Gastrulacija je stopnja zgodnjega razvoja zarodka. V tej fazi so tri zarodne plasti zarodkov, nastanejo endoderm, mezoderm in ektoderm. Gastrulacijske motnje povzročajo hude malformacije, ki v večini primerov povzročijo smrt.
Kaj je gastrulacija?
Gastrulacija je stopnja zgodnjega razvoja zarodka. Med embriogenezo je človek zarodkov tvori njegovo polno obliko. Oploditvi jajčeca sledi faza brazdenja. Sledi nastanek blastociste. Blastocista predstavlja votlino, napolnjeno s tekočino. Ta votlina se invaginira med gastrulacijo štiriceličnih organizmov. Med tem postopkom se iz blastule pojavijo trije kličniki. Zaradi tristranske narave razvojni biologi govorijo o triploblastični osnovi človeške embriogeneze. Kličnice so plod začetne diferenciacije v ločene celične plasti. So multipotentne skupine različnih tkiv. Iz teh grozdov se v nadaljnjem toku oblikujejo vse strukture poznejšega telesa. Notranji grozd tkiva se imenuje entoderm. Na sredini leži mezoderma. Zunanja plast se imenuje ektoderm. Gastrulacija je del zgodnje embriogeneze in sledi nastanku primitivne žilice. Naslednji razvojni koraki so razvoj hrbtne hrbtenice in zlaganje živčne cevi.
Funkcija in naloga
Gastrulacija se pojavlja pri vseh štiriceličnih organizmih in poteka podobno med vrstami. Dvostransko simetrične ali triploblastične vrste razvijejo tri različne zarodne plasti, entodermo, mezodermo in ektodermo. Cnidaries in rebraste meduze razvijejo dve zarodni plasti in jih zato imenujejo tudi diploblastični. Začetno mesto gastrulacije pri večceličnih in spodnjih sesalcih je blastula. Pri višjih sesalcih, kot je človek, je to blastocista. To je votla krogla, narejena iz ene plasti celic. Ta blastocista se na začetku gastrulacije preoblikuje v dvoslojni kalček skodelice. Ta kalček skodelice je gastrula. Tako je notranjost primarnih kličnih listov endoderm, zunanja stran struktur pa ektoderm. Endoderm ima odprtino navzven, ki se imenuje prvinsko usta. Po analogiji se endoderma imenuje prvotna odprtina. Mezoderm se razvije istočasno ali nekoliko upočasni s primarno tvorbo kotiledona. Nadaljnji potek razvoja prvinskega usta dvostransko simetrične živali loči v dve ločeni skupini. Urmuti tvorijo usta iz prvinskih ust. Newmouthi, tako kot ljudje, razvijajo anus iz prvinskih ust. Njihova usta se prebijejo po gastrulaciji na nasprotni strani blastule. Proces gastrulacije lahko poenostavimo na več osnovnih gibov. Prva od teh je invaginacije. V tej fazi potencialni endoderm prodre v tekočino napolnjeno in notranjo votlino blastule. Celice pola blastule se deformirajo in tako prodrejo v del zunanje stene. Notranji del je zdaj endoderm, zunanji del pa se od te točke dalje imenuje ektoderm. Notranja votlina blastule je primarna telesna votlina. Faza invaginacije vidno stisne to notranjo votlino telesa. Tem procesom sledi involucija. To se nanaša na gibanje entoderme. V nadaljnji invaziji se celice endoderme preselijo v strukture. Temu koraku gastrulacije sledi delaminacija. V tem procesu blastulane celice odcepijo endodermne celice in jih tako prenesejo v blastokoel. Med naslednjo epibolijo invaginacije se ponovi. Na rumenjakih jajca, ektoderm preraste endoderm. Faze gastrulacije so osnova človeške oblike in zgradbe. Običajno se prekrivajo z nadaljnjimi procesi embriogeneze, kot je nevrulacija.
Bolezni in motnje
Motnje v zgodnji embriogenezi povzročijo malformacije ali celo izgubo sposobnosti preživetja zarodkov. Motnje nevrulacije na primer povzročajo malformacije živčni sistem. Ker se gastrulacija in nevurulacija pogosto prekrivata, so motnje nevrulacije pogosto povezane z motnjami gastrulacije. To je na primer pri razvojni motnji hemimeloceles. Oteklost in nevrološki primanjkljaji so značilni za to prirojeno motnjo razvoj zarodka je v prvih dveh tednih kalčka razmeroma neobčutljiv na škodljive vplive. Vendar malformacije zarodkov in kromosomske nepravilnosti vodi do nosečnost Splav V večini primerov. Od začetka gastrulacije, po tretjem tednu razvoja, obstaja velika občutljivost na škodljive snovi. Najprej se oblikuje primitivna žilica. Od tega trenutka je vsak organ izjemno občutljiv na teratogene v določeni fazi. Med gastrulacijo se lahko pojavita predvsem dve motnji, ki ju je vredno omeniti. Ti dve klinični sliki sta znani kot sirenomelija in kokcigealni teratom. Če je torej moteno tvorjenje primitivne žilice, v zadnji polovici zarodka ni dovolj mezoderme. Ta povezava je znana kot sirenomelija in je povezana z malformacijami, kot so zliti okončine, anomalije hrbtenice, manjkajoče ledvice ali nepravilno oblikovani genitalni organi. Ostanki primitivnega vozlišča se pogosto razvijejo v tumorje, imenovane sakrokocigealni atatomi in coccygeal teratomi, ki so med najpogostejšimi tumorji pri novorojenčku.
