Parietální a extraembryonální mezoderm v embryologii: vývoj, funkce a souvisejné procesy

Extracelulární vezikuly (EV) jsou malé membránové struktury, které zprostředkovávají vzájemnou komunikaci mezi buňkami přenosem proteinů, lipidů a nukleových kyselin. V reprodukčním traktu hrají EV zásadní roli v regulaci fyziologických procesů gamet a raných embryí. Jejich funkce však není dosud plně objasněna, zejména pokud jde o působení v různých částech samčího a samičího reprodukčního systému. Dosavadní poznatky naznačují, že EV mohou významně ovlivňovat maturaci pohlavních buněk, proces oplození i raný embryonální vývoj. Cílem výzkumu je definovat roli EV ze samčího i samičího reprodukčního traktu se zaměřením na maturaci gamet, oplození a raný embryonální vývoj savců, včetně analýzy EV uvolňovaných během kultivace embryí.

Součástí projektu bude také inovativní metoda ex vivo produkce EV pomocí bioreaktoru z primárních epiteliálních buněk samičího reprodukčního traktu a jejich detailní charakterizace v závislosti na hormonálním cyklu. Pro experimenty se využije biologický materiál prasečího, bovinního a myšího původu, z něhož budou izolovány EV podle modelů včetně EV získaných ex vivo. Charakterizace proběhne především mikroskopickými a proteomickými přístupy.

Blastogeneze a počátky placentace

Blastocysta je hlouběji v endometriu a k jejímu vstupu do endometria dochází díky proteolytickým enzymům buněk syncytiotrofoblastu; aby se mohla vsoukat, musí se blastocysta částěčně kolabovat. Trofoblast se diferencuje ve dvě vrstvy (vnitřní cytotrofoblast a vnější syncytiotrofoblast). Buňky cytotrofoblastu se dělí a nalézáme zde mitotické figury; putují do syncytiotrofoblastu, kde fúzují a ztrácejí svoji individuální plazmatickou membránu. Dohromady tvoří hypoblast a epiblast plochou placičku. Uvnitř epiblastu se utváří dutinka, která se zvětšuje a stává se amniová dutina; amnioblasty přiléhající k cytotrofoblastu tvoří amniovou membránu a plodovou vodu.

Žloutkový váček vzniká dvou vlnami proliferace hypoblastu. Exocoelomová membrána (Hauserova) vytváří primární žloutkový váček a z něj migruje extraembryonální mezoderm. Druhá vlna hypoblastu nahradí primární váček sekundárním (definitivním) žloutkovým váčkem. Allantois je rudimentární výchlipkou stěny žloutkového váčku a součástí zárodečného stvolu. Degeneruje ve 2. chorion, který vzniká přiložením extraembryonálního somatického mezodermu k trofoblastu a je vyplněn choriovou tekutinou; na povrchu se tvoří choriové klky.

Choriová dutina a extraembryonální mezoderm

V 11.-12. dni je blastocysta plně zabudovaná do stromatu endometria a plak endometrii je reepitelizován. Trofoblast se dále vyvíjí a v syncytiu vznikají dutinky, které se spojují ve velkou lakunu. Zároveň vzniká extraembryonální mesoderm, která leží na vnitřní straně cytotrofoblastu a tvoří choriovou plotnu. Z extragenitální a intraembryonální mezodermu vznikají různé dutiny a cévní struktury, které umožňují výměnu látek mezi matkou a plodem prostřednictvím placentární bariéry.

Formování choriové plotny a choriových klků

Chorionová dutina je obklopena primitive choriovými klky; od 3. týdne do 4. týdne se klky větví a tvoří sekundární a terciární klky, umožňující efektivní výměnu látek z matčiny krve do fetálního oběhu. Intraembryonální mezoderm vzniká z epiblastu a migruje mezi ektoderm a entoderm; v 13.-14. dni dojde k započetí vaskularizace extraz intramembranózních oblastí a vzniku primárních krevních ostrůvků.

Gastrulace a neurální vývoj

Gastrulace je klíčový proces ve třetím týdnu, kdy se bilaminární embryo mění na trilaminární. Dochází k diferenciaci epiblastu na endoderm, ektoderm a mesoderm; primitivní proužek, Hensenův uzel a notochordový kanálek se podílejí na patterningu osi. Z epiblastu migrují buňky do hypoblastu a mezi vrstvy se vytváří intraembryonální mesoderm, který bude základem somitů a laterálního mesodermu. Notochord a neurální trubice formují CNS a osový skelet, zatímco ektoderm dává vznik nervové soustavě a epidermu.

Neurulace končí kolem čtvrtého týdne; neurální ploténka se zavírá a vzniká neurální trubice. Laterální část ektodermu tvoří neurální lištu, ze které se vyvíjejí gangliá a nervy hlavových a míšních nervů. Paraxiální mezenchym se diferencuje na somitómy, jejichž počet (42-44 párů na konci 5. týdne) je důležitým ukazatelem stáří zárodku. Intraembryonální celom postupně vzniká a formuje tělní dutiny, včetně kavser a trávicího systému.

Vascularizace a srdce

Angiogeneze začíná již v extraz embryonálním mezenchymu žloutkového váčku a stvolu; krevní ostrůvky se formují a postupně nabývají endotelií. Srdce a velké cévy vznikají z kardiogenní zóny; primární endokardiální trubice se spojují v primordiální oběhovou soustavu a srdce začíná tět v 21.-22. dni. Placenta, která je konečnou stanicí vzájemného spojení matky a plodu, se vyvíjí koncem 4. týdne a plně funguje od konce 3. měsíce; placenta zahrnuje choriovou ploténku a klky, které umožňují výměnu plynu, živin a protilátek.

Vlastnosti placenty a bariéra

Placenta má diferenciaci mezi mladou a zralou placentou; placentární bariéra zahrnuje syncytiotrofoblast a stěnu fetálních kapilár; v mladší placentě je současně součástí cytotrofoblast a extraembryonální mezenchym. Bariéra je selektivně propustná pro O2 a živiny a brání průchodu větších molekul a bakterií, čímž chrání plod před mnohými exogenními látkami.

Životospráva a teratogeny

Teratogeny jsou zevní faktory, které mohou nepříznivě ovlivnit vývoj zárodku či plodu a vést k vrozeným vadám, zejména během kritického období organogeneze (4.-8. týden). Zárodek mezi 18.-21. dnem gastrulace a neurulace je zvláště citlivý na tyto vlivy. Metabolické a toxické expozice mohou vést k potratům nebo malformacím, proto je sledování a minimalizace rizik během tohoto kritického období klíčové.

Souhrn základních pojmů a procesů

• Blastogeneze: oplození vajíčka až vznik tří zárodečných listů (do 3. dne).
• Gastrulace: transformace na trilaminární embryo v 3. týdnu.
• Neurulace: vznik neurální trubice a neurální lišty v 3.-4. týdnu.
• Somity: párové struktury z paraxiálního mezenchymu, jejich počet odráží stáří zárodku.
• Placenta a choriová dutina: klíčové pro výměnu látek a vývoj plodu.
• Extraz embryonální mezoderm: vzniká choriová plotna a dále choriové klky.

Významný je koncept extraembryonální mezoderm a jeho rychlé vytváření dutinek vedoucích k choriové dutině a eventualně k choriovým klkům. Hypoblast a epiblast spolu s centrografickými strukturami definují počáteční rozvoj membrán kolem embrya a placenty.

Možnosti tabulkového zobrazení

tags: #parietalni #extraembryonalni #mezoderm