В процессе органогенеза головной мозг человека образуется из: Органогенез — что это, определение и ответ

Органогенез — что это, определение и ответ

После гаструляции начинается следующий этап в развитии зародыша — дифференцировка зародышевых листков и закладка органов – органогенез.

Вначале происходит формирование осевых органов — нервной системы, хорды и пищеварительной трубки. Стадия, на которой осуществляется закладка осевых органов, называется нейрулой.

Из эктодермы у позвоночных формируется нервная трубка, развивается наружный покров кожи — эпидермис, и его производные (ногти, волосы, сальные и потовые железы), эпителий рта, носа, анального отверстия, выстилка прямой кишки, эмаль зубов, воспринимающие клетки органов слуха, обоняния, зрения и т. д.

Из энтодермы развиваются эпителиальные ткани, выстилающие пищевод, желудок, кишечник, дыхательные пути, легкие или жабры, печень, поджелудочную железу, эпителий желчного и мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, щитовидную и околощитовидную железы.

Производными мезодермы являются соединительнотканная основа кожи (дерма), вся собственно соединительная ткань, кости скелета, хрящи, кровеносная и лимфатическая системы, дентин зубов, брыжейка, почки, половые железы, мускулатура.

Таблица 1. Производные зародышевых листков

Эктодерма	Энтодерма	Мезодерма
Нервная система (головной мозг, спинной мозг, ганглии, нервы, рецепторные клетки органов чувств) Эпидермис кожи и его производные (ногти, волосы, потовые железы) Эпителий ротовой полости и полости анального отверстия Хрусталик глаза Зубная эмаль	Пищеварительная система (печень, поджелудочная железа, кишечник, желудок) Дыхательная система (лёгкие, трахея, бронхи) Эпителий желудка, пищевода, кишечника Эпителий трахеи, бронхов, лёгких Эпителий желчного пузыря Эпителий мочевого пузыря Эпителий мочеиспускательного канала Щитовидная и паращитовидная железа	Половая система (семенники, яичники и органы половой системы) Мышечная ткань (гладкая, поперечнополосатая, сердечная) Кровеносная система (сердце, кровеносные сосуды) Выделительная система (почки, мочеточник, мочевой пузырь, уретра) Соединительная ткань (костная, хрящевая, кровь, лимфа) Дерма кожи Дентин зубов Брыжейка Хорда

Зародыш животных развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. При этом один зачаток оказывает влияние на другой, в значительной мере определяя путь его развития. Кроме того, на темпы роста и развития зародыша оказывают влияние внешние и внутренние условия.

Зародышевые оболочки

Эмбриональное развитие организмов протекает по-разному у разных типов животных, но во всех случаях необходимая связь зародыша со средой обеспечивается специальными внезародышевыми органами, функционирующими временно и называемыми провизорными. Примерами таких временных органов являются желточный мешок у личинок рыб, плацента у млекопитающих.

Развитие зародышей высших позвоночных животных, в том числе и человека, на ранних стадиях развития весьма похоже на развитие ланцетника, но у них, уже начиная со стадии бластулы, наблюдается появление специальных зародышевых органов — дополнительных зародышевых оболочек (хориона, амниона и аллантоиса), обеспечивающих защиту развивающегося зародыша от высыхания и различного рода воздействий среды.

Наружная часть сферического образования, развивающегося вокруг бластулы, называется хорионом. Эта оболочка покрыта ворсинками. У плацентарных млекопитающих хорион вместе со слизистой оболочкой матки образует детское место, или плаценту, обеспечивающую связь плода с материнским организмом.

Второй зародышевой оболочкой является амнион (лат. amnion — околозародышевый пузырь). Амнион зародыша заполнен жидкостью.

Амниотическая жидкость — водный раствор белков, сахаров, минеральных солей, содержащий также гормоны. Количество этой жидкости у шестимесячного зародыша человека достигает 2 л, а к моменту родов — 1 л. Стенка амниотической оболочки — производное экто- и мезодермы.

Аллантоис (лат. alios — колбаса, oidos — вид) — третья зародышевая оболочка. Это зачаток мочевого мешка.

У различных позвоночных животных его функции различны. У пресмыкающихся и птиц в нем накапливаются продукты жизнедеятельности зародыша до вылупливания из яйца. У зародыша человека он не достигает больших размеров и исчезает на третьем месяце эмбрионального развития.

Анамнии (низшие позвоночные животные: круглоротые, рыбы, земноводные) – организмы, в процессе эмбриогенеза которых не возникает зародышевых оболочек – амниона и аллантоиса). Связаны с водной средой на протяжении всего онтогенеза или на некоторых его стадиях.

Амниоты (высшие позвоночные животные: пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие) – организмы, для которых характерно образование зародышевых оболочек вокруг зародыша. Эмбриональное развитие амниот протекает в яйцах, откладываемых на суше, или в организме матери.

Органогенез (нейрула, образование органов). Взаимодействие частей зародыша

1.      Нейрула следует за стадией гаструлы.

2.      В этот момент между эктодермой и энтодермой закладывается мезодерма.

3.      Из эктодермы формируется нервная пластинка.

4.       Края пластинки сворачиваются, образуется нервная трубка, из которой у позвоночных развивается головной и спинной мозг.

5.      Из мезодермы под нервной трубкой формируется хорда.

6.      Под хордой располагается кишечная трубка, образованная из энтодермы.

7.      Итоги: в конце нейрулы образуется осевой комплекс органов: нервная трубка, хорда, кишечная трубка.

Взаимодействие частей зародыша

1.      Зародыш — единый организм, так как в зародыше все клетки, ткани, органы находятся в тесном взаимодействии.

2.      Части зародыша — 3 зародышевого листка — взаимодействуют.

3.      На темпы роста и развития зародыша влияют факторы внутренней и внешней среды.

4.      ЦНС ребенка страдает от недостатка кислорода, который вызывает алкоголь матери. В итоге алкоголь вызывает умственную отсталость детей.

5.      Каждая выкуренная сигарета уменьшает снабжение кислородом плода на 10 процентов!

Эмбриональная индукция иллюстрирует взаимодействие частей зародыша. Почему?

1.     

Зародышевый индуктор, или организатор — группа клеток, стимулирующая развитие органов и тканей.

2.      Эмбриолог Ганс Шпеман в 1901 году пересадил участок, взятый из спинной губы бластопора одной амфибии в тело другой на стадии гаструлы.

3.      В итоге в теле амфибии, которой пересадили участок, прижились пересаженные клетки и в нем развился дополнительный эмбрион.

4.      Значит, пересаженный участок (он является индуктором) способен направлять или даже переключать развитие того материала, который находится вокруг него, на определенный путь развития. В этом состоит взаимодействие частей зародыша.

5.      Фактически новый зародыш использовал клетки хозяина для построения собственного тела.

Из эктодермы хозяина образовалась нервная трубка второго эмбриона. В целом внутри второго зародыша преобладали клетки хозяина, а не пересаженные клетки донора. Из клеток донора образовалась хорда и клетки мезодермы дополнительного эмбриона. Клетки донора наблюдались в составе разных органов.

6.      Есть и другой пример взаимодействия частей зародыша. Выяснилось, что клетки хорды очень влияют на развитие нервной трубки. Проводились опыты с удалением зачатка хорды у зародыша: нервная трубка при этом вообще не развивалась. Появлялись зародыши без нервной системы, которые погибали.

Образование органов

1.      На стадии нейрулы начинается закладка органов, но она продолжается в процессе органогенеза.

2.      Какие ткани и органы дают 3 зародышевых листка?

Эктодерма

1.      Эпителиальная, нервная ткань.

2.      Эпидермис кожи и его производные —ногти, волосы, сальные и потовые железы, эмаль зубов.

3.      Нервная система, органы чувств.

4.      Железы внутренней секреции — гипофиз, эпифиз — из нервной трубки.

5.      Щитовидная железа — из эктодермы (ФИПИ считает, что щитовидная и околощитовиная из энтодермы).

Энтодерма

1.      Эпителиальная ткань, выстилающая органы пищеварительной, дыхательной, мочевыделительной, кровеносной, половой систем.

2.      Пищеварительные железы — печень, поджелудочная железа. Легкие.

Мезодерма

1.      Мышечная ткань, все виды соединительной ткани, включая кровь, лимфу, тканевую жидкость.

2.      Хорда впоследствии дает хрящевой и костный скелет, боковые участки мезодермы — мышцы, кровеносные сосуды, сердце, почки, органы половой системы (семенники, яичники). Плюс надпочечники.

Типы постэмбрионального развития

1.      Прямое развитие (организм сходен по строению со взрослой особью).

2.      Непрямое развитие (имеется личинка, которая отличается от взрослой особи).

Значение непрямого развития.

1.      Отсутствие конкуренции личинок со взрослыми особями.

2.      Личинки могут способствовать расселению вида.

3.      В стадии личинки легче переносить неблагоприятные условия.

 

Эмбриология, центральная нервная система – StatPearls

Мохамед Эльшазли; Майкл Дж. Лопес; Вамси Редди; Омар Кабан.

Информация об авторе и организациях

Последнее обновление: 5 апреля 2022 г.

Введение

Эмбриология центральной нервной системы (ЦНС) — обширная тема. Эта статья представляет собой краткое изложение органогенеза ЦНС, а также обзор структуры эмбриологии, эмбриогенеза головного и спинного мозга, различных тестов, которые можно проводить внутриутробно для выявления аномалий ЦНС, и проблем, с которыми можно столкнуться во время эмбриогенеза. , уделяя особое внимание ЦНС.

Система ЦНС включает 3 зародышевых слоя: эктодерму, мезодерму и энтодерму.

1. Эктодерма является ключевым инициирующим игроком в эмбриогенезе ЦНС. Эктодерма дополнительно подразделяется на (1) поверхностную эктодерму, которая дифференцируется в эпидермис, ногти и волосы. Эктодерма также субспециализирована для формирования (2) нервной эктодермы, которая дает начало нервной трубке и нервному гребню, которые впоследствии дают начало головному, спинному мозгу и периферическим нервам.

2. Энтодерма дает начало выстилке желудочно-кишечного тракта и дыхательной системы. Он также дает начало органам брюшной полости, таким как печень, поджелудочная железа и мочевой пузырь.

3. Месодерма дифференцирована на 3 частей:

• Параксиальная мезодерма: Эта часть мезодермы содержит в основном элиты, которые приводят к воспитанию к осевой скелету, Dermis и Muscle.

• Промежуточная мезодерма: Эта часть мезодермы дает начало гонадам, почкам и мочеполовым структурам.

• Мезодерма латеральной пластинки далее подразделяется на париетальную мезодерму и висцеральную мезодерму, которые дают начало скелету конечностей и мышечной стенке кишечной трубки, соответственно.

Эмбриологические трансформации

Поскольку эти изменения не происходят сразу, эмбриология является сложным предметом. Следующие сроки эмбриологического развития, с особым вниманием к ЦНС, предлагают лучшее понимание процесса.

• Недели 1–3: образование зиготы, бластоцисты и гаструляция

• Середина четвертой недели: эмбрион линейный и однородный; происходит формирование хорды

• В конце четвертой недели: возникают многие формы дифференциального роста; зачатки верхних конечностей всегда развиваются раньше, чем зачатки нижних0003

• Седьмая неделя: формирование глаз, ушей и пальцев

• Конец восьмой недели: формирование всех систем органов голова, и маленькое тело, и это время, когда тело растет, пытаясь догнать конечности. Гениталии могут быть распознаны в этот период, что дает возможность родителям узнать пол эмбриона.

• От 13 до 16 недель (от 15 до 18 гестационного возраста): Происходит скоординированное развитие конечностей и окостенение черепа; Яичники дифференцируются и содержат примордиальные фолликулы яичников, содержащие оогонии; глаза обращены вперед, уши на месте.

• От 17 до 20 недель (от 18 до 22 гестационного возраста): брови и волосы на голове видны на 20 неделе

• От 21 до 25 недель (от 23 до 27 гестационного возраста): Пневмоциты II типа для секреции сурфактанта. Именно после этой стадии дети считаются жизнеспособными.

• От 26 до 29 недель (от 28 до 31 гестационного возраста): веки открыты; увеличивается количество белого жира. ЦНС созрела и может контролировать дыхание, а также температурную функцию. Кроме того, костный мозг берет на себя (из желточного мешка) основное место эритропоэза.

• От 30 до 34 недель (от 32 до 36 гестационного возраста): Происходит созревание и рост органов

От 35 до 38 недель (от 37 до 40 гестационного возраста): Теперь ребенок крепко держит руки. Яички могли опуститься у мужчин.[1][2]

Развитие

Эмбриогенез: со 2 по 8 недели

Начиная с трехслойного зародышевого диска, который относится к эпибласту и гипобласту, клетки эпибласта претерпевают эпителиально-мезенхимальный переход, который замещает гипобласт. Они также пролиферируют в среднем слое, образуя мезодерму, где она остается мезенхимальной, образуя соединительную ткань. Затем первичная полоска начинает появляться сверху из утолщенной области эктодермы. Он растет каудальнее краниального и индуцирует образование хорды. Затем эктодерма инвагинирует, когда клетки мигрируют, образуя примитивный узел и примитивную ямку, где формируется нотохордальный отросток.

1. Примитив ямка представляет собой углубление в центре примитивного узла, представляющего собой отверстие в нотохордальном канале.

2. Нейруляция относится к складчатости нервной пластинки. Нервная пластинка складывается за счет индукции от хорды в нервную трубку, которая затем становится нейроэктодермой, которая в конечном итоге формирует ЦНС, а именно головной и спинной мозг; головной мозг из краниальных двух третей сегмента и спинной мозг из каудальной одной трети сегмента)

3. Клетки нервного гребня образуют ганглии задних корешков и соединительную ткань в области головы и шеи.

4. Хорда:

• Определяет продольную ось

• Образует части межпозвонковых дисков, а не спинного мозга или позвоночник

• Хордальный отросток, сформированный на вершине примитивного узла

• Удлинение нотохордального отростка происходит каудально и идет вверх к краниальному концу

ЦНС происходит из нейроэктодермы: хорда индуцирует образование нервной пластинки (утолщение эктодермального слоя), которая далее дифференцируется с образованием нервных складок с нервной бороздкой между ними, что приводит к образованию нервной трубки (посредством нейруляции).

Спинной мозг

Спинной мозг сформирован из нервной пластинки, теперь содержит 3 слоя: [3][4][3]

1. Желудочковый слой , выстилающий центральный канал

2. Слой мантии , который содержит тела нейронов, которые в конечном итоге образуют серое вещество

3. Маргинальный слой , который содержит аксоны и в конечном итоге сформирует белое вещество

Хотя в этой статье кратко описаны эмбриональные изменения которые происходят в ЦНС, периферическая нервная система (ПНС) формируется из нейроэпителиальных клеток. Эти клетки перемещаются из мягкой мозговой оболочки в желудочковый слой спинного мозга, где они дифференцируются и мигрируют с образованием глиобластов (например, опорных клеток, шванновских клеток), нейронов и эпендимальных клеток. Поскольку эта информация часто проверяется на досках, эта миелиновая оболочка, состоящая из поддерживающих клеток, оборачивает аксоны и изолирует нейроны, чтобы увеличить скорость нейронной проводимости.

1. Миелинизация периферических аксонов происходит через нейролемму, которая происходит из клеток Шванна (которые происходят из клеток нервного гребня).

2. Миелинизация аксонов ЦНС происходит посредством олигодендроцитов, которые являются производными нейроэпителия.

Три мембранных слоя покрывают всю ЦНС:

1. Твердая мозговая оболочка: образуется из окружающей мезенхимы и является прочной и долговечной.

2. Паутинная оболочка: получен из нервного гребня; образует единый слой с мягкой мозговой оболочкой.

3. Мягкая мозговая оболочка : происходит из нервного гребня; плотно покрывает ЦНС.

Мозг

Во время формирования мозга есть 3 первичных мозговых пузырька, которые дифференцируются в 5 вторичных мозговых пузырьков. См. изображение.

1. Прозэнцефалон, который становится передним мозгом: Позже он развивается в полушария головного мозга, которые содержат структуры под ним, такие как эпиталамус, таламус и гипоталамус. Этот отдел мозга отвечает за сознание, сенсомоторную трансформацию и сенсорную интеграцию.

2. Мезэнцефалон, который становится средним мозгом: Эта часть головного мозга претерпевает небольшую структурную реорганизацию по сравнению со спинным мозгом и другими мозговыми везикулами.

3. Ромбовидный мозг, который становится задним мозгом: Эту часть можно разделить на 3 сегмента: для тонкой настройки выхода)

4. Каудальный миелэнцефалон: Аналогично структуре спинного мозга с «закрытым» центральным каналом продолговатого мозга

5. Ростральный миелэнцефалон: «Открытая часть» продолговатого мозга; спинномозговая жидкость (CNF) вырабатывается через сосудистое сплетение и просачивается в субарахноидальное пространство.

Наконец, гипофиз дает начало гипофизу, который имеет 2 начала. Задняя доля гипофиза является выростом гипоталамуса, а, следовательно, имеет непосредственное отношение. С другой стороны, передняя доля гипофиза представляет собой эктодермальный рост изо рта. Он зависит от густой капиллярной сети и сообщается с мозгом через сосудистую систему.[5][6]

Тестирование

• Неинвазивное тестирование можно проводить на 10-й неделе беременности. Это тестирует внеклеточную ДНК в плазме беременных женщин и помогает выявить определенные аномалии или заболевания.

• Амниоцентез, который обычно проводится между 14 и 20 неделями, представляет собой забор амниотической жидкости для выявления аномалий развития плода. Это диагностический тест.

• Тестирование в первом триместре беременности направлено на выявление риска трисомии 21, трисомии 18, трисомии 13 и других дефектов нервной трубки.

• Альфа-фетопротеин (АФП) представляет собой гормон, уровень которого повышается в амниотической жидкости при аномалиях ЦНС и брюшной стенки. Он снижается при наличии у плода трисомии 21, трисомии 18 или других хромосомных дефектов.

• Сонограмма анатомии может быть выполнена на протяжении всей беременности, но особенно между 16 и 22 неделями для оценки веса плода и гестационного возраста с использованием измерений из:

1. Окружность головы

2. Бипариетальный диаметр

3. Длина бедренной кости (от эпифиза до эпифиза)

4. Окружность живота

также является тестом Quad-screen, который можно выполнить во втором триместр. Компоненты этого скринингового теста включают АФП, ХГЧ, эстриол и ингибин-А.[7]

Патофизиология

Эмбриогенез может быть сложным и приводить к легким или выраженным дефектам (патофизиологическим изменениям).

• Тератогенез s определяется как любой внешний фактор, который может влиять на рост эмбриона. Эмбрионы очень восприимчивы и критичны между 3 и 8 неделями, потому что именно тогда развиваются системы органов.

• Дисрафизм  – это нарушение слияния между симметричными половинами анатомической структуры. К ним относятся пороки развития spina bifida, но не ограничиваются ими.

1. Spina bifida occulta возникает, когда позвоночник не срастается, но другие слои развиваются нормально. Это наименее тяжелая форма дизрафизма, обычно поражающая пояснично-крестцовый отдел (чаще всего от S1 до S2). Это может быть связано с родинками, ангиомами, липомами и аномальным ростом волос в области аномалии.

2. Spina bifida aperta возникает при неполном сращении кожи с кистой или без нее. Спинной мозг по-прежнему покрыт паутинной оболочкой, что сохраняет субарахноидальное пространство и предотвращает утечку спинномозговой жидкости.

3. Кистозная расщепление позвоночника — наиболее тяжелая форма дизрафизма. У пациентов может развиться недержание мочи или кала. 80% этих поражений приходится на пояснично-крестцовый отдел.

Дисрафия черепа вызывает пороки развития, аналогичные spina bifida[8]:

1. Энцефалоцеле: Выпячивание головного мозга в субарахноидальное пространство. Это может быть связано с аномалией Киари III, когда часть мозжечка выпячивается, а спинной мозг скручивается. Обычно это связано с расщелиной губы и неба.

2. Анэнцефалия — это когда кора головного мозга и таламические структуры обычно отсутствуют, но мозжечок, ствол головного мозга и спинной мозг присутствуют (но могут быть деформированы). Это может произойти из-за нарушения передачи сигналов хорды, которая необходима для образования срединной шарнирной точки или индукции созревания клеток нервного гребня.

3. Голопрозэнцефалия: Отсутствие формирования черт по средней линии лица. Особенности включают один центральный резец, циклопию или непарное полушарие головного мозга.

4. Craniorachischisis totalis — это когда вся нервная пластинка не складывается, а ЦНС открыта в амниотическую полость. Они часто связаны с мертворожденными плодами.

Клиническое значение

Патофизиологические процессы, которые могут возникать во время эмбриогенеза, встречаются редко и не очень часто, а когда они происходят, новорожденный жив, а не мертворожденный. Однако новорожденному могут потребоваться определенные операции для исправления черепно-лицевых аномалий до того, как произойдет значительное повреждение.[9] Кроме того, те дети, рожденные с расщелиной позвоночника, нуждаются в дальнейшем обследовании с помощью ультразвука и хирургической коррекции спинного мозга, чтобы предотвратить грыжу или другие осложнения.

С клинической точки зрения, чтобы избежать аномального эмбрионального развития, мать должна воздерживаться от тератогенов или любых внешних факторов, которые могут повлиять на рост ребенка, особенно в период с 3 по 8 недели эмбриогенеза. Значительные тератогены включают алкоголь, употребление табака, определенные лекарства, отпускаемые по рецепту, и запрещенные наркотики. Что наиболее важно, женщины, планирующие забеременеть или беременные, принимают поливитамины, особенно добавки фолиевой кислоты, чтобы способствовать развитию нервной системы.[10]

Контрольные вопросы

• Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

• Комментарий к этой статье.

Рисунок

Мозговые везикулы. Предоставлено The Embryologic Perspective Университета Райса (CC by 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Ссылки

1.

Донован М.Ф., Бордони Б. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 2 февраля 2022 г. Эмбриология, желточный мешок. [В паблике: 32310425]

2.

Хан Ю.С., Акерман К.М. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 19 апреля 2022 г. Эмбриология, неделя 1. [PubMed: 32119449]

3.

Гути М., Метцис В., Бриско Дж. Путь к типам клеток спинного мозга: рассказ о сигналах и переключатели. Тенденции Жене. 2015 июнь;31(6):282-9. [PubMed: 25823696]

4.

Каплан К.М., Спивак Дж.М., Бендо Дж.А. Эмбриология позвоночника и связанные с ним врожденные аномалии. Spine J. 2005 г., сентябрь-октябрь; 5(5):564-76. [В паблике: 16153587]

5.

Стайлз Дж., Джерниган ТЛ. Основы развития мозга. Neuropsychol Rev. 2010 Dec; 20(4):327-48. [Бесплатная статья PMC: PMC2989000] [PubMed: 21042938]

6.

Gilmore JH, Knickmeyer RC, Gao W. Визуализация структурного и функционального развития мозга в раннем детстве. Нат Рев Нейроски. 2018 16 февраля; 19 (3): 123-137. [Бесплатная статья PMC: PMC5987539] [PubMed: 29449712]

7.

Дорни Э., Блэк К.И. Уход до зачатия. Aust J Gen Pract. 2018 июль; 47 (7): 424-429. [PubMed: 30114868]

8.

Шамджи М.Ф., Ибрагим А. ИЗОБРАЖЕНИЯ В КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ. Цервикальное менингоцеле. N Engl J Med. 2015, 23 июля; 373(4):e4. [PubMed: 26200992]

9.

Захари Г.М., Монтес Д.М., Вернер Дж.Е., Нотарианни С., Гали Г.Э. Хирургическая коррекция краниосиностоза. Обзор 100 дел. J Краниомаксиллофак Хирург. 2014 Декабрь; 42 (8): 1684-91. [PubMed: 24969768]

10.

van Gelder MM, de Jong-van den Berg LT, Roeleveld N. Препараты, связанные с тератогенными механизмами. Часть II: обзор литературы о рисках для человека. Хум Репрод. 2014 янв;29(1):168-83. [PubMed: 24108217]

43.6A: Органогенез — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

14132

• Boundless (теперь LumenLearning)
• Безбрежный

Во время органогенеза три зародышевых листка эмбриона дифференцируются и в дальнейшем специализируются для формирования различных органов тела.

Цели обучения

• Описать процесс органогенеза у позвоночных

Ключевые моменты

• Клетки в эктодерме получают сигнал от молекул, называемых факторами роста, для формирования нервной пластинки, которая скручивается, образуя структуру, называемую нервной трубкой; нервная трубка в конечном итоге разовьется в головной и спинной мозг.
• Различная экспрессия различных генов контролирует дифференцировку мезодермы в соединительную ткань, а также ребра, позвоночник, скелетные мышцы и легкие.
• Энтодерма образует слизистую оболочку пищеварительного тракта, а также слизистую оболочку всех желез, которые впадают в пищеварительный тракт; он также образует большое разнообразие внутренних органов.

Ключевые термины

• органогенез : формирование и развитие органов организма из эмбриональных клеток
• эктодерма : самый наружный из трех слоев ткани эмбриона многоклеточного животного, из которого образуются эпидермис (кожа) и нервная система взрослого человека
• мезодерма : один из трех слоев ткани эмбриона многоклеточного животного, из которого образуются многие внутренние органы взрослого человека, такие как мышцы, позвоночник и кровеносная система
• энтодерма : один из трех слоев ткани эмбриона многоклеточного животного, который формирует пищеварительную систему и другие внутренние органы взрослого человека
• нервная пластинка : толстый плоский пучок эктодермы, образующийся у эмбрионов позвоночных после индукции хордой

Органогенез

Органогенез – это процесс, посредством которого три слоя зародышевой ткани эмбриона, а именно эктодерма, энтодерма и мезодерма, развиваются во внутренние органы организма. Органы формируются из зародышевых листков посредством дифференцировки: процесса, при котором менее специализированная клетка становится более специализированным типом клеток. Это должно происходить много раз, пока зигота становится полностью развитым организмом. Во время дифференцировки эмбриональные стволовые клетки экспрессируют определенные наборы генов, которые определяют их окончательный тип клеток. Например, некоторые клетки эктодермы будут экспрессировать гены, специфичные для клеток кожи. В результате эти клетки будут дифференцироваться в клетки эпидермиса. Следовательно, процесс дифференцировки регулируется клеточными сигнальными каскадами.

У позвоночных одним из основных этапов органогенеза является формирование нервной системы. Эктодерма образует эпителиальные клетки и ткани, а также нейрональные ткани. Во время формирования нервной системы особые сигнальные молекулы, называемые факторами роста, подают сигнал некоторым клеткам на краю эктодермы стать клетками эпидермиса. Остальные клетки в центре образуют нервную пластинку. Если бы передача сигналов факторами роста была нарушена, то вся эктодерма могла бы дифференцироваться в нервную ткань. Нервная пластинка претерпевает ряд клеточных движений, в ходе которых она скручивается и образует трубку, называемую нервной трубкой. В дальнейшем развитии нервная трубка даст начало головному и спинному мозгу.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Формирование нервной трубки: центральная область эктодермы образует нервную трубку, которая дает начало головному и спинному мозгу.

Мезодерма, лежащая по обе стороны от нервной трубки позвоночных, разовьется в различные соединительные ткани тела животного. Пространственный паттерн экспрессии генов реорганизует мезодерму в группы клеток, называемых сомитами, с промежутками между ними. Сомиты в дальнейшем разовьются в ребра, легкие и сегментарные (позвоночные) мышцы. Мезодерма также образует структуру, называемую хордой, которая имеет форму палочки и образует центральную ось тела животного.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Мезодерма: Мезодерма участвует в производстве сердечных мышц, скелетных мышц, гладких мышц, тканей в почках и эритроцитов.

Энтодерма состоит сначала из уплощенных клеток, которые впоследствии становятся столбчатыми. Он образует эпителиальную выстилку всей пищеварительной трубки (кроме части рта и глотки) и конечной части прямой кишки (выстланной инволюциями эктодермы). Он также образует клетки выстилки всех желез, открывающихся в пищеварительную трубку, включая железы печени и поджелудочной железы; эпителий слуховой трубы и барабанной полости; трахея, бронхи и воздушные клетки легких; мочевой пузырь и часть уретры; и выстилка фолликулов щитовидной железы и тимуса. Кроме того, энтодерма образует внутренние органы, включая желудок, толстую кишку, печень, поджелудочную железу, мочевой пузырь, эпителиальные части трахеи, легкие, глотку, щитовидную железу, паращитовидную железу и кишечник.

---

Эта страница под названием 43.