olabilen diğer birçok madde. Bu nedenlerle, hamile kişiler fetotoksik maddelerden kaçınmalıdır. Örneğin hamile kişiler tarafından alkol tüketimi, fetal alkol spektrum bozuklukları (FASD) olarak adlandırılan bir dizi anormalliğe neden olabilir. Bunlar arasında organ ve yüz malformasyonlarının yanı sıra bilişsel ve davranışsal bozukluklar da yer alır.
| Beslenme ve sindirim | Solunum | Endokrin işlev |
| -Maternal glukoz, amino asitler, yağ asitleri, vitaminler ve minerallerin difüzyonuna aracılık eder -Gebeliğin ilerleyen dönemlerinde artan fetal talebi karşılamak için gebeliğin erken dönemlerinde besin depolar -Fetal azotlu atıkları anne kanına atar ve filtreler | -Maternal-fetal oksijen taşınmasına ve fetal-maternal karbondioksit taşınmasına aracılık eder | -Gebeliği sürdürmek ve maternal ve fetal gelişimi uyarmak için hCG, östrojenler ve progesteron dahil olmak üzere çeşitli hormonlar salgılar -Maternal hormonların fetal kana geçmesine ve tersine aracılık eder |
Organogenez
Gastrulasyonu takiben, merkezi sinir sisteminin temelleri nörülasyon sürecinde ektodermden gelişir (aşağıdaki şekil). Embriyonun uzunluğu boyunca uzmanlaşmış nöroektodermal dokular nöral plak şeklinde kalınlaşır. Dördüncü hafta boyunca, plakanın her iki tarafındaki dokular yukarı doğru katlanarak sinirsel bir kıvrım oluşturur. İki kıvrım birleşerek nöral tüpü oluşturur. Tüp, sonunda intervertebral disklerin nükleus pulposusu haline gelen çubuk şeklindeki, mezoderm türevi bir notokordun üzerinde yer alır. Tüpün her iki yanında somit adı verilen blok benzeri yapılar oluşur ve sonunda aksiyal iskelet, iskelet kası ve dermise farklılaşır. Dördüncü ve beşinci haftalarda, ön nöral tüp genişler ve beyin yapıları haline gelecek vezikülleri oluşturmak için alt bölümlere ayrılır.
B vitaminlerinden biri olan folat, nöral tüpün sağlıklı gelişimi için önemlidir. Hamileliğin ilk haftalarında annede folat eksikliği, spina bifida da dahil olmak üzere nöral tüp defektlerine yol açabilir; bu defektte omurga dokusu, yenidoğanın tamamen kapanmayan omurgasından dışarı çıkar. Daha ciddi bir nöral tüp defekti, beyin dokusunun kısmen veya tamamen yokluğu olan anensefalidir.
Düz bir hücre tabakası olarak başlayan embriyo, embriyonik katlanma süreciyle silindirik bir şekil almaya başlar (aşağıdaki şekil). Embriyo yanlara doğru ve her iki ucundan tekrar katlanarak belirgin baş ve kuyruk uçları olan bir C şekli oluşturur. Embriyo, göbek kordonuyla birlikte karın bölgesinden dışarı çıkan yolk kesesinin bir kısmını sarar. Katlanma esasen ilkel bağırsak adı verilen ve endoderm tarafından kaplanan bir tüp oluşturur. Düz embriyonun üstünde duran amniyotik kese, katlandıkça embriyoyu sarar.
Gebeliğin ilk 8 haftası içinde, gelişmekte olan bir embriyo ektoderm, mezoderm ve endodermden tüm organ ve dokularının ilkel yapılarını oluşturur. Bu süreç organogenez olarak adlandırılır.
Merkezi sinir sistemi gibi kalp de embriyoda kılcal damarlar aracılığıyla koryonik villuslara bağlanan tüp benzeri bir yapı olarak gelişimine başlar. İlkel tüp şeklindeki kalbin hücreleri elektrik iletimi ve kasılma yeteneğine sahiptir. Kalp dördüncü haftanın başında atmaya başlar, ancak büyük karaciğerin kırmızı kan hücreleri üretmeye başladığı bir hafta sonrasına kadar embriyonik kanı gerçekten pompalamaz. (Bu, fetal gelişim sırasında kemik iliğinin üstleneceği embriyonik karaciğerin geçici bir sorumluluğudur). 4-5. haftalarda göz çukurları oluşur, uzuv tomurcukları belirginleşir ve akciğer sisteminin temelleri oluşur.
Altıncı hafta boyunca, kontrolsüz fetal uzuv hareketleri oluşmaya başlar. Gastrointestinal sistem embriyonik karnın alamayacağı kadar hızlı gelişir ve bağırsaklar geçici olarak göbek kordonuna dolanır. Kürek şeklindeki eller ve ayaklar, parmaklar arasındaki dokuların parçalanmasına neden olan apoptoz (programlı hücre ölümü) süreciyle el ve ayak parmaklarını geliştirir. haftada yüz yapısı daha karmaşıktır ve burun delikleri, dış kulaklar ve lensleri içerir (aşağıdaki şekil). Sekizinci haftaya gelindiğinde, baş neredeyse embriyonun vücudunun geri kalanı kadar büyüktür ve tüm ana beyin yapıları yerindedir. Dış genital organlar belirgindir, ancak bu noktada erkek ve dişi embriyolar ayırt edilemez. Kemik, kemikleşme süreciyle embriyonik iskelette kıkırdağın yerini almaya başlar. Embriyonik dönemin sonunda, embriyo tepeden sağrıya yaklaşık 3 cm (1,2 inç) ve yaklaşık 8 g (0,25 oz) ağırlığındadır.
| İNTERAKTİF BAĞLANTI Döllenmeden hamileliğe ve doğuma kadar embriyogenez sürecini görmek için bu videoyu izleyin. Embriyoda nörülasyonun ne zaman gerçekleştiğini tanımlayabilir misiniz? Önceki Ders: Döllenme Sonraki Ders: Cenin Gelişimi |
Yorumlar
Yorum Gönder