Gastrulatie

De Gastrulatie is een stadium van vroege embryonale ontwikkeling. In deze fase zijn het endoderm, mesoderm en ectoderm de drie kiemlagen van het embryo. Gastrulatoire aandoeningen veroorzaken ernstige misvormingen, die in de meeste gevallen tot de dood leiden.

Wat is gastrulatie?

Tijdens de embryogenese ontwikkelt het menselijke embryo zijn volledige vorm. De bevruchting van het ei wordt gevolgd door het voorstadium. Dit wordt gevolgd door de vorming van de blastocyst. De blastocyst is een met vloeistof gevulde holte, die tijdens gastrulatie van viercellige organismen binnenstebuiten keert. Uit de blastula komen drie zaadlobben voort. Ontwikkelingsbiologen spreken van een triploblastische basis van menselijke embryogenese vanwege de tripartiete aard.

De zaadlobben zijn het product van een eerste differentiatie in verschillende cellagen. Het zijn multipotente clusters van verschillende weefsels. Uit deze clusters worden tijdens het verdere verloop alle structuren van het latere lichaam gevormd.

Het binnenste weefselcluster wordt het endoderm genoemd. Het mesoderm ligt in het midden. De buitenste laag wordt het ectoderm genoemd. Gastrulatie maakt deel uit van de vroege embryogenese en volgt de vorming van de primitieve streak. De volgende ontwikkelingsstappen zijn de ontwikkeling van het notochord en het vouwen van de neurale buis.

Functie en taak

Gastrulatie vindt plaats in alle viercellige cellen en is vergelijkbaar in de individuele soort. Bilateraal symmetrische of triploblastische soorten ontwikkelen met het endoderm, het mesoderm en het ectoderm drie verschillende zaadlobben. Cnidarians en kamkwallen ontwikkelen twee zaadlobben en worden daarom ook wel diploblastisch genoemd.

Het startpunt voor gastrulatie bij meercellige en lagere zoogdieren is de blastula. Bij hogere zoogdieren, zoals mensen, is het de blastocyst. Het is een holle bol gemaakt van een enkele laag cellen. Aan het begin van gastrulatie wordt deze blastocyst omgevormd tot een dubbellaagse bekerglas. Deze bekerkiem is de gastrula. Hierdoor ontstaat het endoderm als de binnenkant van de primaire zaadlobben en het ectoderm als de buitenkant van de structuren. Het endoderm heeft een opening naar buiten, de oorspronkelijke mond genaamd. Het endoderm wordt analoog de oerdarm genoemd. Het mesoderm ontwikkelt zich tegelijkertijd of licht vertraagd met de vorming van de primaire zaadlob.

De verdere ontwikkeling van de oermond onderscheidt de tweezijdig symmetrische dieren in twee verschillende groepen. De originele monden vormen de mond vanuit de originele mond. Nieuwe monden ontwikkelen, net als mensen, de anus vanuit de oorspronkelijke mond. Je mond barst los aan de andere kant van de blastula na gastrulatie.

Het gastrulatieproces kan worden vereenvoudigd tot verschillende basisbewegingen. De eerste hiervan is intussusceptie. In deze fase dringt het toekomstige endoderm de met vloeistof gevulde holte en de binnenholte van de blastula binnen. De cellen van een blastulapaal vervormen en vallen zo een buitenmuurdeel binnen. Het binnenste deel is nu het endoderm en het buitenste deel wordt vanaf dit punt het ectoderm genoemd. De binnenholte van de blastula is de primaire lichaamsholte. De fase van invaginatie vernauwt deze binnenste lichaamsholte zichtbaar.

Involution volgt deze processen. Dit betekent een rollende beweging van het endoderm. Tijdens de daaropvolgende indringing migreren cellen van het endoderm naar de structuren. Deze gastrulatiestap wordt gevolgd door delaminatie. De blastula-cellen snijden endodermcellen af ​​en transporteren ze naar de blastocoel. Met de daaropvolgende epibolie treedt opnieuw intussusceptie op. Op dooierrijke eieren overwoekert het ectoderm het endoderm.

De gastrulatiefasen vormen de basis van de menselijke vorm en structuur. Ze overlappen meestal met de daaropvolgende processen van embryogenese, bijvoorbeeld met neurulatie.

Ziekten en aandoeningen

Stoornissen in de vroege embryogenese leiden tot misvormingen of zelfs verlies van levensvatbaarheid van het embryo. Neurulatiestoornissen veroorzaken bijvoorbeeld misvormingen van het zenuwstelsel. Omdat gastrulatie en neurulatie elkaar vaak overlappen, worden neurulatiestoornissen vaak geassocieerd met gastrulatiestoornissen.

Dit is bijvoorbeeld het geval bij de ontwikkelingsstoornis hemimyeloceles. Deze aangeboren ziekte wordt gekenmerkt door zwellingen en neurologische gebreken. De vroege ontwikkeling van het embryo is relatief ongevoelig voor schadelijke invloeden gedurende de eerste twee weken van de kiem. Kiemmisvormingen en chromosomale afwijkingen leiden echter in de meeste gevallen tot een abortus van de zwangerschap.

Vanaf het begin van gastrulatie, na de derde week van ontwikkeling, is er een hoge gevoeligheid voor schadelijke stoffen. Eerst wordt de primitieve streak gevormd. Vanaf dit punt is elk orgaan uitzonderlijk gevoelig voor teratogenen in een specifieke fase. Bij gastrulatie kunnen twee noemenswaardige aandoeningen optreden. Deze twee klinische beelden staan ​​bekend als sirenomelia en coccyx teratoma.

Als de vorming van de primitieve streak wordt verstoord, is er daardoor onvoldoende mesoderm in de achterste helft van het embryo. Deze verbinding staat bekend als sirenomelia en wordt in verband gebracht met misvormingen zoals gefuseerde ledematen, spinale anomalieën, ontbrekende nieren of misvormde geslachtsorganen. De overblijfselen van de primitieve knobbel ontwikkelen zich vaak tot tumoren die bekend staan ​​als sacrococcygeale teratomen en coccyx teratomen, die tot de meest voorkomende tumoren bij de pasgeborene behoren.