Sviluppo cellulare

Come sarà il file Sviluppo cellulare Sono definiti? Quali funzioni, quali compiti ha nell'embriogenesi? Quali malattie possono verificarsi che compromettono lo sviluppo cellulare? Tutto questo è discusso di seguito.

Cos'è lo sviluppo cellulare?

Dopo che la fecondazione è avvenuta, le due mezze serie di cromosomi dello sperma e degli ovociti si attaccano l'una all'altra e le cellule iniziano a dividersi. L'illustrazione mostra la fase della morula.

L'uovo della madre e lo sperma del padre hanno ciascuno la metà del set cromosomico. Dopo che la fecondazione è avvenuta, entrambe le metà serie di cromosomi si attaccano l'una all'altra e inizia la divisione cellulare.

Dalla combinazione di questi due geni è emersa una persona unica. D'ora in poi, ogni singola cellula del corpo ha la stessa informazione genetica, il DNA. Dallo stadio a 2, 4 e 8 cellule, la morula si sviluppa dal terzo al quarto giorno dopo la fecondazione. Due giorni dopo, la morula si è sviluppata come una vescicola germinale, con una massa cellulare interna, una cavità e uno strato cellulare esterno. Durante questo periodo la vescicola germinale deve impiantarsi nel rivestimento uterino e stabilire un contatto e uno scambio più profondi con l'organismo materno.

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È necessaria molta energia per le fasi di sviluppo attualmente in sospeso. La vescicola germinale scava così in profondità da essere avvolta dal rivestimento uterino. Tutte le cellule sono ancora pluripotenti, hanno la capacità, come i cloni o le cellule staminali, di differenziarsi in tutti i possibili tipi di cellule.

All'inizio della nidazione si è verificata una distribuzione spaziale. La massa cellulare della vescicola germinale è sempre rivolta verso il rivestimento uterino, la cavità rivolta verso l'esterno. Vari processi di differenziazione avvengono durante l'impianto: un cotiledone viene creato nel sito della massa cellulare come un disco composto da due strati: l'ectoderma e l'endoderma. Sotto l'ectoderma, si forma la cavità di Anmion, che in seguito diventa il sacco amniotico con il liquido amniotico.

Durante la gastrulazione, il germe si è completamente seppellito nel rivestimento dell'utero. Allo stesso tempo, nella terza settimana di sviluppo, si sono verificate ulteriori migrazioni cellulari e divisioni cellulari all'interno. L'endoderma forma anche il sacco vitellino, l'ectoderma è leggermente aumentato di dimensioni. La cavità amniotica interna è diventata più grande. Soprattutto, però, si è sviluppato il mesoderma tra l'endo e l'ectoderma: è emerso il disco germinale a tre foglie. Il mesoderma è assente nei punti più esterni del germe. Qui si svilupperanno una cloaca e una membrana faringe.

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Ora si sono sviluppati anche gli assi "sopra" e "sotto": la striscia primitiva è emersa. Il sistema nervoso centrale e periferico e la pelle si sviluppano dall'ectoderma. Il mesoderma forma lo scheletro, i muscoli e i vasi; gli intestini, i polmoni e il fegato dell'endoderma. Con la formazione della vena primitiva, è stata avviata la fase iniziale dell'embriogenesi, in cui ora avviene la formazione dei sistemi di organi. Questo periodo embrionale dura da circa la terza all'ottava settimana di sviluppo.

Funzione e compito

Come già accennato, tutte le cellule del corpo hanno le stesse informazioni genetiche. Nel tempo, solo alcuni geni vengono attivati ​​nelle singole cellule e altri vengono disattivati. Se una cellula nervosa deve svilupparsi da una cellula pluripotente, gli induttori attiveranno solo i geni all'interno di questa cellula che sono responsabili della trasformazione di questa cellula in una cellula nervosa.

Lo sviluppo di cellule specifiche, come cellule della pelle, cellule del sangue e tutti gli altri tipi di cellule e tessuti, procede secondo lo stesso schema. Questo lavoro di specializzazione nello sviluppo delle cellule embrionali è ora particolarmente attivo tra la terza e l'ottava settimana di sviluppo: oltre all'ulteriore sviluppo, ci sono anche modifiche, "lavori di demolizione" e sviluppi inversi.

All'estremità della testa della striscia primitiva c'è il nodo primitivo, le cui cellule sono responsabili della crescita dell'estensione della testa. La placca neurale e il sistema vascolare si sviluppano il 19 ° giorno. Inizia la formazione del sangue embrionale. Quattro giorni dopo si forma il tubo neurale.

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Dopo la quarta settimana di sviluppo, la striscia primitiva non è praticamente più presente. Il tubo neurale è già lo stadio più alto di sviluppo in direzione del midollo spinale e del cervello e ha sostituito la corda dorsale (cordone dorsale) proveniente dal mesoderma, che si sta praticamente ritirando completamente.

Il 22 ° giorno il cuore inizia a battere. Al 29 ° giorno si sviluppano le vescicole oculari, un giorno dopo le gemme degli arti superiori e al 32 ° giorno quelle degli arti inferiori. L'embrione ha ora assunto una forma curva. Il giorno dopo, vengono creati gli occhi e il cervelletto.

Il 36 ° giorno compaiono l'auricolare e la placca. Due giorni dopo gli occhi si pigmentavano, le lenti erano già state applicate nella fase preliminare. Vengono create anche le pedane. Dal 41 ° giorno la coda embrionale è regredita. I suoi resti formano il coccige. Appaiono il condotto uditivo esterno e le gemme delle dita. Il 44 ° giorno si sviluppano le palpebre, il naso e le punte dei piedi. 48 ore dopo, l'embrione abbandona un po 'la sua posizione curva. Viene creato l'orecchio esterno.

Le membrane della vescica, dei genitali e dell'ano sfondano. Dal 49 ° giorno le dita sono separate. Il 51 ° giorno, il sistema vascolare sotto il cuoio capelluto si sviluppa fortemente. Si alza il setto nasale e si forma il palato.

L'embriogenesi è completata il giorno 56. Sono state create cavità nasali e mento. Gli organi genitali esterni si sviluppano. Dalla nona settimana di gravidanza, l'embrione è diventato un feto; la testa è la metà della sua lunghezza. Tutti gli organi, i tessuti e la forma umana sono sostanzialmente disposti e ora devono essere ulteriormente differenziati, crescere e maturare in funzione. Gli organi iniziano gradualmente il loro lavoro. Fino alla formazione del fegato, il sacco vitellino aveva il compito di assumere funzioni metaboliche. Il sacco vitellino viene quindi ricostituito.

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Malattie e disturbi

Poiché nell'embriogenesi avvengono innumerevoli processi geneticamente controllati, è possibile una moltitudine di processi mal indirizzati. Nei primi 14 giorni di sviluppo del germe, le malformazioni dovute ad errori nel controllo genetico portano ad un aborto spontaneo inosservato. Dopo l'impianto, l'embrione è molto sensibile a sostanze nocive come nicotina, alcol, droghe, farmaci e raggi X. Se mutazioni e malfunzionamenti sono molto gravi, si verifica un aborto spontaneo o un parto prematuro.

In anencefalia, il cranio non si è chiuso nel periodo embrionale. Di conseguenza, la massa cerebrale è fuoriuscita ed è stata decomposta dal liquido amniotico. Se un bambino nasce con anencefalia, può sopravvivere solo poche ore o giorni perché, a seconda dell'entità del danno, manca di tutte le funzioni di controllo.

Se le parti del viso non si fondono correttamente nella settima settimana di gravidanza, possono verificarsi labbro leporino e palato. Le caratteristiche e lo scopo sono diversi. I bambini di solito hanno difficoltà a succhiare, bere, deglutire e parlare. Inoltre, la ventilazione dell'area dell'orecchio, del naso e della gola attraverso lo spazio non è ottimale, quindi è più probabile che si verifichino infezioni lì.

Partendo dalle gemme delle braccia e delle gambe, le estremità crescono in lunghezza in pochi giorni. Se la crescita si interrompe prematuramente, ad esempio, mancano le gambe e i piedi o gli avambracci e le mani. Ci sono dita dei piedi e dei piedi che sono cresciute insieme o ci sono dita e dita in eccesso.

Alcune deformità delle estremità fanno parte di una sindrome. Nel caso della sindrome di Bardet-Biedl, c'è un disturbo metabolico delle ciglia con coinvolgimento degli occhi come retinite pigmentosa, sordità e dita in eccesso. Inoltre, ci sono sovrappeso, diabete e bassa statura. Le malformazioni si trovano nel fegato e nella bile; i reni sono soggetti a malattie.

Nel campo dell'oftalmologia, ci sono malformazioni come occhi incompleti, cataratta congenita, formazioni di schisi nell'iride, coroide o nervo ottico e bulbi oculari troppo piccoli o troppo grandi. I nervi ottici possono essere dotati di un numero insufficiente di tratti nervosi, in modo che la persona colpita sia funzionalmente cieca a seconda della gravità. Nell'atrofia ottica di Leber, i nervi ottici di entrambi gli occhi sono colpiti. I mitocondri nelle cellule nervose del nervo ottico, che forniscono l'energia richiesta, non hanno piena funzionalità a causa della malattia genetica. Questo porta prima a problemi nella percezione dei colori verde e rosso, poi a difetti del campo visivo centrale e una massiccia perdita dell'acuità visiva centrale.

Un'altra malattia genetica colpisce le ciglia, che si trovano in ogni cellula del corpo e che sono di grande importanza nella migrazione cellulare nell'embriogenesi. Il tuo compito è trasportare sostanze. Nel caso di Usher, non sono completamente funzionali. Le cellule dell'udito e del senso visivo degenerano. La perdita dell'udito precede la perdita della funzione visiva. Le persone colpite sono sempre più incapaci di compensare la loro perdita dell'udito (anche se possono essere compensate con apparecchi acustici) vedendo, poiché la funzione visiva perisce nel tempo a causa della degenerazione, come nella retinite pigmentosa.

Alcune malattie metaboliche genetiche comportano una breve aspettativa di vita, come la malattia di Hunter.

Una grande percentuale delle malattie genetiche viene ereditata in modo dominante o recessivo. Con i parenti o in aree remote, è più probabile che le malattie recessive si manifestino. Tuttavia, sono rari. Le persone colpite spesso trascorrono anni alla ricerca di una diagnosi o di una terapia. Sono stati istituiti centri di competenza clinica. Al fine di raggruppare le conoscenze, sono emerse varie organizzazioni ombrello e portali, come "Axis", "Orpha net" e "Eurordis".