5. Vývoj zárodku ptáka a savce

Question 1

Vývoj zárodku ptáka a savce

Answer 1

• ptáci a savci pocházejí ze společného předka - PLAZI
• sdílejí podobné mechanismy gastrulace
• značně se odlišují ve VÝŽIVĚ ZÁRODKU - evoluční adaptace
  -> ptačí žloutek je obrovský, u savců výživa stačí na krátkou dobu (pak výživa z matky - placenta)
  PTÁCI
• veškerou výživu musí obsahovat vejce, mají největší samičí pohlavní buňky (ŽLOUTKOVÁ KOULE)
• aktivní jen levý vaječník
  SAVCI
• výživu zajišťuje mateřský organismus prostřednictvím placenty, mají nejmenší samičí pohlavní buňky (OOCYT, průměr cca 100 um)

Question 2

Časný vývoj - rýhování - PTÁCI

Answer 2

• rýhování PARCIÁLNÍ, DISKOIDÁLNÍ
• žloutek indikuje rýhování -> hodně žloutku -> špatné rýhování
• PARCIÁLNÍ RÝHOVÁNÍ
  -> částečné
  -> rýhuje se jen zárodečný terčík ve žloutku, zbytek bude sloužit k výživě
  DISKOIDIÁLNÍ RÝHOVÁNÍ
  = blastodiskus = zárodečný terčík

Question 3

Časný vývoj - rýhování - SAVCI

Answer 3

• rýhování TOTÁLNÍ, ROTAČNÍ
  ROTAČNÍ RÝHOVÁNÍ
  -> embryo se rozdělí na 2 blastomery -> u 1 blastomery dojde k otočení o 90 stupňů -> 1 blastomera se rozdělí ↑↓ a druhá se rozdělí ⇄ -> zase se některé blastomery otočí o 90 stupňů (pak to vypadá neuspořádaně, chaoticky, blastomery jsou i různě velké, rýhování je asynchronní)
  DĚLOHA
• blastocysta (u obojživelníků blastula)
  -> ICM - základ buněčného embrya
  -> TROFOBLAST/TROFOEKTODERM - kolem ICM, část budoucí placenty

Question 4

Časný vývoj - rýhování - KOMPAKTACE

Answer 4

• období mezi 16-32 buňkami (morula)
• blastomery na sebe více nalehnou, ztrácí se mezi nimi hranice
• blastomery začnou produkovat KADHERINY (umožňují mezibuněčné kompakty) -> kompaktace
• první exprimovaný kadherin je E-KADHERIN (epiteliální)
• předurčení/determinace buněk (které ICM, které trofoblast) už je ve fázi pozdní moruly
• s každou diferenciací klesá potenciál buňky
• blastocysta - buňky z ICM jsou PLURIPOTENTNÍ

Question 5

Blastulace u ptáků

Answer 5

• zárodečný terčík se rozrýhuje na jednovrstevný blastoderm
• blastodermální buňky absorbují vodu z bílku a sekretují tekutinu mezi ně a žloutek (jednovrstevný blastoderm se ,,odchlípne’’ -> vznik dutiny)
• jednovrstevný blastomer = ICM u savců
• dutina = blastocoel (u savců ve formě blastocysty)
• výsledkem je vznik SUBGERMINÁLNÍ DUTINY ↑

Question 6

Vznik blastocysty u savců

Answer 6

• po 3. rýhování dochází na povrchu blastomer k expresi E-kadherinu -> KOMPAKTACE
• ve stádiu 16 buněk vzniká MORULA
• morula je tvořená vnitřními buňkami - budoucí ICM a buňkami na povrchu - budoucím TROFOEKTODERMEM
• ve stádiu 64 buněk dochází k diferenciaci a postupnému oddělení ICM (produkce E-kadherinu) a trofoektodermu (produkce P-KADHERINU)
• trofoektodermální buňky produkují tekutinu - tvorba BLASTOCOELU
• blastocoel expanduje a ICM je vytlačena na okraj BLASTOCYSTY

Question 7

Gastrulace u ptáků - Epiblast + hypoblast, primitivní proužek, pohyby, migrace buněk

Answer 7

• vznik dvouvrstevného blastodermu - EPIBLAST a HYPOBLAST (jednovrstevný blastoderm - vytvoří se druhá vrstva - epiblast = původní blastoderm, hypoblast = nová vrstva)
• Hypoblast = primitivní entoderm
• dutina mezi epiblastem a hypoblastem - zde bude docházet k migraci
• formace PRIMITIVNÍHO PROUŽKU v oblasti posteriorní marginální zóny
• > tudy pak budou buňky migrovat mezi epi- a hypoblastem, budou vytvářet pravý entoderm a pravý mezoderm
• ELONGACE primitivního proužku směrem k ANTERIORU
• vznik HENSENOVA UZLU na anteriorní straně embrya a jeho POHYB K POSTERIORU
• -> ,,organizátor’’ je pohyblivý
• -> přes něj migrují buňky mezi hypoblastem a epiblastem
• -> pomalu se postupně pohybuje od anterioru k posterioru zpět
• somity - formace k anterior-posteriorní části ↑
• MIGRACE buněk epiblastu přes Hensenův uzel a jejich diferenciace na entodermální a mezodermální buňky
• uzavření žloutkové koule EPIBOLIÍ EKTODERMÁLNÍCH BUNĚK
• z buněk migrujících na ANTERIORNÍ straně embrya posléze vzniká přední část střeva, hlavový mezoderm a chorda
• buňky migrující více POSTERIORNĚ dají vzniknout většině entodermálních tkání
• SPLANCHNOPLEURA = obal orgánů, s entodermem
• SOMATOPLEURA = vnější list + ektoderm, výstelka dutin
• > mezi Splanchnopleurou a somatopleurou je COELOM
• ptáci vylučují místo močoviny (savci) kys. močovou, která je sice energeticky náročnější, ale močoviny denaturuje proteiny -> vejce by se samo zničilo
• 2x2 OBALY:
• -> AMNION a CHORION (,,placenta’’, vnější obal) - produkt somatopleury (kombo ektodermu a mezodermu)
• -> ŽLOUTKOVÝ VÁČEK a ALANTOIS - pro trávení (kombo entodermu a mezodermu)
• u ptáků Hensenův uzel, u savců je uzel

Question 8

Organizátory - ryby, obojživelníci, ptáci, savci

Answer 8

• Ryby - embryonální štít
• Obojživelníci - dorzální ret blastoporu
• Ptáci - Hensenův uzel
• Savci - uzel
• > všude exprese β-KATENINU a homologních genů

Question 9

Extraembryonální obaly u ptáků

Answer 9

• imitace stabilního vodného prostředí a ochrana proti otřesům - AMNION
• zajištění výživy - ŽLOUTKOVÝ VÁČEK (u savců nevýznamný)
• zajištění exkrece - ALANTOIS (je i u savců, ale méně významný)
• zajištění výměny plynů - CHORION (vnější obal)
• čím větší alantois, tím menší žloutkový váček

Question 10

Extraembryonální obaly u ptáků a savců

Answer 10

Amnion a chorion - kombinace extraembryonálního ektodermu a mezodermu (SOMATOPLEURA)
- ŽLOUTKOVÝ VÁČEK a ALANTOIS - kombinace extraembryonálního entodermu a mezodermu (SPLANCHNOPLEURA)

Question 11

Jednovaječná dvojčata

Answer 11

• geneticky identické (normální oplození)
• embryo se rozdělí v průběhu vývoje na 2 plnohodnotné entity
• Rozdělení před diferenciací trofoektodermu (před 5. dnem) - embrya, mají oddělené amniony i choriony (2 oddělené blastocysty)
  Rozdělení po diferenciaci trofoektodermu (mezi 5.-9. dnem) - embrya mají oddělené amniony, ale společný chorion (=> společná placenta)
• Rozdělení po 9. dni - embrya mají společný amnion i chorion - nebezpečí SIAMSKÝCH DVOJČAT

Question 12

Embryonální kmenové buňky

Answer 12

= ESC

• odvozeny z ICM
• jsou PLURIPOENTNÍ - mohou dát vzniknout jakémukoliv typu tkáně kromě trofoektodermu
• 1981 - Kaufman a Martin jako první izolovali a udrželi myší linii ESC v kultuře
• TKÁŇOVÉ KMENOVÉ BUŇKY - důležité pro obnovu tkání - jsou MULTIPOTENTNÍ (mohou dát vzniknout samy sobě nebo blízce příbuzným buňkám)

Question 13

Chiméry

Answer 13

= embrya obsahující 2 a více populací geneticky odlišných buněk

• 1976 - Gardiner a Rossan - Injikovali ICM z jedné myší blastocysty do druhé - vznik chiméry
• 1978 - Markert a Petters - agregovali tři myší moruly pocházející od různobarevných samic - vznik tříbarevných myší
• u člověka lze pozorovat tzv. SEXUÁLNÍ CHIMÉRU (část buněk nese chromozomy XX a část XY - v těhotenství došlo k agregaci dvou původně nezávislých embryí opačného pohlaví