EMBRYOLOGIE: GESCHIEDENIS, VAKGEBIED EN TAKKEN - BIOLOGIE - 2025

De embryologie (uit het Grieks: embryon = vrucht in de baarmoeder; logos = verdrag), dieren (inclusief mensen), is de studie van alle zaken die verband houden met de ontwikkeling sinds de vorming van de zygote tot aan de geboorte.

De ontwikkeling begint wanneer een eicel wordt bevrucht door een sperma en een zygote vormt. Eieren en sperma zijn gameten. Ze worden gevormd door gametogenese in de eierstokken van vrouwen en de testikels van mannen.

Bron: pixabay.com

De productie van gameten gebeurt via een proces van celdeling dat meiose wordt genoemd. Hierbij worden vier cellen, of gameten, gevormd die de helft van de chromosomen (N = haploïde) hebben die een somatische cel heeft (2N = diploïde). De zygote heeft de helft van de chromosomen van de moeder en de andere helft van de vader. Daarom is het diploïde.

Kennis van de normale ontwikkeling van het embryo en de foetus, en van de oorzaken van afwijkingen bij de geboorte, zijn nuttig bij het vergroten van de kans op een normale ontwikkeling. Zo is het nu mogelijk om bepaalde defecten van de foetus chirurgisch te corrigeren.

Geschiedenis van de embryologie

Embryologie in de oudheid en tot in de middeleeuwen

In het jaar 3000 a. C., dachten de Egyptenaren dat de god van de zon, Aten, een kiem in de vrouw creëerde, een zaadje in de man, en leven schonk aan de baby in de vrouw.

In het jaar 1416 a. C., een hindoeïstische verhandeling over embryologie, geschreven in het Sanskriet, beschrijft dat een dag na de seksuele ontmoeting een embryo (Kalada) wordt gevormd, dat wordt gevolgd door de vorming van een blaasje (na 7 nachten), een stevige massa (na een maand), het hoofd (na twee maanden) en de ledematen (na drie maanden).

Pythagoras (570–495 v.Chr.), Stelde voor dat de vader de essentiële kenmerken van het nageslacht verschafte, wat bekend staat als 'spermisme'. Hippocrates, 460-377 a. C., verklaarde dat de ontwikkeling van het kippenembryo vergelijkbaar kan zijn met die van de mens.

Aristoteles (384–322 v.Chr.) Schreef een verhandeling over de embryo's van kippen en andere dieren. Hierdoor wordt hij beschouwd als de grondlegger van de embryologie.

Claudius Galenus (129–216 v.Chr.) Schreef een verhandeling over de vorming van de foetus, waarin structuren als de placenta, het vruchtvlies en de allantois werden beschreven.

Samuel-el-Yehudi, ~ 200 AD, beschreef de ontwikkeling van het embryo door zes stadia te onderscheiden, van een vormloos embryo tot een foetus.

Embryologie van de Renaissance tot de 18e eeuw

Leonardo da Vinci (1452–1519) maakte zeer nauwkeurige tekeningen van de foetus door de baarmoeder van een zwangere vrouw te ontleden.

William Harvey (1578–1657), geloofde dat sperma de baarmoeder binnendrong en metamorfoseerde, transformeerde in een ei en vervolgens een embryo.

Marcello Malpighi (1628-1694) en Jan Swammerdam (1637-1680) verschaften door middel van microscoopwaarnemingen informatie die volgens hen de theorie van het preformisme ondersteunde, die stelde dat sperma hele mensen bevatte.

Regnier de Graaf (1641-1643), ontleedde en observeerde de eierstokken van verschillende soorten zoogdieren, inclusief mensen, en beschreef het corpus luteum (Graafse follikel).

Casper Friedrich Wolff (1733–1794) betoogde in zijn publicatie Theory of Generation uit 1759 dat de organen van het lichaam niet bestaan ​​vóór de zwangerschap, maar in fasen worden gevormd uit ongedifferentieerd materiaal.

Lázaro Spallanzani (1729-1799) voerde in-vitrofertilisatieproeven uit bij amfibieën en inseminatie bij honden, en concludeerde dat eicellen en sperma nodig zijn om de ontwikkeling van een individu op gang te brengen.

Heinrich Christian Pander (1794–1865) observeerde de vroege ontwikkeling van kippenembryo's en beschreef de drie kiemlagen: ectoderm, mesoderm, endoderm.

Moderne embryologie

Karl Ernst von Baer (1792–1876) beweerde dat sperma miljoenen bewegende cellen bevatte, die hij sperma noemde. Bovendien ontdekte hij de eicellen van de eierstokken van zoogdieren, de zygoot in de eileiders en de blastocyst in de baarmoeder. Daarom wordt hij beschouwd als de grondlegger van de moderne embryologie.

Hans Spemann (1869–1941), introduceerde het concept van inductie bij de ontwikkeling van het embryo, waarbij de identiteit van bepaalde cellen de ontwikkeling van andere cellen in hun omgeving beïnvloedt. Spermann ontving in 1935 de Nobelprijs voor Fysiologie en Geneeskunde.

Patrick Steptoe (1913–1988) en Robert Edwards (1925–) waren de gynaecologen en wetenschappers die de geboorte mogelijk maakten van Louise Brown in 1978, de eerste baby die werd geproduceerd door in-vitrofertilisatie.

Edward Lewis (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) en Eric F. Wieschaus (1947–) kregen in 1995 de Nobelprijs voor fysiologie en geneeskunde voor hun ontdekking van genen die de embryonale ontwikkeling regelen.

Ian Wilmut (1944–) en zijn collega's waren de eersten die de kern van een gedifferentieerde volwassen cel overbrachten om een ​​kloon te produceren van een zoogdier, het schaap genaamd Dolly, dat werd geboren in 1996.

Takken van embryologie

Embryologie is onderverdeeld in algemene embryologie, systemische embryologie, beschrijvende embryologie, vergelijkende embryologie, experimentele embryologie, chemische embryologie en teratologie.

Algemene embryologie

Studie van de ontwikkeling van bevruchting en zygootvorming, via blastocystenvorming en implantatie, embryoblastvorming tot embryovorming. Deze gebeurtenissen duren acht weken en zijn onderverdeeld in pre-embryonale en embryonale perioden.

Systemische embryologie

Studie van de ontwikkeling van organen en systemen tijdens de embryonale fase.

Beschrijvende embryologie

Bestuderen, door directe observatie en beschrijving, van de ontwikkelingsstadia van het embryo.

Vergelijkende embryologie

Vergelijking van de ontwikkeling van embryo's van verschillende diersoorten. Deze tak is gerelateerd aan de vergelijkende en integratieve biologie, die in de jaren negentig aanleiding gaf tot de biologie van evolutionaire ontwikkeling, bekend als evo-devo.

Experimentele embryologie

Experimenten met proefdieren (ratten, muizen, amfibieën, etc.) om de embryonale ontwikkeling te bestuderen.

Chemische embryologie

Biochemische studie van de blastocyst, het embryo en de foetus tot het moment van geboorte.

Teratologie

Onderzoek naar het effect van infectieuze agentia, chemische stoffen, straling en andere externe factoren die de morfologie en functie van de foetus veranderen.

Menselijke embryologie

Bij mensen zijn drie stadia van prenatale ontwikkeling beschreven: 1) pre-embryo-periode, van conceptie tot de tweede week; 2) periode van embryovorming, van de tweede tot de achtste week; 3) foetale periode, vanaf de negende week tot de geboorte.

In het algemeen omvat de prenatale ontwikkeling van de mens de vorming van: 1) embryo; 2) placenta; 3) vliezen van de foetus; 4) lichaamsholten en diafragma; 5) spier-, skelet-, ademhalings-, cardiovasculair, spijsverterings-, urine-, voortplantings- en zenuwstelsel; 6) hoofd en nek; 7) ogen en oren.

Cruciale stadia van embryologische ontwikkeling

Vorming van het embryo, de placenta en de vliezen van de foetus

Zodra de zygote is gevormd, begint deze zich te delen door mitose en neemt het aantal cellen toe zonder hun grootte te vergroten. De cellen van de zygote worden blastomeren genoemd. Wanneer 12 cellen zijn bereikt, wordt de morula gevormd. Dit vormt dan de blastocyst, een holle bol gevuld met vloeistof.

De blastocyst heeft een interne celmassa aan één pool. Het is omgeven door een dunne laag cellen, de trofoblast, die verantwoordelijk is voor de bevestiging aan de baarmoederwand en uiteindelijk het foetale deel van de placenta vormt.

De vruchtwater- en chorionholtes omringen het embryo. De wanden vormen de membranen van de foetus. De binnenmassa van cellen vormt door gastrulatie de schijf van een bilaminair embryo, gevormd door de epiblast (later ectoderm) en de hypoblast (later endoderm). Het ectoderm differentieert en vormt een derde laag: het mesoderm.

Het mesoderm vormt onder meer de botten, het bindweefsel, het kraakbeen, het cardiovasculaire, lymfatische en reproductieve systeem, de nieren, de dermis van de huid. Het ectoderm vormt het zenuwstelsel. Het endoderm vormt het maagdarmkanaal, de longen en de luchtwegen.

Na acht weken zijn de meeste organen en systemen al gevormd, maar ze zijn nog niet volgroeid.

Vorming van lichaamsholten en diafragma

In de vierde week is het embryo driedimensionaal van vorm en vertoont het een vouwing als gevolg van de vorming van de darmbuis. Een coelom, of gesloten holte, vormt zich binnen het embryo en is ontstaan ​​door de somatische en viscerale lagen van de laterale plaat van het mesoderm.

De somatische mesodermale laag vormt het pariëtale sereuze membraan, terwijl de splanchnische mesodermale laag het viscerale sereuze membraan vormt. Wanneer het embryo vouwt, gaat de vereniging met de chorionholte verloren en vormt zich een holte die van het bekkengebied naar het thoracale gebied gaat.

Het coeloom geeft aanleiding tot de pericardiale, pleurale en peritoneale holtes. Het dwarse septum deelt de holte in tweeën: de borstholte en de buikholte (of het peritoneum). De communicatie tussen beide holtes wordt echter gehandhaafd via pericardioperitoneale kanalen, die hun eigen membranen hebben.

De nieuw genoemde membranen verdelen de thoracale holte in de pericardiale holte en de pleuraholte en worden pleuropericardiale plooien genoemd. Vanaf de eenentwintigste tot de achtste week worden holtes gevormd.

Het diafragma wordt voornamelijk gevormd uit het dwarse septum en de pleuroperitoneale membranen. Het dwarse septum ontstaat, op cervicaal niveau, rond de tweeëntwintigste dag. Het ontvangt zijn innervatie van de C3 - C5 spinale zenuwen.

Training van het spier-, skelet-, ademhalings- en cardiovasculaire systeem

Het grootste deel van de spier is afkomstig van het paraxiale mesoderm. Er worden drie soorten skeletspieren gevormd: glad en cardiaal. Skeletspieren zijn afkomstig van somieten, de somatopleurische laag van de laterale plaat en de neurale top. De gladde spieren van de ingewanden. Het maagdarmkanaal en de hartspier van het splanchnische mesoderm.

Het mesoderm vormt het grootste deel van de botten en kraakbeen. De sclerotoomcellen vormen de individuele wervels. Bij de ontwikkeling van de schedel worden twee delen gevormd: neurocranium en viscerocranium. De ribben worden gevormd door de ossificatie van kraakbeenachtige voorlopers. De ossificatie van de lange botten markeert het einde van de embryonale periode.

De ontwikkeling van het ademhalingssysteem is onderverdeeld in vijf fasen: 1) embryonale, eerste knop en vertakking; 2) pseudoglandulaire, volledige vertakking; 3) caniculaire, terminale bronchiën; 4) sacculaire, terminale zakjes en capillairen komen in contact; 5) alveolair, 8 maanden, volledige ontwikkeling van de bloed-luchtbarrière.

De ontwikkeling van het cardiovasculaire systeem begint met de vorming van de hartbuis. Dan vindt septatie plaats, scheiding in atria, ventrikels en grote vaten. Septatie omvat de vorming van twee septa, die pas bij de geboorte volledig gesloten zijn.

Vorming van het spijsverterings-, urineweg-, voortplantings- en zenuwstelsel

De ontwikkeling van het spijsverteringsstelsel begint wanneer de kiemlagen van het vroege embryo lateraal en cephalocaudaal vouwen. Dit duwt het dooiermembraan in het embryo en vormt zo de darmbuis, die is verdeeld in anterieure (toekomstige keelholte), middelste (toekomstige slokdarm) en posterieure (toekomstige twaalfvingerige darm, darm, dikke darm en anale kanaal).

De urinewegen en het voortplantingssysteem kunnen als één systeem worden beschouwd omdat ze een gemeenschappelijke embryologische oorsprong hebben en gemeenschappelijke kanalen delen. Beide systemen ontwikkelen zich vanuit het tussenliggende mesoderm, dat de urogenitale kam vormt, verdeeld in het nefrogene koord en de kruin van de geslachtsklieren.

Het nefrogene koord geeft aanleiding tot de pronephros, mesonephros en metanephros, die betrokken zijn bij de vorming van de nieren. Het genitale systeem ontwikkelt zich vanuit de top van de geslachtsklieren. De ontwikkeling van het vrouwelijke of mannelijke voortplantingssysteem hangt af van het paar geslachtschromosomen.

Het zenuwstelsel ontwikkelt zich in de derde week vanaf het ectoderm. Aanvankelijk wordt de neurale buis gevormd, waarvan de plooien de neurale top vormen. Er wordt een ruggenmerg gevormd dat uit drie lagen bestaat: neuro-epitheliaal, mantel, marginale zone. Vervolgens worden de blaasjes van de telencephalon, diencephalon, middenhersenen, metancephalon en middenhersenen gevormd.

Hoofd-, nek-, oog- en oorontwikkeling

Het grootste deel van het hoofd van het hoofd en de nek wordt gevormd door de faryngeale bogen, zakjes en groeven, evenals uit de faryngeale membranen. Deze structuren vormen het faryngeale apparaat en geven het embryo zijn kenmerkende uiterlijk in de vierde week van ontwikkeling.

De faryngeale bogen worden gevormd door mesomere mesoderm en cellen van de neurale kam, die respectievelijk differentiëren in: 1) spieren en slagaders; 2) botten en bindweefsel. De keelholtezakken bestaan ​​uit invaginaties van het endoderm die grenzen aan de voordarm.

De pharyngeale sulci bestaan ​​uit invaginaties van het ectoderm. Het bevindt zich tussen de faryngeale bogen. De faryngeale membranen bestaan ​​uit ectoderm, mesoderm en endoderm. Ze bevinden zich tussen de faryngeale bogen.

Het oor bestaat uit: binnenoor, middenoor, buitenoor. Tegen de vierde week ontwikkelt het binnenoor zich vanuit de otische plaat van het ectoderm, die instelt en de utriculaire en sacculaire delen vormt. De middelste en externe oren zijn afgeleid van de eerste faryngeale bogen en van neurogliale cellen.

De ogen zijn afkomstig van het optische blaasje, dat zich aan het begin van de vierde week vormt vanuit het laterale deel van de voorhersenen.

Referenties

1. Amundson, R. 2005. De veranderende rol van het embryo in het evolutionair denken: structuur en synthese. Cambridge, Cambridge.
2. Coward, K., Wells, D. 2013. Handboek van klinische embryologie. Cambridge, Cambridge.
3. Dudek, RW 2014. Embryologie. Wolters Kluwer, Philadelphia.
4. Lambert, HW, Wineski, LE 2011. Lippincott's geïllustreerde Q & A-bespreking van anatomie en embryologie. Wolters Kluwer, Philadelphia.
5. Lisowski, F. P, ​​Oxnard, CE 2007. Anatomische termen en hun afleiding. World Scientific, Singapore.
6. Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embryologie: een geïllustreerde kleurentekst. Churchill Livingstone, Edinburgh.
7. Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013. De mens in ontwikkeling: klinisch georiënteerde embryologie. Saunders, Philadelphia.
8. Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016. Voordat we worden geboren: essentiële aspecten van embryologie en geboorteafwijkingen. Elsevier, Philadelphia.
9. Singh, V. 2012. Handboek van klinische embryologie. Elsevier, New Deli.
10. Webster, S., de Wreede, R. 2016. Embryologie in één oogopslag. Wiley, Chichester.