GERINC ÉS TÖRZS FEJLŐDÉSE, VÉGTAGOK FEJLŐDÉSE Dr. Székely Andrea Dorottya Semmelweis Egyetem Általános Orvostudományi Kar Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézet Budapest
MIT KELL MEGJEGYEZNI? Paraxialis mesoderma feltagozódását somitákká, azok differenciálódását és származékait Polarizációt (irányokat, határokat) A törzs vázának (gerinc+bordák) és a hozzájuk rendelt izmok/idegek/erek elhelyezkedésének szabályait Végtagfejlődést irányító tényezők és területek szerepét
MESODERMA KIALAKULÁSA, ALEGYSÉGEI
MESODERMA FELOSZTÁSA AXIALIS PARAXIALIS INTERMEDIER LATERALIS
PARAXIALIS MESODERMA SOMITÁK Chorda dorsalis (+ velőcső) két oldalán található átmeneti képletek Cranio-caudalis irányban alakulnak ki, egyes területei fokozatosan tagolódnak fel
4 occipitalis 8 cervicalis 12 thoracalis 5 lumbalis 5 sacralis 8-10 coccygealis SOMITOGENESIS
SOMITOMER A legcranialisabb elemek soha nem szegmentálódnak cranio caudalis irányban történik Caudalisan még nem szegmentálódtak
SEGMENTATIO SZABÁLYOZÁSA retinsav FGF-8
SOMITÁK TOVÁBBI DIFFERENCIÁCIÓJA
SCLEROTOM képződésének indukciója Epithelio-mesenchymalis transformatio Dermis, scapula
SCLEROTOM SZÁRMAZÉKAI Csigolyatest discusok Agyhártyák és ereik Csigolyív proc. spinosus Hátizmok inai Distal ribs, tendons Csigolyaív bázisa, proc. transversus bordák proximális része
SOMITÁK ÚJRATAGOZÓDÁSA - RESEGMENTATIO Két szomszédos őscsigolyafél alakít ki egy új csigolyát
A MYOTOM SEJTJEI NEM TAGOZÓDNAK ÚJRA
CSIGOLYÁK FEJLŐDÉSE
ATLAS ÉS AXIS FEJLŐDÉSE
HOX-EXPRESSIO ÁLTAL DETERMINÁLT CRANIO- CAUDALIS IDENTITÁS
STERNUM FEJLŐDÉSE Az oldallemez mesodermában kialakuló páros telepekből jön létre Fuzionál a két léc A bordaporcok a lateralis somitahatáron átvándorló mesenchymasejtekből származnak
FEJLŐDÉSI RENDELLENESSÉGEK
FEJLŐDÉSI RENDELLENESSÉGEK Pectus excavatum Pectus carinatum Ectopia cordis
MYOTOM DIFFERENCIÁLÓDÁSA VÉGTAGIZMOK ÉS TÖRZSIZMOK KIALAKULÁSA MINDEN VÁZIZOM MYOTOMBÓL LESZ! A simaizmok és szívizomzat az oldalsó mesoderma zsigeri lemezéből fejlődik
TÖRZSIZOMZAT Sclerotom kondenzációja 25. nap dermatom myotom Oldallemez mesoderma Lamina visceralis intraembryonalis coeloma Oldallemez mesoderma Lamina parietalis
VÁZIZMOK FEJLŐDÉSE Epaxialis (= primaxialis) myoblastok 5 weeks Nervus spinal hypaxialis (= abaxialis) myoblastok Primaxialis és abaxialis jelentése Ami a somitahatáron belül van, az primaxialis, ami onnan oldalra kivándorolt és átlépett az oldalsó somitaszegélyen, az abaxialis
Hypaxialis izmok Törzsfal izmai (mm. intercostales hasizmok, stb) VÁZIZMOK FEJLŐDÉSE Végtagflexorok Végtagextensorok Primer Ramus dorsalis (n. spin.) Epaxialis izmok (mély hátizmok Primer VPR Ramus ventralis (n. spin.)
MELLKASFAL ÉS HASFAL IZMAI
MELLKASFAL IZMAI A háti dermatomyotomból a bordák fejlődésével párhuzamosan alakulnak ki az intercostalis izmokat adó PREMYOBLASTOK beidegzésük is szegmentális A felső végtagbimbóhoz másodlagosan kapcsolódó (törzs)izmok M. pectoralis, M. serratus anterior beidegzésük NEM szegmentális a plexus brachialisból származik
HASFAL IZMAI A thoracalis somitákból származó PREMYOBLASTOK ventral felé vándorolnak és tömör izomrétegeket hoznak létre Az oldallemez mesoderma PARIETALIS LEMEZÉNEK kötőszövete mutatja az irányt (organizátor) 4 IZOMBLASTEMA alakul ki M. rectus abdominis, M. obliquus internus M. obliquus externus M. transversus abdominis
ÉRDEKES ÉS FONTOS az egymást követő myotomok egymással összeolvadva hozhatnak létre egy izmot (pl. m. erector spinae) vagy A myotomok feltagozódhatnak és úgy alkotnak több izmot (pl. m. deltoidus vagy m. teres minor) és a myoblastok keletkezési helyüktől távolra is elvándorolhatnak (pl. m. latissimus dorsi) vagy a fentiek kombinációja történhet
human ~ 30. nap VÉGTAGOK FEJLŐDÉSE KULCSSZAVAK Végtagbimbó Felső: 26. nap Alsó: 1-2 nappal később (HOX9-13) által indukált végtagmezőben alakul ki - ektodermával borított oldallemez mesodermából áll (FGF10 = fibroblast növekedési faktor expresszálódik az oldallemezben, a felette lévő ectodermában az FGF8 expresszióját indukálja Irányok meghatározása az a. axillarishoz képest 1. Proximo-disztális tengely: vállöv--ujjhegy 2. Dorso-ventralis tengely: kézhát--tenyér 3. Anterior-posterior tengely: hüvelykujj-kisujj
PROXIMO-DISTALIS IRÁNY Sadler T.W.
AER Apical Ectodermal Ridge PROXIMO-DISTALIS IRÁNY (AER) felső proximalis distalis alsó AER - induktív hatással van a szomszédos mesenchymára, és ennek eredményeként a gyorsan proliferáló sejtek nem differenciált, progressziós zónát hoznak létre. A távolabbi területeken (AER befolyása csökken) izom és porc alakul ki.
PROXIMO-DISTALIS IRÁNY (CSONTNÖVEKEDÉS) Stylopodum Humerus, femur Zeugopodium Tibia, fibula Radius, ulna Autopodium Kézfej, lábfej csontjai Sadler T.W.
Fetaler Fuβ, 20 Wochen alt, Alisarinrot Färbung Glycerin Aufhellung Ossifikationskerne in den Diaphysen Präparat von Dr. med. Szabolcs Benis Anatomisches Institut, Budapest
PREAXIALIS POSTAXIALIS POLARIZÁCIÓ AER Zone of Polarizing Activity felső preaxial ZPA - az AER közelében a végtag törzshöz közeli határán található. sonic hedgehog (SHH) faktort szekretál, amely az anteroposterior polarizáció (tengely) meghatározásáért felelős. A végtag növekedésével a ZPA folyamatosan distalis irányban vándorol, hogy az AER hátsó határának szomszédságában maradjon. alsó postaxial
DORSO-VENTRALIS POLARIZÁCIÓ anterior posterior
VÉGTAGFLEXIO ÉS ROTATIO Kézlemez kifelé láblemez befelé
PROGRAMOZOTT SEJTHALÁL Kb 35 naptól a végtagbimbón kéz és láblemezek alakulnak ki, rajtuk ujjsugarak jelennek meg (Cca 3-4 nap késéssel követi a láb a kezet ) az ujjsugarak közötti szövet apoptosissal tűnik el APOPTOSIS SZIGNÁL ZEUGOPOD TERÜLETEN: ulna és radius között egy belső apoptoticus csík AUTOPOD TERÜLETEN: valószínüleg BMP proteinek BMP2, BMP4, és BMP7 expresszálódnak az ujjak közötti éretlen kötőszövetben
VÉGTAGIZMOK FEJLŐDÉSE Mély hátizmok (epaxialis izomzat) primer dorsalis idegág primer ventralis idegág Törzsfal izmai Végtag extensorai Hypaxialis izomzat Végtag flexorai
A BEIDEGZÉSBŐL KIKÖVETKEZTETHETŐ A FEJLŐDÉS HELYE FELSŐ VÉGTAG ALSÓ VÉGTAG
DERMATOMA = SEGMENTALIS ÉRZŐ INNERVATIO ~ 35 nap Felső végtag esetében C5-T1 gerincvelői idegekből ~ 38 nap Alsó végtag esetében L2-S3 gerincvelői idegekből ~40 nap
DERMATOMA = SEGMENTALIS ÉRZŐ INNERVATIO
FEJLŐDÉSI RENDELLENESSÉGEK Polydaktylia Amelia, meromelia Syndaktylia
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Ectoderm: Epithelium, glands of the skin: ectoderm Nerves: neural tube and neural crest Mesoderm: Bones, joints, vessels, connective tissue: from somatopleura Muscles: somatopleura+myotomes
Standring S Gray s Anatomy, 2005
Standring S Gray s Anatomy, 2005