Embryologie
Inhoud
1. Introductie ........................................................................................................ 4
2. Gametogenese .................................................................................................. 6
2.1 Oögenese .................................................................................................. 7
2.2 Non-disjunctie tijdens de meiose .............................................................. 10
2.3 Spermatogenese ...................................................................................... 10
3. Fertilisatie ....................................................................................................... 12
3.1 De bevruchting ......................................................................................... 12
4. De klievingen................................................................................................... 14
5. Biomedische toepassingen: in vitro fertillisatie .................................................. 16
6. Implantatie ..................................................................................................... 18
6.1 Stadia van implantatie .............................................................................. 18
6.2 Ontwikkeling van de chorionholte .............................................................. 20
6.3 Ontwikkeling definitieve dooierzak ............................................................. 21
6.4 Ontwikkeling van de chorionvilli en biomedische toepassingen.................... 23
6.5 Tweelingen en Siamese tweelingen ............................................................ 24
6.6 Ontwikkeling van de uteroplacentaire circulatie .......................................... 25
7. Gastrulatie (dag 15 tot 21 na de bevruchting) ..................................................... 26
7.1 De ingressie van epiblastcellen tijdens de gastrulatie ....................................... 26
7.2 Omvorming chorda uitsteeksel ....................................................................... 27
8. Bestemming van de 3 kiembladen: differentiatie van het mesoderm, ectoderm
(neurualatie), prechordale plaat, extra-embryonaal mesoderm ................................. 28
8.1 Het mesoderm .............................................................................................. 28
8.2 Het ectoderm (neurulatie) .............................................................................. 30
8.3 De prechordale plaat ..................................................................................... 31
8.4 Het extra-embryonaal mesoderm ................................................................... 31
9. De plooivorming (van een platte kiemschijf naar de primitieve lichaamsvorm, week
4) 31
10. Groei week 4 tot week 8 ................................................................................ 34
11. Ontwikkeling van de placenta ....................................................................... 36
1
, 11.1 Placenta: een overzicht ............................................................................. 36
11.2 Deciduale reactie ..................................................................................... 36
11.3 Ontwikkeling van het chorion en de decidua ............................................... 36
11.4 Ontwikkeling van de placenta: de intervillieuze ruimte ................................ 37
11.5 Ontwikkeling van villi en de chorionplaat .................................................... 38
11.6 Amnionholte en ontwikkeling van de navelstreng ........................................ 40
11.7 Functie van de navelstreng ........................................................................ 41
11.8 Functie van de placenta ............................................................................ 41
11.9 Hemolytische ziekte van de pasgeborene ................................................... 42
11.10 Doorgangelijkheid van het ‘placentale membraan’ - placentabarrière ............ 44
11.11 Biomedische toepassingen .................................................................... 45
11.12 Dooierzak en amnion ............................................................................. 45
12. Ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel ................................................... 46
12.1 Neurulatie ................................................................................................ 46
12.2 Ontwikkeling van de hersenblaasjes en hersenbuigingen ............................. 47
12.3 Cytodifferentiatie van de neurale buis en differentiatie van het ruggenmerg .. 48
12.4 Differentiatie van de hersenen (overzicht) ................................................... 50
12.5 Hersenstam – organisatie van kolommen ................................................... 51
12.6 Het rhombencephalon .............................................................................. 53
12.7 Het myelencephalon: de medulla oblongata .............................................. 54
12.8 Het metencephalon: pons, cerebellum en afwijkingen ................................ 54
12.9 Het mesencephalon en afwijkingen ........................................................... 56
12.10 Het prosencephalon – het diencephalon (thalamus, epithalamus,
hypothalamus) ................................................................................................... 57
12.11 De hypofyse .......................................................................................... 59
12.12 Het prosencephalon – het telencephalon................................................ 59
12.13 De hersenventrikels............................................................................... 61
12.14 De commissuren, cytodifferentiatie en laminatie van de neocortex........... 62
12.15 Stoornissen in de ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel .................. 63
13. Embryologie van het aangezicht, verhemelte en neus ..................................... 66
13.1 Het aangezicht ......................................................................................... 66
13.2 De neus- en mondholtes ........................................................................... 67
2
, 13.2.1 Ontwikkeling van het gehemelte, neusholte en primitieve choanae ........... 67
13.2.2 Vorming van het secundaire gehemelte en neusseptum ........................... 68
13.2.3 Aangeboren misvormingen: gespleten lip en gespleten verhemelte ........... 68
13.3 De faryngeale darm .................................................................................. 69
13.3.1 Faryngeale boogkraakbeenderen: 1ste boog .......................................... 71
13.3.2 Faryngeale boogkraakbeenderen: 2de boog .......................................... 71
13.3.3 Faryngeale boogkraakbeenderen: 3-5de boog ....................................... 72
13.3.4 Samenvatting: de faryngeale boogkraakbeenderen .............................. 72
13.3.5 Faryngeale spleten ............................................................................ 74
13.3.6 Aangeboren afwijkingen van de faryngeale spleten............................... 75
13.4 De tong en aangeboren afwijkingen............................................................ 76
13.5 De schildklier en aangeboren afwijkingen ................................................... 78
13.6 De faryngeale zakjes ................................................................................. 79
13.7 De speekselklieren ................................................................................... 80
13.8 De tanden ................................................................................................ 81
14. De schedel .................................................................................................. 83
14.1 Ontwikkeling van de schedel ..................................................................... 83
14.2 Schedel vergelijking vis en mens: ontwikkeling van het viscerocranium ........ 83
14.3 Viscerocranium en afwijkingen .................................................................. 84
14.4 Schedelbasis ........................................................................................... 84
14.5 Desmocranium ........................................................................................ 86
14.6 Craniosynostose en fetal alcohol syndrome ............................................... 87
14.7 Spieren van het kopgebied ........................................................................ 88
3
,1. Introductie
Wat is embryologie?
• Uit het Grieks: ongeboren vrucht
• Embryologie bestudeert:
̶ de gametogenese
̶ de ontwikkeling van bevruchte eicel tot geboorte
̶ de teratogenese
Let op: congenitale afwijkingen zijn niet noodzakelijk erfelijk
Vaak ontwikkelingsstoornissen o.i.v TERATOGENEN (Grieks teras = monster, gennan =
voortbrengen)
Voorbeelden:
• Thalidomide (merknaam Softenon, vroeger gebruikt voor ochtendmisselijkheid)
• Di-ethylstilbestrol (DES, dat vroeger werd gegeven om miskramen te voorkomen)
*Teratogenen zijn schadelijke stoffen of invloeden van buitenaf die tijdens de
zwangerschap de ontwikkeling van het embryo of de foetus kunnen verstoren en
aangeboren afwijkingen kunnen veroorzaken.
Timing in de ontwikkeling van de mens
- Zwangerschapsduur (gestational age): 40 wk
(gerekend vanaf de eerste dag van de laatste menstruatie
als de vrouw regelmatig menstrueert)
- Ontwikkelingsleeftijd (fertilization age): 38 wk
(neemt de datum van bevruchting als begindatum van de
gestatie) (postconceptional age)
- 0-2wk: bevruchting tot bilaminaire kiemschijf (pre-organogenese)
- Embryonale periode:
• 3-4wk: bilaminaire kiemschijf tot primitieve lichaamsvorm
• 3-8wk: organogenese
- Foetale periode:
• 9-38 wk: voornamelijk groei
Goed verschil kennen tussen pre-organogenese, embryonale periode en foetale
periode!!!
Wat is het nut van embryologie voor toekomstige tandarts?
1. We waren ooit zelf menselijke embryo’s. Het is de studie van onze eigen
prenatale oorsprong en ervaring
2. Er wordt bij 3%-4% van alle levend geboren kinderen uiteindelijk een significante
misvorming vastgesteld
4
, 3. De beste manier om de menselijke anatomie te vatten, is te begrijpen hoe
weefsels, organen en het lichaam in zijn geheel worden opgebouwd uit relatief
eenvoudige rudimenten.
4. Kennis van menselijke embryologie stelt de arts in staat om patiënten nauwkeurig
te adviseren over veel zaken, zoals voortplanting, aangeboren afwijkingen,
prenatale ontwikkeling, in-vitrofertilisatie, en stamcellen.
5. Kanker wordt nu algemeen erkend als een ziekte waarbij mutaties betrokken zijn
in genen die de belangrijke cellulaire gebeurtenissen in de ontwikkeling
reguleren, zoals deling en celdood
- De Wnt (Wingless) familie signaalmoleculen met de meerdere functies in het
embryo en volwassenen.
- In het embryo controleert Wnt signalering de specificatie van het “cell fate”.
- In volwassenen zorgt Wnt signalering voor het behoud van homeostase in
weefsels die zichzelf herzien.
- Mutaties van leden van de Wnt signalering resulteren in kwaadaardige
transformatie.
Primitieve lichaamsvormen bij de vertebraten:
Embryo’s van 5 verschillende gewervelde dieren zien er heel gelijkaardig
uit in de 1e ontwikkelingsstadia.
De wet van Baer: algemene kenmerken die een soort deelt met andere
vertebraten
verschijnen vroeger in het embryo dan de kenmerken die specifiek zijn
voor de betreffende soort
Vatbaarheid voor teratogenese voor orgaansystemen
Deze afbeelding toont wanneer een ongeboren kind het meest
kwetsbaar is voor teratogenen:
• Week 1–2: blootstelling leidt meestal tot dood van het
embryo.
• Week 3–8 (embryonale periode): dit is de kritieke fase voor grote
misvormingen, omdat de organen gevormd worden. De zwarte balken tonen
welke orgaansystemen (zoals hart, ledematen, ogen) dan extra gevoelig zijn.
• Na week 8 (foetale periode): de organen zijn aangelegd; teratogenen
veroorzaken vooral kleine misvormingen of functionele stoornissen zoals
gehoor- of leerproblemen.
5
, Risico op aangeboren afwijkingen door teratogenen kent een piek
rond week 5, wanneer de organen gevormd worden. Het eerste
prenatale bezoek is meestal rond 8 weken, dus na deze piek,
waardoor vroege schadelijke invloeden vaak al gebeurd kunnen zijn.
Teratogenen = schadelijke omgevingsfactoren
- Voorbeelden: pharmaca, alcohol, nicotine, virussen, RX
stralen, cocaine, hormonen, arseen, kwil, cyanide
- OOK een tekort aan foliumzuur → Door een tekort aan
foliumzuur tijdens de zwangerschap kan de aanleg van het
zenuwstelsel verstoord worden
2. Gametogenese
Onder spermatogenese en oogenese wordt de differentiatie verstaan van de primordiale
geslachtscellen (PGC) tot spermatozoa en rijpe oocyten
- Bij de man blijven de primordiale kiemcellen (PGC's)
slapend tot de puberteit, wanneer ze zich
differentiëren tot spermatogonia en mitose beginnen.
- Bij de volwassen man produceren spermatogonia
primaire spermatocyten, die meiose en
spermatogenese ondergaan.
- Elke primaire spermatocyt deelt zich en vormt twee
secundaire spermatocyten, die elk twee
spermatozoën vormen.
- Elke primaire spermatocyt levert dus vier
functionele gameten.
- Bij de vrouwen differentiëren PGC's zich tot oogonia,
die mitose ondergaan en vervolgens meiose beginnen
tijdens het foetale leven als primaire oöcyten.
- De primaire oöcyten blijven in profase I totdat ze
tijdens de menstruatiecyclus worden gestimuleerd om
de meiose te hervatten.
- Elke primaire oöcyt heeft de potentie om een
secundaire oöcyt en eerste poollichaam te vormen.
- Bovendien heeft elke secundaire oöcyt de potentie
om een definitieve oöcyt en een ander polair lichaam
te vormen.
6
Inhoud
1. Introductie ........................................................................................................ 4
2. Gametogenese .................................................................................................. 6
2.1 Oögenese .................................................................................................. 7
2.2 Non-disjunctie tijdens de meiose .............................................................. 10
2.3 Spermatogenese ...................................................................................... 10
3. Fertilisatie ....................................................................................................... 12
3.1 De bevruchting ......................................................................................... 12
4. De klievingen................................................................................................... 14
5. Biomedische toepassingen: in vitro fertillisatie .................................................. 16
6. Implantatie ..................................................................................................... 18
6.1 Stadia van implantatie .............................................................................. 18
6.2 Ontwikkeling van de chorionholte .............................................................. 20
6.3 Ontwikkeling definitieve dooierzak ............................................................. 21
6.4 Ontwikkeling van de chorionvilli en biomedische toepassingen.................... 23
6.5 Tweelingen en Siamese tweelingen ............................................................ 24
6.6 Ontwikkeling van de uteroplacentaire circulatie .......................................... 25
7. Gastrulatie (dag 15 tot 21 na de bevruchting) ..................................................... 26
7.1 De ingressie van epiblastcellen tijdens de gastrulatie ....................................... 26
7.2 Omvorming chorda uitsteeksel ....................................................................... 27
8. Bestemming van de 3 kiembladen: differentiatie van het mesoderm, ectoderm
(neurualatie), prechordale plaat, extra-embryonaal mesoderm ................................. 28
8.1 Het mesoderm .............................................................................................. 28
8.2 Het ectoderm (neurulatie) .............................................................................. 30
8.3 De prechordale plaat ..................................................................................... 31
8.4 Het extra-embryonaal mesoderm ................................................................... 31
9. De plooivorming (van een platte kiemschijf naar de primitieve lichaamsvorm, week
4) 31
10. Groei week 4 tot week 8 ................................................................................ 34
11. Ontwikkeling van de placenta ....................................................................... 36
1
, 11.1 Placenta: een overzicht ............................................................................. 36
11.2 Deciduale reactie ..................................................................................... 36
11.3 Ontwikkeling van het chorion en de decidua ............................................... 36
11.4 Ontwikkeling van de placenta: de intervillieuze ruimte ................................ 37
11.5 Ontwikkeling van villi en de chorionplaat .................................................... 38
11.6 Amnionholte en ontwikkeling van de navelstreng ........................................ 40
11.7 Functie van de navelstreng ........................................................................ 41
11.8 Functie van de placenta ............................................................................ 41
11.9 Hemolytische ziekte van de pasgeborene ................................................... 42
11.10 Doorgangelijkheid van het ‘placentale membraan’ - placentabarrière ............ 44
11.11 Biomedische toepassingen .................................................................... 45
11.12 Dooierzak en amnion ............................................................................. 45
12. Ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel ................................................... 46
12.1 Neurulatie ................................................................................................ 46
12.2 Ontwikkeling van de hersenblaasjes en hersenbuigingen ............................. 47
12.3 Cytodifferentiatie van de neurale buis en differentiatie van het ruggenmerg .. 48
12.4 Differentiatie van de hersenen (overzicht) ................................................... 50
12.5 Hersenstam – organisatie van kolommen ................................................... 51
12.6 Het rhombencephalon .............................................................................. 53
12.7 Het myelencephalon: de medulla oblongata .............................................. 54
12.8 Het metencephalon: pons, cerebellum en afwijkingen ................................ 54
12.9 Het mesencephalon en afwijkingen ........................................................... 56
12.10 Het prosencephalon – het diencephalon (thalamus, epithalamus,
hypothalamus) ................................................................................................... 57
12.11 De hypofyse .......................................................................................... 59
12.12 Het prosencephalon – het telencephalon................................................ 59
12.13 De hersenventrikels............................................................................... 61
12.14 De commissuren, cytodifferentiatie en laminatie van de neocortex........... 62
12.15 Stoornissen in de ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel .................. 63
13. Embryologie van het aangezicht, verhemelte en neus ..................................... 66
13.1 Het aangezicht ......................................................................................... 66
13.2 De neus- en mondholtes ........................................................................... 67
2
, 13.2.1 Ontwikkeling van het gehemelte, neusholte en primitieve choanae ........... 67
13.2.2 Vorming van het secundaire gehemelte en neusseptum ........................... 68
13.2.3 Aangeboren misvormingen: gespleten lip en gespleten verhemelte ........... 68
13.3 De faryngeale darm .................................................................................. 69
13.3.1 Faryngeale boogkraakbeenderen: 1ste boog .......................................... 71
13.3.2 Faryngeale boogkraakbeenderen: 2de boog .......................................... 71
13.3.3 Faryngeale boogkraakbeenderen: 3-5de boog ....................................... 72
13.3.4 Samenvatting: de faryngeale boogkraakbeenderen .............................. 72
13.3.5 Faryngeale spleten ............................................................................ 74
13.3.6 Aangeboren afwijkingen van de faryngeale spleten............................... 75
13.4 De tong en aangeboren afwijkingen............................................................ 76
13.5 De schildklier en aangeboren afwijkingen ................................................... 78
13.6 De faryngeale zakjes ................................................................................. 79
13.7 De speekselklieren ................................................................................... 80
13.8 De tanden ................................................................................................ 81
14. De schedel .................................................................................................. 83
14.1 Ontwikkeling van de schedel ..................................................................... 83
14.2 Schedel vergelijking vis en mens: ontwikkeling van het viscerocranium ........ 83
14.3 Viscerocranium en afwijkingen .................................................................. 84
14.4 Schedelbasis ........................................................................................... 84
14.5 Desmocranium ........................................................................................ 86
14.6 Craniosynostose en fetal alcohol syndrome ............................................... 87
14.7 Spieren van het kopgebied ........................................................................ 88
3
,1. Introductie
Wat is embryologie?
• Uit het Grieks: ongeboren vrucht
• Embryologie bestudeert:
̶ de gametogenese
̶ de ontwikkeling van bevruchte eicel tot geboorte
̶ de teratogenese
Let op: congenitale afwijkingen zijn niet noodzakelijk erfelijk
Vaak ontwikkelingsstoornissen o.i.v TERATOGENEN (Grieks teras = monster, gennan =
voortbrengen)
Voorbeelden:
• Thalidomide (merknaam Softenon, vroeger gebruikt voor ochtendmisselijkheid)
• Di-ethylstilbestrol (DES, dat vroeger werd gegeven om miskramen te voorkomen)
*Teratogenen zijn schadelijke stoffen of invloeden van buitenaf die tijdens de
zwangerschap de ontwikkeling van het embryo of de foetus kunnen verstoren en
aangeboren afwijkingen kunnen veroorzaken.
Timing in de ontwikkeling van de mens
- Zwangerschapsduur (gestational age): 40 wk
(gerekend vanaf de eerste dag van de laatste menstruatie
als de vrouw regelmatig menstrueert)
- Ontwikkelingsleeftijd (fertilization age): 38 wk
(neemt de datum van bevruchting als begindatum van de
gestatie) (postconceptional age)
- 0-2wk: bevruchting tot bilaminaire kiemschijf (pre-organogenese)
- Embryonale periode:
• 3-4wk: bilaminaire kiemschijf tot primitieve lichaamsvorm
• 3-8wk: organogenese
- Foetale periode:
• 9-38 wk: voornamelijk groei
Goed verschil kennen tussen pre-organogenese, embryonale periode en foetale
periode!!!
Wat is het nut van embryologie voor toekomstige tandarts?
1. We waren ooit zelf menselijke embryo’s. Het is de studie van onze eigen
prenatale oorsprong en ervaring
2. Er wordt bij 3%-4% van alle levend geboren kinderen uiteindelijk een significante
misvorming vastgesteld
4
, 3. De beste manier om de menselijke anatomie te vatten, is te begrijpen hoe
weefsels, organen en het lichaam in zijn geheel worden opgebouwd uit relatief
eenvoudige rudimenten.
4. Kennis van menselijke embryologie stelt de arts in staat om patiënten nauwkeurig
te adviseren over veel zaken, zoals voortplanting, aangeboren afwijkingen,
prenatale ontwikkeling, in-vitrofertilisatie, en stamcellen.
5. Kanker wordt nu algemeen erkend als een ziekte waarbij mutaties betrokken zijn
in genen die de belangrijke cellulaire gebeurtenissen in de ontwikkeling
reguleren, zoals deling en celdood
- De Wnt (Wingless) familie signaalmoleculen met de meerdere functies in het
embryo en volwassenen.
- In het embryo controleert Wnt signalering de specificatie van het “cell fate”.
- In volwassenen zorgt Wnt signalering voor het behoud van homeostase in
weefsels die zichzelf herzien.
- Mutaties van leden van de Wnt signalering resulteren in kwaadaardige
transformatie.
Primitieve lichaamsvormen bij de vertebraten:
Embryo’s van 5 verschillende gewervelde dieren zien er heel gelijkaardig
uit in de 1e ontwikkelingsstadia.
De wet van Baer: algemene kenmerken die een soort deelt met andere
vertebraten
verschijnen vroeger in het embryo dan de kenmerken die specifiek zijn
voor de betreffende soort
Vatbaarheid voor teratogenese voor orgaansystemen
Deze afbeelding toont wanneer een ongeboren kind het meest
kwetsbaar is voor teratogenen:
• Week 1–2: blootstelling leidt meestal tot dood van het
embryo.
• Week 3–8 (embryonale periode): dit is de kritieke fase voor grote
misvormingen, omdat de organen gevormd worden. De zwarte balken tonen
welke orgaansystemen (zoals hart, ledematen, ogen) dan extra gevoelig zijn.
• Na week 8 (foetale periode): de organen zijn aangelegd; teratogenen
veroorzaken vooral kleine misvormingen of functionele stoornissen zoals
gehoor- of leerproblemen.
5
, Risico op aangeboren afwijkingen door teratogenen kent een piek
rond week 5, wanneer de organen gevormd worden. Het eerste
prenatale bezoek is meestal rond 8 weken, dus na deze piek,
waardoor vroege schadelijke invloeden vaak al gebeurd kunnen zijn.
Teratogenen = schadelijke omgevingsfactoren
- Voorbeelden: pharmaca, alcohol, nicotine, virussen, RX
stralen, cocaine, hormonen, arseen, kwil, cyanide
- OOK een tekort aan foliumzuur → Door een tekort aan
foliumzuur tijdens de zwangerschap kan de aanleg van het
zenuwstelsel verstoord worden
2. Gametogenese
Onder spermatogenese en oogenese wordt de differentiatie verstaan van de primordiale
geslachtscellen (PGC) tot spermatozoa en rijpe oocyten
- Bij de man blijven de primordiale kiemcellen (PGC's)
slapend tot de puberteit, wanneer ze zich
differentiëren tot spermatogonia en mitose beginnen.
- Bij de volwassen man produceren spermatogonia
primaire spermatocyten, die meiose en
spermatogenese ondergaan.
- Elke primaire spermatocyt deelt zich en vormt twee
secundaire spermatocyten, die elk twee
spermatozoën vormen.
- Elke primaire spermatocyt levert dus vier
functionele gameten.
- Bij de vrouwen differentiëren PGC's zich tot oogonia,
die mitose ondergaan en vervolgens meiose beginnen
tijdens het foetale leven als primaire oöcyten.
- De primaire oöcyten blijven in profase I totdat ze
tijdens de menstruatiecyclus worden gestimuleerd om
de meiose te hervatten.
- Elke primaire oöcyt heeft de potentie om een
secundaire oöcyt en eerste poollichaam te vormen.
- Bovendien heeft elke secundaire oöcyt de potentie
om een definitieve oöcyt en een ander polair lichaam
te vormen.
6
