5.2 Embryologie bewegingsapparaat Flashcards
Wat ontstaat er uit de somieten?
Botten
Skeletspieren
Onderhuids weefsel (dermis)
Hoe gaat de vorming en differentiatie van de somieten?
- Ze ontstaan uit het paraxiaal mesoderm
- Ze zijn van craniaal naar caudaal aangelegd
- Differentiëren in sclerotoom, myotoom en dermatoom
- Het is het segmentale bouwplan van de romp
Craniaal: Somieten (paraxiaal mesoderm)
Caudaal: Intermediair en lateraal mesoderm
Waar wordt het mesoderm gevormd?
In de primitiefstreek (gastrulatie)
In verschillende delen van de primitiefstreek ontstaan verschillende soorten mesoderm
Wanneer worden de somieten gevormd?
In de vierde week van craniaal naar caudaal
Voorste somiet is S1, deze ligt dus craniaal (bij de hoofd)
Wat gebeurd er in week 3/4 met het mesoderm?
Het wordt gevormd en gedifferentieerd eerst naar ‘presomitisch’ paraxiale mesoderm
Dag 21 vormen zich somieten uit het paraxiale mesoderm
Dag 19-21 -> 1-3 somietparen
Wat gebeurd er in week 4 met de somieten?
Er komen er steeds meer en ze gaan zich specialiseren
Ze splitsen zich in: Sclerotoom, dermatoom, myotoom (syndetoom en menigotome)
Wat ontstaat er uit het sclerotoom?
Axiaal skelet (wervels, ribben, sternum)
Wat ontstaat er uit het myotoom?
De skeletspieren
Wat ontstaat er uit het dermatoom?
De dermis
Hoe gaat de differentiatie van de somieten/hoe wordt het gestuurd?
Het wordt gestuurd door signaalmoleculen uit omliggende structuren (notochord, neurale buis, ectoderm, lateraal mesoderm)
Bijvoorbeeld Sonic Hedgehog (Shh) uit de notochord stuurt de ontwikkeling tot sclerotoom
Hoeveel wervels hebben we per ‘gebied’?
7 cervicale (Atlas, axis, C3-C7)
12 thoracale (Th1 - Th12)
5 lumbale (L1 - L5)
5 sacrale (S1 - S5)
3-6 (meestal 4) coccygeale
Hoe ontstaat het wervelkolom?
Uit sclerotomen van 2 somietparen waarbij de zenuwen naar de dermomyotomen (dermatoom en myotoom) tussen de wervels komen te liggen
Hoe ontwikkelen myotomen zich?
Dorsale en ventrale myotomen ontwikkelen zich tot verschillende spiergroepen
Spieren ontvangen tijdens de ontwikkeling al sensibele en motorische innervatie uit het ruggenmerg en dorsale ganglia
Somieten worden aangestuurd om te segmenteren en de wervelkolom te vormen, hoe gebeurd dit?
Door het clock en wavefront model
Welke 2 gradiënten heeft het Clock en Wavefront model?
1: Gradiënten van Vitamine A zuur en FGF
2: Oscillerende genen/klokgenen
Wat is het determination front?
Determination front is de plek waar de signaalmoleculen van caudaal en craniaal elkaar raken. Maar er is ook nog een signaal nodig dat aan en uit gaat: Segmentatie clock genen
Hoe meer naar craniaal, hoe meer wel signaal en hoe minder niet.
Signaalmoleculen: Retinoic acid, FGF, Wnt
Wat gebeurd er als de clock genen/oscillerende genen actief zijn?
Als de clock genen/oscillerende genen actief zijn zal in het determination front een segment beginnen en zal eindigen als de klokgenen hun synthese hebben geblokkeerd en inactief zijn
Oscillerende expressie van genen door eiwitten die hun eigen expressie remmen. Snelheid van de oscillatie hangt af van o.a. af van afbraaksnelheid van ‘klok’ eiwitten
‘Determination front’ + clock genen aan -> Begin somiet
‘Determination front’ + clock genen uit -> Einde somiet
Wat is een signaalmolecuul voor NIET somieten?
FGF en Wnt (caudaal)
Wat is een signaalmolecuul voor WEL somieten?
Retinoic acid (craniaal)
De wel en niet signalen (retinoic acid, FGF en Wnt) zijn niet genoeg. Er is nog een signaal nodig dat aan en uit gaat, wat kan de segmentatie ‘uitzetten’?
De klok eiwitten/oscillerende
Eiwit remt de productie van mRNA. Dat eiwit wordt op een gegeven moment afgebroken en mRNA kan weer aangemaakt worden. Als je een stabiel eiwit hebt duurt het proces langer, instabiel juist korter. Als clock genen aanstaan krijg je een somiet, als ze uitstaan is het juist einde somiet
Welke 2 factoren zijn dus nodig voor de somitogenese?
1: Determination front gevormd door voldoende retinoic acid en afwezigheid van remmers FGF en Wnt
2: Klok genen
Oscillerende genen regelen samen met signaalmoleculen (FGF, Wnt, Vitamine A zuur) de segmentatie van somieten
Wat doen de delta notch cel-cel interactie eiwitten?
Die coördineren de oscillerende expressie van genen
Zorgen voor communicatie tussen cellen, zorgen ervoor dat de eiwitproductie op elkaar afstemmen -> Synchronisatie
Hoe kan de snelheid van de segmentatieklok de somieten beïnvloeden?
Snelle klok: veel maar kleine somieten
Waar kunnen verstoringen in segmentatie genen naartoe leiden?
Scoliose (scheve wervelkolom)
Bij mutaties in segmentatie eiwitten veroorzaken aangeboren afwijkingen aan de wervelkolom
Hoe kan de werking van de menselijke segmentatie klok onderzocht worden?
Met humane presomitische mesoderm (PMS) cellen in kweek
Wat zijn Hox genen?
Het zijn transcriptie factoren die een belangrijke rol spelen in het bepalen van de cranio-caudale positionele identiteit van cellen
Ze zijn genummerd van A t/m D en vanaf 1 aan de craniale zijde. Door Hox genen weten somieten al in een presomitische stadium welke differentiatie ze zullen doorlopen om een bepaald type wervel te worden. Als er meer caudale delen van het lichaam worden gemaakt gaan er meer hoge Hox genen aan. In de thorax betekent dit aanleg van de ribben
Mensen hebben 39 hox-genen
Welke genen komen het meest tot expressie?
De genen die aan de meest 3’ kant liggen komen het meest craniaal tot expressie
De cranio-caudale expressie van individuele Hox-genen is colineair met de positie van het betreffende gen op het chromosoom
Hoeveel Hox gen clusters hebben tetrapoden?
4: A, B, C, D
In welke richting worden de Hox- gen clusters uitgepakt?
3’ naar 5’
Wanneer krijgen somieten hun Hox code?
Somieten krijgen hun Hox code bij hun geboorte. Ze vertalen tijdstip van geboorte in segmentele identiteit
Vroege somieten hebben lage Hox genen
Naar caudaal hebben Hox-genen hogere getallen. Lage hox-genen blijven voor een deel aanstaan en komen eerder tot expressie dan de Hoge-hox genen
Wat is het gevolg van mutaties in de Hox genen?
Veranderingen in de wervelkolom
Romp en hals zijn opgebouwd uit segmenten. Waaruit bestaat ieder segment?
Wervel
Spieren
Motorische en sensibele zenuwen
Wat is er te zien op deze plaatje?
Welke structuren zijn er te zien op deze plaatje?
Welke structuren zijn er te zien op deze plaatje van de sclerotomen?
Welke structuren zijn er te zien op deze plaatje van de wervelkolom?
