Wojciech KRĘŻEL. Moléculaire et Cellulaire Strasbourg, Francja

Transkrypt

1 Wojciech KRĘŻEL Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Strasbourg, Francja

2 2 cm 3 cm

3 Fazy prenatalnego rozwoju człowieka Okres zygotyczny (zarodkowy) 0-2 tygodni Okres embrionalny 2-8 tygodni Okres płodowy 9-36 tygodni

4 miesiące

5 Okres zarodkowy tydzień1 Główne wydarzenia: podział komórkowy i zagnieżdżenie się zarodka w macicy Podziały komórkowe: Dzień2 Dzień5 Ektobast Trofoblast Dzień4 Jama blastocysty Zygota zawiera komórki totipotentne(ich funkcja nie jest zdefiniowana i mogą stać sie każdym typem komórki) Po 4 dniach komórki tworzą sferyczna strukturę (blastocysta), która zawiera komórki pluripotentne

6 Okreszarodkowy tydzień2 Rozmiar 0.25mm Plytka nerwowa Mezoderma Endoderma Ektoderma Rowek nerwowy Płytka embrionalna

7 Okres zarodkowy Plytka nerwowa Mezoderma Endoderma Ektoderma W drugim tygodniu zarodek składa sie z 3 listków : Entoderma: która da początek płucom, układowi trawiennemu, tarczycy, systemowi moczowemu Mezoderma:z której rozwiną sie mięśnie, kości, krwioobieg, system limfatyczny, nerki, gonady Ektoderma: z której rozwinie sie skóra, włosy, organy sensoryczne oraz tkanka nerwowa

8 miesiące

9 Okres embrionalny Główne wydarzenia: Pojawienie sie wszystkich układów z wyjątkiem kory mózgowej oraz systemu sensorycznego. Zmiany rozwojowe Rozmiary i struktury: od homogenności do różnorodności; od prostoty do kompleksowości Kształt: od nieregularnych do regularnych; od nieokreślonych to definitywnych Adaptacyjność: od zmienności do stałości

10 Okresy krytyczne Okres krytyczny: okres kiedy wydarzenie rozwojowe lub jego brak maja największy efekt na całościowy rozwój organizmu Rozwój= różnicowanie oraz wzrost Różnicowanie: proces rozwojowy kiedy niewyspecjalizowana komórka lub tkanka staje sie wyspecjalizowana do konkretnej funkcji (np: płytka nerwowa staje sie tkanką nerwową, lub komórka pluripotentna staje sie neuronem) Wzrost: struktury rosną dzięki podziałom komórkowym i różnicowaniu sie powstałych komórek Okres krytyczny dla powstania zwyrodnień prenatalnych pokrywa sie z okresem różnicowania

11 Okresykrytycznedlaróżnychstruktur Zarodek Embrion (tygodnie) Płód (tygodnie) Serce Ramiona Nogi System nerwowy Oczy Zęby Podniebienie Organy płciowe Uszy Śmierć Anomalie struktury Anomalie fizjologii i struktury

12 Okres embrionalny

13 Okres embrionalny 3 tygodnie: zamkniecie płytki nerwowej, początek różnicowanie się tarczycy, wątroby, układu moczowego, komórki mięśnia sercowego zaczynają bić

14 Okres embrionalny 4 tygodnie: pojawiają sie zaczątki kończyn, języka, płuc, żołądka, pęcherzyka ocznego, formowanie sie neuronów

15 Okresembrionalny 5 tydzień: pojawienie sie zalążka nosa, organów genitalnych, rozwój szczeki, jelit, układu krwionośnego 6 tydzień: pojawienie sie uszu, kończyn, oba płuca obecne 7 tydzień : różnicowanie mięsni, wyprostowanie tworzącego się kręgosłupa, zanika ogona 8 tydzień: uformowane palce, podniesiona głowa, początek kostnienia, podstawowe części mózgu są obecne

16 miesiące

17 Okres płodowy Miesiące Rozmiar Waga Funkcje 2 2,5 cm 2 gramy 3 7,5 cm 28 gramy ruchliwość 4 20 cm 170 gramy wrażliwość na światło 5 30 cm 400 gramy wrażliwość na dźwięk 6 35cm 550 gramy rytm snu i aktywności 7 40 cm 1,3-1,8 kg odruch ssania 8 45 cm 2,2-2,7 kg 9 50 cm 3 kg

18 Okres płodowy Główne wydarzenia: Różnicowanie sie kory mózgowej, systemu sensorycznego oraz ogólny wzrost Nowa kora mózgowa i system sensoryczny stara kora mózgowa rozwija sie wcześnie w okresie embrionalnym Kora mózgowa nowarozwija sie dopiero w okresie płodowym i po narodzeniu. System sensoryczny będąc powiązany funkcjonalnie z korą mózgowa rozwija sie w tym samym czasie.

19 Okrespłodowy rozwój mózgu

20 Rozwój mózgu -neurony Ciało komórkowe Dendryty Akson Synapsa

21 Siedemetapów rozwojusystemunerwowego napoziomiekomórkowym 4 tydzień

22 1. Neurogeneza proliferacja tworzenie nowych komórek (aż do /min) Występuje w cewce nerwowej

23 2-3. Migracja i różnicowanie (na swoje miejsce i do swoich zadań) Na starcie: ciała komórkowez niewykształconymi aksonami

24 2-3. Migracja i różnicowanie (na swoje miejsce i do swoich zadań) Komórki glialnesą przewodnikami neuronów w drodze do miejsce przeznaczenia Różnicowanie postępuje w trakcie migracji Kora mózgowa około 45-75% neuronów umiera w czasie migracji lub po jej zakończeniu

25 4. Wzrost aksonalny Rosnącyakson nawiguje, odnajdujedrogędo struktury, którą ma kontrolować dzięki sygnałom chemicznym

26 5. Synaptogeneza (tworzenie nowych synapsów) Indukcja dwustronna następcza wsteczna glialna Wymiana sygnałów chemicznych między czescią pre- i post-synaptyczna jest konieczna

27 6. Synaptogeneza (adaptacja pruning ) Śmierć Komórka docelowa Wydzielanie czynników tropicznych Niewystarczajaca ilości czynników tropicznych prowadzi do śmierci neurona Koncówki aksonale współzawodniczą o czynniki tropiczne

28 6. Synaptogeneza (adaptacja pruning ) narodziny 6 lat 14 lat

29 Synaptogeneza: 2 Typy synapsów 1. Oczekujące-na-doświadczenie, aby przetrwać 1. Oczekujące-na-doświadczenie, aby przetrwać Nadprodukcja synapsów; zanikają w zależności od doświadczenia Doświadczenie prowadzi do zmniejszenia ich ilości Przygotowują mózg do analizy informacji i kontroli zachowań oczekiwanych od człowieka Percepcja i analiza sensoryczna Więź z rodzicami Koordynacja wzrokowo-ruchowa Zdolność komunikacji Greenough & Black, 1999

30 Synaptogeneza: 2 Typy synapsów lekcja z Fragile X Forma upośledzenia umysłowego : 1/2000 mężczyzn Niefunkcjonalność genu FMR1 uniemożliwia usuwanie nieużytecznych synapsów Hałas w systemie nerwowym powoduje upośledzenie umysłowe Mniej jest lepiej! Greenough & Black, 1999; Nelson, de Haan, Thomas, 2006

31 Synaptogeneza: 2 Typy synapsów 2. Oczekujące-na-doświadczenia, aby powstać Doświadczenie prowadzi do zwiększenia ich ilości Trwa przez całe życie Koduje doświadczenia i jest u podstaw ucznia sie języki Specyficzna wiedza, umiejętności Greenough & Black, 1999

32 7. Neurogeneza mielinizacja Czas po synaptogenezie

33 Mózg w momencie narodzin Niedojrzałość w momencie urodzin jest cechą potencjału adaptacyjnego. Mózg rozwija sie więc w kontakcie ze światem zewnętrznym i adaptuje się do środowiska proces adaptacji jest u człowieka najdłuższy w porównaniu do wszystkich gatunków zwierząt wczesne doświadczenia wpływają na architekturę mózgu, która zostanie zachowana na całe życie

34 Dziękuje za uwagę Bibliografia: Human embryology, W.J. Larsen; 1997 Principles of Neural Science, E.R. Kandel, J.H. Schwartz, and T.M. Jessell; 2000

35

36

37 Metabolic Teratogens Rubella Syphilis Toxoplasmosis Diabetes Herpes Simplex Mumps cardiovascular defects, deafness, blindness, slow growth of fetus deafness, mental retardation, skin & bone lesions, meningitis microcephaly, hydrocephaly, cerebral calcification, mental retardation cardiac and skeletal malformations, central nervous system anomalies; increased risk of stillbirth skin lesions, encephalitis spontaneous abortion

38 Chemical Teratogens Alcohol Chemotherapy Diethylstilbestrol Lithium Mercury Streptomycin Tetracycline Thalidomine growth & mental retardation, microcephaly, facial and trunk malformations major anomalies throughout body cervical and uterine abnormalities hearing anomalies mental retardation, cerebral atrophy, spasticity, blindness hearing loss, auditory nerve damage staining of tooth enamel and bones limb defects, cardiovascular anomalies