De trofoblast is een structuur die bestaat uit een reeks cellen die de buitenste laag vormen die een blastocyst omringt, in de vroege stadia van de embryonale ontwikkeling bij zoogdieren. De term komt van het Griekse trofos, wat "voeden" betekent; en blast, wat verwijst naar de embryonale kiemcel.
Tijdens de vroege stadia van de zwangerschap van zoogdieren bij de placenta, zijn trofoblastcellen de eersten die zich differentiëren tot een eicel dat is bevrucht. Deze reeks cellen staat bekend als een trofoblast, maar na gastrulatie wordt het een trophectoderm genoemd.
De trofoblast levert voedingsmoleculen aan het zich ontwikkelende embryo en vergemakkelijkt de implantatie ervan in de baarmoederwand vanwege zijn vermogen om de weefsels van de baarmoeder te eroderen. Zo kan de blastocyst zich aansluiten bij de holte die wordt gevormd door de baarmoederwand, waar hij voedingsstoffen opneemt uit de vloeistof die van de moeder komt.
Kenmerken
De trofoblast speelt een cruciale rol bij implantatie en placentatie. Beide processen verlopen correct als gevolg van moleculaire communicatie tussen foetale en maternale weefsels, gemedieerd door hormonen en membraanreceptoren.
Tijdens de implantatie van de blastocyst worden nieuwe soorten verschillende trofoblastische cellen gegenereerd, de villous en extravillous trophoblast genoemd. De eerste neemt deel aan de uitwisselingen tussen de foetus en de moeder, en de laatste verbindt het placenta-lichaam met de wand van de baarmoeder.
Van zijn kant wordt placentatie gekenmerkt door de invasie van de uteriene spiraalslagaders door extravillous trofoblastische cellen die ontstaan uit de verankering van de villi. Door deze invasie wordt de arteriële structuur vervangen door amorf fibrinoïde materiaal en endovasculaire trofoblastische cellen.
Deze transformatie zorgt voor een perfusiesysteem met lage capaciteit en hoge capaciteit van de radiale slagaders naar de tussenliggende ruimte, waarin de villous tree is ingebed.
De fysiologie van de zwangerschap hangt af van de ordelijke voortgang van structurele en functionele veranderingen in de villous en extravillous trofoblast.
Dit betekent dat een verstoring van deze processen kan leiden tot verschillende soorten complicaties van verschillende ernst, waaronder mogelijk zwangerschapsverlies en levensbedreigende ziekten.
Hoewel de trofoblast niet direct bijdraagt aan de vorming van het embryo, is het een voorloper van de placenta waarvan de functie is om een verbinding tot stand te brengen met de baarmoeder van de moeder om de voeding van het zich ontwikkelende embryo mogelijk te maken. De trofoblast is duidelijk vanaf dag 6 in menselijke embryo's.
Lagen
Tijdens de implantatie vermenigvuldigt, groeit en differentieert de trofoblast zich in twee lagen:
Syncytiotrofoblast
De syncytiotrofoblast vormt de buitenste laag van de trofoblast, de cellen hebben geen intercellulaire limieten omdat hun membranen (syncytium) verloren zijn gegaan. Om deze reden lijken de cellen meerkernig en vormen ze koorden die het endometrium infiltreren.
De syncytiotrofoblastcellen zijn afkomstig van de fusie van de cytotrofoblastcellen en hun groei veroorzaakt de vorming van chorionvlokken. Deze dienen om het oppervlak te vergroten dat de stroom van voedingsstoffen van de moeder naar de foetus mogelijk maakt.
Door apoptose (geprogrammeerde celdood) van uteriene stromacellen ontstaan ruimtes waardoor de blastocyst verder in het endometrium doordringt.
Ten slotte produceert de syncytiotrofoblast het hormoon humaan choriongonadotrofine (HCG) dat wordt gedetecteerd vanaf de tweede week van de zwangerschap.
Cytotrofoblast
De cytotrofoblast vormt op zijn beurt de binnenste laag van de trofoblast. In feite is het een onregelmatige laag eivormige cellen met een enkele kern en daarom worden ze mononucleaire cellen genoemd.
De cytotrofoblast bevindt zich direct onder de syncytiotrofoblast en de ontwikkeling ervan begint vanaf de eerste week van de zwangerschap. De trofoblast vergemakkelijkt embryonale implantatie door cytotrofoblastcellen, die het vermogen hebben om te differentiëren in verschillende weefsels.
De juiste ontwikkeling van cytotrofoblastcellen is cruciaal voor de succesvolle implantatie van het embryo in het baarmoederslijmvlies en is een proces dat sterk gereguleerd is. De ongecontroleerde groei van deze cellen kan echter leiden tot tumoren, zoals een choriocarcinoom.
Ontwikkeling
Tijdens de derde week omvat het embryonale ontwikkelingsproces ook de voortzetting van de ontwikkeling van trofoblast. Aanvankelijk worden de primaire villi gevormd door de binnenste cytotrofoblast omgeven door de buitenste laag van syncytiotrofoblast.
Later migreren de cellen van het embryonale mesoderm naar de kern van de primaire villi en dit gebeurt tijdens de derde week van de zwangerschap. Aan het einde van deze week beginnen deze mesodermale cellen zich te onderscheiden om bloedvatcellen te vormen.
Naarmate dit proces van celdifferentiatie vordert, zal zich een zogenaamd harig capillair systeem vormen. Op dit punt wordt de placenta villi gevormd, die de laatste zal zijn.
De capillairen die bij dit proces ontstaan, komen vervolgens in contact met andere capillairen die gelijktijdig ontstaan in het mesoderm van de chorionplaat en de fixatiesteel.
Deze nieuw gevormde bloedvaten komen in contact met die van de intra-embryonale bloedsomloop. Dus op het moment dat het hart begint te kloppen (dit gebeurt in de vierde week van ontwikkeling), zal het villous systeem klaar zijn om de zuurstof en voedingsstoffen te leveren die nodig zijn voor zijn groei.
Voortgaand in de ontwikkeling dringt de cytotrofoblast verder door in de syncytiotrofoblast die de snelheid bedekt, totdat deze het endometrium van de moeder bereikt. Ze komen in contact met harige stengels en vormen de buitenste cytotrofoblastische omhulling.
Deze laag omgeeft de hele trofoblast en sluit uiteindelijk stevig aan op de chorionplaat en het endometriumweefsel aan het einde van de derde week (dagen 19-20) van de zwangerschap.
Terwijl de chorionholte is vergroot, blijft het embryo verankerd aan zijn trofoblastische bedekking door de fixatiesteel, een vrij strakke ligatiestructuur. Later wordt de fixatiesteel de navelstreng die de placenta met het embryo verbindt.
Referenties
- Cross, JC (1996). Trofoblastfunctie bij normale en pre-eclamptische zwangerschap. Beoordeling foetale en maternale geneeskunde, 8 (02), 57.
- Lunghi, L., Ferretti, ME, Medici, S., Biondi, C., & Vesce, F. (2007). Controle van de menselijke trofoblastfunctie. Reproductive Biology and Endocrinology, 5, 1-14.
- Pfeffer, PL en Pearton, DJ (2012). Trofoblast ontwikkeling. Reproductie, 143 (3), 231–246.
- Red-Horse, K., Zhou, Y., Genbacev, O., Prakobphol, A., Foulk, R., McMaster, M., & Fisher, SJ (2004). Trofoblastdifferentiatie tijdens de implantatie van embryo's en de vorming van de moeder-foetale interface. Journal of Clinical Investigation, 114 (6), 744-754.
- Screen, M., Dean, W., Cross, JC, & Hemberger, M. (2008). Cathepsineproteasen hebben verschillende rollen bij de trofoblastfunctie en vasculaire hermodellering. Ontwikkeling, 135 (19), 3311-3320.
- Staun-Ram, E., en Shalev, E. (2005). Menselijke trofoblastfunctie tijdens het implantatieproces. Reproductieve biologie en endocrinologie, 3 (figuur 2), 1-12.
- Velicky, P., Knöfler, M., & Pollheimer, J. (2016). Functie en controle van menselijke invasieve trofoblastsubtypen: intrinsiek vs. moederlijke controle. Cell Adhesion and Migration, 10 (1-2), 154–162.