Rozwój somitów Flashcards

1
Q

Rozwój zarodkowy - etapy

A

zapłodnienie - bruzdkowanie - gastrulacja - rozwój listków zarodkowych - somitogeneza

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Dlaczego somitogeneza jest istotna?

A
  • Segmentowy plan ciała ma fundamentalne znaczenie dla wszystkich gatunków kręgowców.
  • Segmentacja inicjowana jest przez proces somitogenezy i zapewnia sztywność i elastyczność ciała. PIONIZACJA CIAŁA!
  • W przyszłości odróżnicują i zapoczątkują rozwój kręgosłupa, skóry i mięśni.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Różnice między mezodermą, a mezenchymą

A
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Czym jest somitogeneza?

A

SOMITOGENEZA to proces różnicowania/ segmentacji mezodermy wewnątrzzarodkowej, a dokładniej przyosiowej , prowadzący do powstania SOMITOMERÓW I SOMITÓW.

Ma miejsce po zapoczątkowanej neurulacji.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Podczas różnicowania się mezodermy, tkanka mezenchymalnamezodermy wewnątrzzarodkowej, zaczyna tworzyć skupiska w trzech regionach i zmienia nazwę:

A
  • Mezoderma przyosiowa (od błony gardłowej do błony stekowej)
  • Mezoderma pośrednia
  • Mezoderma boczna (później rozdzieli się na mezodermę ścienną i trzewną)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Kiedy rozpoczyna się segmentacja mezodermy przyosiowej i co powstaje w jej wyniku?

A

Segmentacja mezodermy przyosiowej rozpoczyna się na początku 3 tygodnia życia płodowego i doprowadzi do powstania zbitków/zgrupowań struktur mezenchymalnych (później o charakterze nabłonkowym) zwanych somitomerami oraz somitami.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Co powstaje pierwsze - somit czy somitomer?

A

zawsze SOMITOMER

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Czym jest somitomer i z czego się składa?

A

Somitomer (rzadziej: somatomer) – segment (fragment dłuższej części) trzytygodniowego zarodka utworzony z luźnej tkanki mezodermy przyosiowej.

Somitomer składa się z komórek mezodermalnych, ułożonych w koncentryczne zwoje dookoła własnego środka, położone po obydwu stronach wzdłuż cewy nerwowej.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Powstanie pierwszej pary somitomerów

A

Około 19 dnia życia prenatalnego niewielki region mezodermy przyosiowej w okolicy czaszkowej zaczyna formować luźne zgrupowanie. Ma to miejsce po obydwu stronach linii środkowej zarodka → powstała pierwsza PARA somitomerów

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Somitomery biorą udział w…

A

…segmentacji płytki nerwowej, wytwarzaniu neuromerów i mezenchymy głowy oraz mięśni szkieletowych głowy.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Powstawanie kolejnych par somitomerów - położenie względem pierwszej pary

A

Prawie natychmiast po powstaniu pierwszej PARY somitomerów dochodzi do powstania kolejnych PAR somitomerów. Powstają one w kierunku ogonowym względem pierwszej pary

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Co fromuje się z pierwszych 7 somitomerów?

A

Pierwszych 7 somitomerów uformuje szczęki, twarz i gardło, pozostaną związane z neuromeramiw głowie.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Czym są neuromery?

A

Neuromery to zdefiniowane morfologicznie lub molekularnie, przejściowe segmenty wcześnie rozwijającego się mózgu (cewy nerwowej).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Kiedy i gdzie dochodzi do powstania pierwszego SOMITU?

A

Około 20 dnia życia płodowego w regionie potylicznym dochodzi do powstania pierwszego SOMITU.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Czym jest SOMIT?

A

SOMIT – to symetryczna, parzysta,silnie segmentowana struktura pojawiająca się w specyficznym okresie rozwoju (ramach czasowych), położna symetrycznie bocznie względem cewy nerwowej

Somity są znacznie silniej segmentowane niż somitomery, a tkanka je budująca jest bardziej zwarta.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Różnicowanie somitów prowadzi do powstania?

A
  • kręgów
  • większości muskulatury ściany ciała i kończyn
  • skóry
  • opony twardej i jej naczyń krwionośnych
  • szkieletu osiowego (w tym wyrostków słuchowych i kości gnykowej)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Jak rozwijają się somity?

A

Kolejne pary somitów rozwijają się w kierunku od głowy (czaszki) w stronę ogona i powstają jeden za drugim czyli sekwencyjnie.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Miejsce powstawania somitów

A

REGION PRESOMITARNY

19
Q

Liczba par poszczególnych somitów i somitomerów

A
20
Q

Model zegara segmentacji i frontu fali (clock and wevefron model)

A

Stosowne do czasu (etapu życia płodowego) cykliczne procesy różnicowania się somitów są definiowane jako zależne od zegara segmentacji i frontu fali (clock and wavefrontmodel).

Oznacza to, że różnicowanie zależy od oscylacyjnej (= cyklicznej) ekspresji określonych genów w mezodermie przyosiowej (zegar segmentacji), oraz stężenia określonych czynników (front fali) .

21
Q

Geny aktywowane cyklicznie w mezodermie presomitalnej

A

Geny aktywowane cyklicznie w mezodermie presomitarnejto między innymi Notch i WNT.

  • Białko Notch gromadzi się w mezodermie presomitarnej (przyosiowej), z której ma powstać następny somit, a następnie jego stężenia obniża się (po powstaniu somitu). Białko Notch aktywuje inne geny, zaangażowane w segmentację
  • FGF8 i czynnik transkrypcyjny WNT vs RA → ustalają gradient przeciwstawny w osi czaszkowo-ogonowej. Wygaszają się nawzajem w czasie ekspresji regulując zegar segmentacji i aktywność szlaku NOTCH.
22
Q

Kryteria wejścia mezodermy przyosiowej w somitogenezę

A

Tarcza zarodkowa posiada w obrębie mezodermy gradient RA oraz FGF i Wnt.

Tylko region z wysokim stężeniem RA i niskim stężeniem FGF i Wnt może rozpocząć somitogenezę – to tzw. model czoła fali.

Oczywiście 2 czynniki nie wystarczą

Aktywacja ekspresji FGF oraz czynnika transkrypcyjnego Wnt prowadzi do aktywacji szlaku sygnalizacyjnego Notch.

Notch odpowiada za aktywację co najmniej dwóch istotnych w różnicowaniu somitów czynników transkrypcyjnych:

  • Genu skrajnej frakcji LNFG Lunatic Fringe
  • Czynnika transkrypcyjnego Transcriptionfactor HES1 (c-hairy) → Dalsza aktywacja somitów i segmentacja.
23
Q

Somity nie mogą do siebie przylegać - jak uniknąć ich sklejania?

A

Aby uniknąć „sklejenia” somity wydzielają białka – efryny B.

Uprzednio uformowany somit wydziela efrynę B, która wiąże się ze specyficznym receptorem na somicie, który już niemal kończy się formować. Ta interakcja ligand-receptor chroni sąsiednie somity przed przyleganiem do siebie. Efryna B jest dodatkowo odpowiedzialna za wytwarzanie szczelin pomiędzy somitomerami (intersomitic space).

24
Q

“Wykańczanie” somitu

A

Wnt pochodzący z ektodermy wnika do niemal ukończonego somitu i wyłącza gen Snail.

Wysoki poziom Wnt i niski poziom Snail = komórki mezenchymalne stają się tkanką o układzie nabłonkowym (nie jest to typowy nabłonek) = transformacja → gotowy somit.

Uruchomione zostają geny składników macierzy zewnątrzkomórkowej (fibronektyna) i CAM (N-kadheryna).

W czasie segmentacji ma miejsce zamiana charakteru tkanki mezenchymalnej mezodermy przyosiowej na tkankę o układzie epitelialnym.

Uwaga: przyjmuje się, że segmentacja mezodermy przyosiowej nie zachodzi w obrębie czaszki, jednakże ostanie badania wskazują, iż może tam zachodzić łagodna segmentacja.

25
Q

Specyfikacja somitów - czym jest kod HOX?

A

Somity i ich sklerotomy są identyczne, jednak kręgi są różne… Wytłumaczeniem jest tzw. kod HOX (HOX-code), czyli zróżnicowany profil ekspresji genów HOX.

Kod Hox opisuje szereg reguł dotyczących ekspresji genów Hox (homeobox) i ich wpływu na tożsamość segmentów.

26
Q

Etapy i czynniki inicjujące somitogenezę

A
27
Q

Różnicowanie somitów

A

Każdy dojrzały somit przechodzi różnicowanie wewnętrzne – zaczyna dzielić się na część przednią (głowową) i tylną (ogonową).

Każda z tych części ma zaprogramowane różne profile ekspresji genów, kluczowe dla formowania kręgów, aksonów czy grzebieni nerwowych.

Po transformacji mezenchymalno-epitelialnej komórki zaczynają układać się w kuliste twory, dając początek strukturze, którą nazwiemy somitocelem, a jej komórki komórkami somitocelu – komórki te otoczone są komórkami o układzie epitelialnym.

28
Q

Kiedy zachodzi różnicowanie somitów?

A

4 tydzień: Komórki brzusznej i przyśrodkowej ściany somitu przestają do siebie przylegać ściśle, stają się wielokształtne, układają się wokół struny grzbietowej.

29
Q

Aktywacja somitów następuje poprzez wywodzące się ze struny grzbietowej i cewy nerwowej czynniki transkrypcyjne:

A
  • Noggin
  • Sonic hedgehog
30
Q

W brzuszno-przyśrodkowej części komórek o układzie epitelialnymsomitów uruchomione zostaną czynniki transkrypcyjne:

A

Pax-1 i Pax-9

31
Q

Czynniki transkrypcyjne Pax-1 i Pax-2

A

Pax-1 i Pax-9 odpowiadają za przemianę epitelialno-mezenchymalną (tak, teraz z powrotem w tę stronę idzie przemiana) komórek somitów, ale TYLKO W REGIONIE BRZUSZNO-PRZYŚRODKOWYM!

Powstaje tzw. WTÓRNA TKANKA MEZENCHYMALNA

32
Q

Ścieżka tworzenia somitu

A

Tkanka mezenchymalna (mezoderma przyosiowa) → tkanka o układzie epitelialnym(somit) → tkanka mezenchymalna (region brzuszno-przyśrodkowy somitu).

33
Q

Co uruchomienie czynników Pax-1 i Pax-2 oznacza dla regionu brzuszno-przyśrodkowego somitu?

A
  • spadek ekspresji CAM (wyłączenie genów N-kadheryny)
  • wyłączenie genów odpowiedzialnych z produkcję białek błony podstawnej.
34
Q

Powstanie SKLEROTOMU

A

Brzuszno-przyśrodkowe części somitów, które po transformacji stają się komórkami SKLEROTOMU, podczas wielokrotnych podziałów mitotycznych migrują wokół rozwijającej się cewy nerwowej oraz struny grzbietowej. Tworzą strukturę zwaną sklerotomem.

Uwaga! – pozostała część somitu (zwana teraz Dermomiotomem) pozostaje na tym etapie wciąż tkanką o układzie epitelialnym.

35
Q

Po co zarodkowi sklerotom? Jakim strukturom daje on początek?

A

W sklerotomie dochodzi do aktywacji genów odpowiadających za produkcję chrząstkowej macierzy zewnątrzkomórkowej (np. proteoglikany, siarczan chondroityny) – -> kręgi, żebra.

Sklerotom daje początek

  • tk. kostnej,
  • tk. chrzęstnej,
  • krwi,
  • tk. tłuszczowej,
  • śledzionie,
  • mięśniom gładkim,
  • endothelium.
36
Q

Podział sklerotomu

A

Sklerotom rozdziela się na część czaszkową i ogonową.

Ogonowa część ma bardziej zwarte utkanie, podczas gdy tkanka położona głowowo jest luźniejsza.

Segmenty głowowy i ogonowy sąsiadujących ze sobą sklerotomów uformują kręg.

Aksony motoneuronówpochodzące z cewy nerwowej mogą przejść przez luźniej utkany segment głowowy.

37
Q

Resegmentacja somitów w celu utworzenia sklerotomówi zmiany w dojrzałe części kręgów

A

Podczas resegmentacji sklerotom tworzy się z części ogonowej i głowowej dwóch sąsiednich somitów (środek sklerotomu = szczelina międzysomitarna).

Sklerotom osiowy i sklerotom boczny dzielą się na strefę luźną i gęstą.

Gęsta strefa sklerotomu bocznego = łuk nerwowy i szypułka mocująca do trzonu kręgu.

Trzon kręgu = sklerotom osiowy

(luźna i gęsta strefa).

38
Q

Syndetom

A

Warstwa pomiędzy sklerotomem i dermomiotomem. Odróżnicuje w prekursory tendocytów – komórek ścięgnistych → ścięgna.

Jest to również proces pod ścisłą regulacją molekularną.

39
Q

DERMIOTOM

A

Grzbietowo-boczna część somitu jest stymulowana Wnt (pochodzącymi z ektodermy i cewy nerwowej). Ma zdolność do ekspresji m.in. Pax-3 i Pax-7. Tę część somitu, na tym etapie rozwoju nazwiemy „DERMOMIOTOM”.

Komórki dermomiotomu mają zdolność do migracji. Wkrótce odróżnicują się, tworząc dermatom i miotom.

40
Q

DERMATOM

A

→ Dermatom – struktura położona bliżej ektodermy. Progenitory dermatomu + komórki z bocznej mezodermy zapoczątkują powstawanie skóry właściwej i tkanki podskórnej. Centralna część dermatomu daje również początek: - niektórym mięśniom szkieletowym - tkance tłuszczowej brunatnej.

(UWAGA! Naskórek wywodzi się z ektodermy!!!)

41
Q

MIOTOM

A

→ Miotom – część położona bliżej cewy nerwowej. Wkrótce przyczyni się do rozwoju mięśni szkieletowych ścian ciała, kończyn i pleców.

Miotom to segment mięśni, część praczłonów (somitów), stanowiąca zaczątek mięśni szkieletowych. Każdy miotom połączony jest z odpowiednim neuromerem (neurotomem - segment rdzenia kręgowego) i dermatomem (segment skóry).

  • Grzbietowo-przyśrodkowy – mięśnie pleców (bez czworobocznego i szerokiego grzbietu), mięsień prostownik kończyn; m. grzbietu, obręczy łopatki, m. międzyżebrowe
  • Brzuszno-boczny – mięśnie brzuszno-bocznej powierzchni ciała. Mięśnie płaskie brzucha (wydechowe), mięsień prosty brzucha, mięsień zginacz kończyn; podgnykowa ściana brzuszna – rectus abdominismuscle, m. skośny wewn i zewn., m. poprzeczne brzucha i mięśnie kończyn
42
Q

Praktyczny aspekt segmentacji ciała

A

Dzięki badaniu określonego ruchu/reakcji można zbadać odpowiedni fragment rdzenia kręgowego/odpowiedni nerw.  uogólnienie

43
Q

Rozwój mięśni

A

Mezenchyma w regionie miotomu daje początek MIOBLASTOM formującym mięśnie tułowia.

Mioblasty są prekursorami komórek mięśni.

Mięśnie kończyn rozwijają się z miogennych komórek prekursorowych (a te pochodzą z brzusznego regionu dermomiotomu) w odpowiedzi na sygnały molekularne.

Prekursory miogenne rozpoczynają migrację do zawiązków kończyn, przechodzą wówczas transformację epitelialno-meznenchymalną.

Miogeneza jest to proces formowania się mięśni – wyznacznikiem jej początku jest wydłużanie się jąder i ciał komórek mezenchymalnych, które różnicują w mioblasty. Mioblasty te wkrótce będą ulegały fuzji, by uformować miotubule, miofilamety a także wykształcić miofibryle.