Kuidas defineeritakse rakkude arengut? Mis on selle funktsioonid, millised on embrüogeneesi ülesanded? Millised haigused võivad tekkida, mis mõjutavad rakkude arengut? Kõike seda arutatakse allpool.
Mis on rakkude areng?
Pärast viljastumist toimub kaks poolkomplekti kromosoomid alates sperma ja muna kinnituvad üksteise külge ja algab rakkude jagunemine. Joonisel on näidatud morula staadium. Ema muna ja isa oma sperma kummalgi on pool komplekti kromosoomid. Pärast viljastumist on mõlemad pooled kromosoomid kinnituvad üksteisega ja algab rakkude jagunemine. Nende kahe päriliku teguri kombinatsioonist luuakse ainulaadne inimene. Nüüdsest on kehas igal üksikul rakul sama geneetiline teave, DNA. Alates 2,4 ja 8 raku staadiumist areneb morula kolmandal kuni neljandal päeval pärast viljastamist. Kaks päeva hiljem on morula edasi arenenud idurakkuna koos sisemise rakuga mass, õõnsus ja välimine rakukiht. Selle aja jooksul peab idu vesiikul implanteerima endomeetriumi ning looma sügavama kontakti ja vahetuse ema organismiga. Praegu toimuvate arengusammude jaoks on vaja palju energiat. Idunääre vesiikulisse kaevub nii sügavalt, et see on ümbritsetud endomeetriumi. Siiski on kõik rakud pluripotentsed, neil on võime diferentseeruda igasugusteks rakutüüpideks, nagu kloonid või tüvirakud. Esmalt on olnud ruumiline jaotus implantatsiooni alguses. Rakk mass idunääre vesiikul on alati suunatud endomeetriumi, õõnsus on suunatud väljapoole. Implantatsiooni käigus toimuvad erinevad diferentseerumisprotsessid: raku asukohas moodustub iduleht mass kettana, mis koosneb kahest kihist: ektodermist ja endodermist. Ektodermi all moodustub anmioniõõnde, mis muutub hilisemaks amnionikott koos lootevesi. Gastrulatsiooni ajal on idu endomeetriumi täielikult sisse kaevunud. Samal ajal on kolmandal arengunädalal toimunud rakkude edasine migratsioon ja rakkude jagunemine. Endoderm moodustab samaaegselt munakollase koti ja ektooderma on mõnevõrra suurenenud. Sisemise looteveeõõne suurus on suurenenud. Kõige tähtsam on see, et mesoderm on tekkinud endodermi ja ektodermi vahele - välja on ilmunud kolmekordne idanepakk. Idu äärmistes kohtades mesoderm puudub. Siin moodustuvad kloaakmembraan ja neelumembraan. Nüüd on tekkinud ka ülalt ja altpoolt teljed - tekkinud on ürgne triip. Ektodermist tekivad kesk- ja perifeersed närvisüsteemid ning nahk. Mesoderm moodustab luustiku, lihased ja laevad; endoderm soolestikus, kopsudes ja maks. Ürgse triibu moodustumisega on alustatud embrüogeneesi varajast faasi, milles nüüd on otsustavaks elundisüsteemide moodustumine. See embrüonaalne periood kestab umbes kolmandast kuni kaheksanda arengunädalani.
Funktsioon ja ülesanne
Nagu varem mainitud, on kõigil keharakkudel identne geneetiline teave. Aja jooksul aktiveeritakse ainult teatud geenid ja teised deaktiveeritakse üksikutes rakkudes. Kui pluripotentsest rakust peaks arenema a närvirakk, aktiveerivad indutseerijad ainult selle raku geenid, mis vastutavad selle raku närviraku moodustamise eest. Sama skeemi järgitakse spetsiifiliste rakkude väljatöötamisel, näiteks nahk Rakud veri rakud ning kõik muud raku- ja koetüübid. See embrüonaalsete rakkude arendamise spetsialiseerumistöö on nüüd eriti aktiivne kolmanda ja kaheksanda arengunädala vahel: lisaks edasiarendamisele toimub ka ümberkujundamine, “lammutamine” ja vastupidine areng. Juures juhataja primitiivse triibu lõpus asub primitiivne sõlm, mille rakud vastutavad peaprotsessi kasvu eest. Juba 19. päeval moodustub närviplaat ja veresoonte süsteem. Alustatakse embrüonaalset vereloomet. Neli päeva hiljem moodustub närvitoru. Pärast neljandat arengunädalat primitiivne triip praktiliselt puudub. Neuraaltoru on juba kõrgem arenguetapp selgroog ja aju ja on asendanud mesodermist pärineva chorda dorsalise (seljaaju), mis praktiliselt täielikult taandub. 22. päeval toimus süda hakkab juba lööma. 29. päeval arenevad silma vesiikulid, üks päev hiljem juba ülajäsemete pungad, 32. päeval alajäsemete pungad. The embrüo on nüüd omandanud kõvera kuju. Üks päev hiljem on silmad ja väikepea on välja pandud. 36. päeval ilmuvad kõrvaots ja käeplaat. Kaks päeva hiljem silmad pigmenteeruvad ja läätsed on juba esialgses etapis pandud. Jalaplaadid pannakse ka peale. Alates 41. päevast on embrüonaalne saba taandarenenud. Selle jäänused moodustavad koksi. Väline kuulmiskanal ja sõrm ilmuvad pungad. 44. päeval moodustuvad silmalaud ja nina ja varbapungad on maha pandud. 48 tundi hiljem ilmus embrüo mõnevõrra loobub tugevalt kõverast poosist. Väliskõrv on moodustatud. Membraanid põis, suguelundid ja pärak läbi murda. Alates 49. päevast eraldatakse sõrmed. 51. päeval areneb peanaha all olev veresoonte süsteem tugevalt. The nina vaheseina moodustub ja suulae moodustub. 56. päeval on embrüogenees täielik. Loodud on lõug ja ninaõõnesid. Arenevad välised suguelundid. Alates 9. Nädalast rasedus, embrüo on muutunud a looteleJa juhataja moodustab poole oma pikkusest. Kõik elundid, koed ja inimvorm on paigutatud põhijoonte järgi ja neid tuleb nüüd aeglaselt veelgi diferentseerida, kasvama ja küps funktsiooniga. Elundid võtavad järk-järgult oma töö. Kuni maks, oli munakollase koti ülesanne võtta üle metaboolsed funktsioonid. Pärast seda moodustatakse munakollane kott tagasi.
Haigused ja vaevused
Pärast loendamatute geneetiliselt kontrollitud protsesside tekkimist embrüogeneesis on võimalikud mitmesugused kõrvalekalduvad protsessid. Esimese 14 päeva jooksul idu arengus väärarengud, mis on tingitud vigadest geenikontrollis viima märkamatuks spontaanseks abort. Pärast implanteerimist on embrüo väga tundlik kahjulike ainete suhtes, näiteks kujul nikotiin, alkohol, ravimid, ravimid ja röntgenikiirgus. Kui mutatsioonid ja talitlushäired on väga tõsised, nurisünnitus or enneaegne sünnitus tekivad. Anentsefaalias on kolju pole embrüonaalsel perioodil suletud. Selle tulemusena on aju mass on lekkinud ja lagunenud lootevesi. Kui laps sünnib anentsefaaliaga, võib see ellu jääda vaid paar tundi või päeva, kuna tal puuduvad kõik kontrollifunktsioonid, sõltuvalt kahjustuse ulatusest. Kui näo osad ei sulandu seitsmendal nädalal korralikult kokku rasedus, pilu huule ja suulae võib põhjustada. Ilmingud ja ulatus on erinevad. Lastel on tavaliselt raskusi imemise, joomise, neelamise ja rääkimisega. Lisaks ventilatsioon kõrva-nina-kurgupiirkond lõhe kaudu ei ole optimaalne, nii et seal tekivad tõenäolisemalt nakkused. Alustades käte ja jalgade pungadest, jäsemetest kasvama mõne päeva jooksul. Kui kasv peatub enneaegselt, siis madalam jalg ja jalad või küünarvarre ja puuduvad näiteks käed. Seal on sulanud varbad ja sõrmed või ülanumbrilised sõrmed ja varbad. Mõned jäsemete deformatsioonid on osa sündroomist. Bardet-Biedli sündroomi korral esineb ripsmete ainevahetushäire koos silmade pigmendi retiniit, kuulmiskaotusja ülanumbrilised varbad. Lisaks on ülekaalulisus, diabeetja lühike kasv. Väärarenguid leitakse maks ja sapipõis; neerud on altid haigustele. Oftalmoloogia valdkonnas on selliseid väärarenguid nagu mittetäielikult moodustunud silmad, kaasasündinud katarakt, iiris, koroid or silmanärvja liiga väikesed või liiga suured silmamunad. Optika närve võib olla varustatud liiga väheste närvitraktidega, jättes mõjutatud inimese funktsionaalselt pimedaks, sõltuvalt raskusastmest. Leberi oma nägemisnärvi atroofia, optika närve mõlema silma kahjustatud. The mitokondrid närvirakkudes silmanärv, mis annavad vajaliku energia, ei ole geneetilise haiguse tõttu täielikult funktsionaalsed. See viib kõigepealt probleemideni roheliste ja punaste värvide tajumisel ning hiljem keskmiste nägemisvälja defektide ja keskse nägemisteravuse tohutu kadumiseni. Teine geneetiline haigus mõjutab ripsmeid, mis asuvad igas keharakus ja millel on embrüogeneesi ajal rakkude rändes suur roll. Nende ülesanne on aineid vedada. Usheri puhul pole neil täielikku funktsionaalsust. Kuulmis- ja nägemis-sensoorsed rakud degenereeruvad. Kuulmiskaotus eelneb nägemisfunktsiooni kaotusele. Need, keda see mõjutab, ei suuda üha enam neid kompenseerida kuulmiskaotus (kuigi seda saab kompenseerida kuulmisega abivahendid) nägemise kaudu, kuna nägemisfunktsioon hävib aja jooksul degeneratsiooni teel, nagu aastal pigmendi retiniit. Mõne geneetilise ainevahetushaiguse eluiga on madal, nagu Hunteri tõve puhul. Geneetilised haigused pärandatakse valdavalt või taanduvalt suurele protsendile. Sugulaste seas või ruumiliselt kaugetes piirkondades on retsessiivsed haigused tõenäolisemad. Kuid neid esineb harva. Mõjutatud inimesed veedavad aastaid diagnoosi otsimisel või ravi. Loodud on kliinilised kompetentsikeskused. Teadmiste ühendamiseks on loodud mitmesuguseid katusorganisatsioone ja portaale, näiteks 'Achse', 'Orpha net' ja 'Eurordis'.
