EMBRYOLOGIE PRO PORODNÍ ASISTENTKY PODZIM 2020 Zuzana Holubcová zholub@med.muni.cz 13. 10. 2020 - PharmDr. Zuzana Holubcová, PhD Definice embryologie, její význam a návaznost na další lékařské obory. Základní buněčné principy uplatňující se ve vývoji. Periodizace ontogenetického vývoje. Teratologie – kritické periody pro vznik vrozených vývojových vad. Lidské gamety, jejich stavba a vývoj, regulace vývoje gamet. Oplození a preimplantační vývoj. 27. 10. 2020 - Mgr. Soňa Kloudová, PhD Implantace a vznik vícečetného těhotenství. Zárodečný terčík, žloutkový a amniový váček. Vznik třetího zárodečného listu a osových útvarů embrya. Odškrcení zárodku od okolí. Vývoj zevního tvaru zárodku, vývoj končetin. 10. 11. 2020 - Mgr. Soňa Kloudová, PhD Plodové obaly, vývoj placenty a pupečníku, stavba placenty. Anomálie placenty. Uspořádání plodových obalů u vícečetných těhotenství. Délka těhotenství, výpočet termínu porodu. Růst zárodku v děloze, poloha děložního fundu v jednotlivých měsících těhotenství. Poloha, postavení, držení a naléhání plodu. Znaky zralého plodu. Program přednášek podzim 2020 Program přednášek podzim 2020 24. 11. 2020 - Mgr. Soňa Kloudová, PhD Vývoj nervového systému. Přehled vývoje oka. 8. 12. 2020 - PharmDr. Zuzana Holubcová, PhD Vývoj srdečního a cévního systému -primitivní oběh krevní, přehled vývoje srdce. Fetální oběh krevní a změny po porodu. Přehled hlavních vývojových vad srdce. 22. 12. 2020 - PharmDr. Zuzana Holubcová, PhD Vývoj obličeje, dutiny nosní, ústní a patra. Vývoj jazyka. Rozštěpové vady obličeje. Faryngový aparát zárodku. Vývoj ucha. Přehled vývoje trávicí trubice – primitivní střevo a deriváty jeho oddílů. Přehled vývoje dýchacího systému (dýchací cesty a plíce, zralost plic). 12. 1. 2020 - PharmDr. Zuzana Holubcová, PhD Vývoj močového systému. Vrozené vývojové vady. Vývoj pohlavního systému. Vrozené vývojové vady. KOLOKVIUM - ???? Hlasování o formě výuky Definice embryologie ❖ Lékařská embryologie - vědní disciplína zabývající se vývojem lidského jedince od oplození do porodu ❖ Klinická embryologie - klinický obor zabývající se in vitro fertilizací a preimplantačním embryonálním vývojem člověka pro účely asistované reprodukce ❖ Experimentální embryologie - vědecká disciplína zkoumající pomocí experimentálních metod principy a příčiny změn individuálního vývoje zárodků různých živočišných druhů Studijní literatura • Čech S., Horký D., Sedláčková M.: Přehled embryologie člověka. Brno, MU, 2012, 2017. • https://www2.med.muni.cz/histology/MedAtlas_3/bin-release/MedAtlas.html • Vacek Z.: Embryologie: učebnice pro studenty lékařství a oborů všeobecná sestra a porodní asistentka. Grada, 2006. • Carlson B.M. : Human embryology and developmental biology , 6th ed. 2018 • Sadler T. W.: Langman´s Medical Embryology 14th Ed 2018 (překlad 10.vydaní. Grada, 2011.) Dějiny embryologie 1677 Antonie van Leewenhoek 1827 Karl Ernst von Baer - zakladatel embryologie - srovnávací embryologie živočišných druhů - teorie 3 zárodečných vrstev Dějiny embryologie 1866 Ernst Haeckel - Zákon rekapitulace: ontogeneze = zkrácená fylogeneze Studium embryonálního vývoje ❖ Modelové organismy - Bezobratlí (Sea urchin, Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans) - Obratlovci (Zebra fish, Xenopus, kuře, myš, křeček, prase, skot, primáti, člověk) ❖ Klonování (přenos jader somatické buňky do vajíčka) ❖ Kmenové buňky – embryonální / indukované / somatické ❖ Genový knockout – vyřazení funkce genu ❖ Arteficiální embrya – spontanní diferenciace in vitro ❖ Organoidy – in vitro indukovaná organogeneze ❖ Editace genomu (CRISPR-Cas) – vyřazení/úprava funkce genu Základní vývojové procesy ❖ Proliferace – vznik nových buněk mitotickým dělením ❖ Rýhování - vznik nových buněk mitotickým dělením, při němž dochází k redukci buněčné masy nově vzniklých buněk ❖ Diferenciace – strukturní a funkční rozrůzňování ❖ Migrace – přemísťování buněk ❖ Růst - zvyšování proteinového podílu biologického systému ❖ Apoptóza – programovaná buněčná smrt ❖ Embryonální indukce - působení jedné populace buněk na druhou pomocí signálních faktorů - poruchou vznikají ektopie Základní terminologie Základní terminologie = 266 dnů ~ 9 kalendářních měsíců = 280 dnů = 10 lunárních měsíců „plodové vejce“ = embryo + placenta a plodové obaly ❖ Preembryo – do konce 2. týdne vývoje ❖ Embryo – od 3. do konce 8. týdne - vznikají základy všech orgánů a embryo na konci získá zřetelně lidský vzhled - kritické období pro vznik závažných vývojových anomálií ❖ Fetus (plod) – od 9. týdne do porodu - růst a vyzrávání orgánů a jejich zapojení do funkce - plod je již méně citlivý k působení rušivých vlivů - od oplození do dokončení implantace, resp. ustanovení tělní osy a vznik nervové trubice - charakteristická intenzivní proliferace buněk a počátky jejich diferenciace v progenitorní buňky všech tělních tkání - diferenciace však ještě není konečná, a proto při poškození některé části pre-embrya mohou buňky změnit svůj charakter a kompenzovat vzniklý defekt (plasticita) - při těžkém poškození celé pre-embryo zanikne ❖ Progeneze (gametogeneze) - před početím Periodizace ontogenetického vývoje Periodizace ontogenetického vývoje ❖ Perinatální období (porod – 10. den) ❖ Postnatální období - novorozenec (do 1 roku) - batole (do 3 let) - předškolní věk (do 6 let) - školní věk (do 15 let) - puberta ( 12-16 let) - dospívání (do 21 let) - dospělost (od 21 let) Teratologie a vrozené vývojové vady - vědní obor zabývající se studiem projevů a příčin vrozených vývojových vad (VVV), které jsou projevem chybné morfogeneze a histogeneze TERATOS = řecky zrůda, obluda TERATOGEN - faktor způsobující VVV bez ovlivnění genetické informace - mění se pouze fenotyp (VVV není přenosná na potomstvo) MUTAGEN - faktor způsobující způsobující změnu genetické informace - změní se genotyp (i fenotyp?), vzniklý znak se přenáší na potomstvo X Vrozené vývojové vady ❖ MALFORMACE – znetvoření, morfologický defekt v důsledku ranné poruchy vývoje (typicky kongenitální) ❖ DISRUPCE – morfologický defekt orgánu vzniklý přerušením normálního vývoje (např. účinek teratogenů) ❖ DEFORMITA – tvarová nebo polohová vada orgánů, které vznikly mechanickým působením ❖ DYSPLAZIE – abnormální uspořádání buněk ve tkání či orgánu ❖ Mutilace – zkolmení, zmrzačení – lehké vrozené skeletární vady ❖ Anomálie – nepravidelnost – lehká tvarová odchylka ❖ Vitium – chyba, kaz – vrozené vývojové vady srdce - 4-6 % dětí (často diagnostikovány až do 3 let života) Carlson 2018 Teratologie a vrozené vývojové vady • S vysokou frekvencí (1:200-1:400 porodů) – srdeční vady, drobné skeletární mutilace • Se střední frekvencí (1:500- 1:300 porodů) – rozštěpové vady úst a patra, stenózy a atrezie jícnu a střev, hydrocephalus, anencephalie, Downův syndrom, poruchy močově-pohlavního ústrojí • S nízkou frekvencí (1:10.000 porodů) - skeletární vady, vady dýchacího a kožního ústrojí VROZENÉ VÝVOJOVÉ VADY PŘÍČINY? • Vnitřní vlivy – vrozené - abnormální počet chromosomů - porucha struktury chromosomů - bodové genetické mutace • Vnější vlivy - teratogeny Teratogeny ➢ Metabolické poruchy matky ➢ Fyzikální - Ionizující záření (včetně RTG) - Radioizotopy - Hypertemie - Mechanické vlivy ➢ Chemické - Léky (thalidomid, cytostatika, androgeny, vitamin A) - Alkohol a drogy (kokain, marihuana, LSD) - Těžké kovy - Pesticidy - PCB - Alkaloidy... ➢ Biologické - Viry (zarděnky, spalničky, herpes) - Prvoci (Toxoplasma gondi) - Spirochety (Treponema pallidum) (1962) Teratogeny - Účinek teratogenu závisí na: 1) typu podnětu 2) intenzitě a délce působení 3) fázi vývoje zárodku (1962) • Více teratogenně působí chronická expozice podnětům slabších intenzit než akutní silný podnět Kritická období vývoje Význam embryologie ❖ V anatomii představuje klíč k pochopení a vysvětlení morfologických specifik orgánů nebo prostorových vztahů mezi orgány a orgánovými systémy ❖ Vrozené poruchy vývoje (jejich vznik a optimální postupy pro jejich nápravu) ❖ Znalost kritických period vývoje a prevence rizikových faktorů ❖ Praktické využití nových poznatků • in vitro fertilizace (IVF) • určování stadia těhotenství • prenatální medicína - diagnostika a prevence VVV: preimplantační genetická diagnostika, hCG, ultrazvuk, amniocentéza, biopsie choria, kordocentéza, fetoskopie,.. - náprava vvv „in utero„ (fetální chirurgie) • neonatologie - intenzivní péče pro předčasně narozené děti • výhledově regenerativní medicína (tkáňové inženýrství) Progeneze ❖Gametogeneze – vznik haploidních gamet: vajíčka a spermie vajíčko spermie 1n = 23 chromozomůo 1n = 23 chromozomůo Progeneze Párování homologních chromozómů 2C 2n 2C 2n 1C 1n 1C 1n 1C 1n 1C 1n2C 1n 2C 1n 4C 2n 4C 2n2C 2n 2C 2n Otcovský chromozóm MITÓZA MEIÓZA DNA replikace DNA replikace Mateřský chromozóm I. Meiotické dělení II. Meiotické dělení = redukční dělení Leptotene Zygotene Pachytene Diplotene Diakineze = ekvální dělení = ekvální dělení Progeneze Carlson 2018 - od puberty do stáří Spermatogeneze FSH...folikuly-stimulující hormon LH.....luteinizační hormón gonadoliberiny gonadostatiny gonadotropiny Spermatogeneze Carlson 2018 72-74 dnů Carlson 2018 Spermiogeneze Carlson 2018 Spermiogeneze Oogeneze Carlson 2018 gonadoliberiny gonadostatiny gonadotropiny ❖ puberta - menopauza: cyklické zrání skupin oocytů ❖ embryonální stádium: oocyty vstupují do meiózy, průběh až do diplotene ❖ fetální stádium - puberta: zástava vývoje v pozdní profázi (tzv. dictyotene) Oogeneze Carlson 2018 OVULACE...cca 14-15.den Fáze preovulační...1-14. den - růst a zrání folikulu - produkce estrogenů Fáze postovulační...16.-28. den - luteinizace prasklého folikulu - produkce progesteronu Oogeneze Carlson 2018 Ovulační cyklus vs. menstruační cyklus Carlson 2018 SpermiogenezeOvulované vajíčko Oocyte-cumulus complex I. Polové tělísko Denudované vajíčko metafáze (MII) oocyt Zona Pellucida Corona Radiata Perivitelinní prostor SpermiogenezeOplození Oplození Kapacitace spermie maturace pohyblivost epididymis ženský reprodukční trakt kapacitace hypermotilita schopnost oplození Akrozomální reakce Oplození Oplození zona pellucida oolema Mio et al 2008 Oplození oolema haploidní jádro centriola (centrosome) mitochondrie Prevence polyspermie Mio et al 2012 Prevence polyspermie oolema 1. Depolarizace buněčné membrány 2. Odstranění oocytárního receptoru 3. Kortikální reakce 4. Vyloučení zinku Modifikace oolemy Modifikace zony pellucidy den 1 den 2 den 3 den 4 den 5-6 Preimplantační vývoj 2 buněčné stadium zygota 4 buněčné stadium kompaktovaná morulamorula blastocysta rýhovací dělení („cleavage“) trophoektoderm embryoblast (inner cell mass) zároděčné vrstvy placenta blastomery 2n 8 buněčné stadium mužské prvojádro (pronucleus) 1n ženské prvojádro (pronucleus) 1n 2n Preimplantační vývoj © Reprofit International Příprava na implantaci © Reprofit International ❖ Expandace blastocysty – zvětšování dutiny (blastocoel) ❖ Embryonální klubání („hatching“) – embryo opouští zonu pellucidu Příprava na implantaci © Reprofit International Preimplantační vývoj In vitro fertilizace Jean Purdy In vitro fertilizace Robert Edwards Patrick Steptoe 1978 2010 ...to be continued © Reprofit International