Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Az oropharyngealis régió (kopoltyúbél) fejlődése Fejlődési rendellenességek Nemeskéri Ágnes 2013.02. Semmelweis Egyetem Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet nemeskeri.agnes@med.semmelweis-univ.hu

A gastrointestinális rendszer 4. hét

Az előbél garati szakaszának felépítése (oropharyngealis régió): 1. kopoltyúív (garatív) 2. kopoltyútasak (garattasak) 3. kopoltyúbarázda (garatbarázda) 4. kopoltyúmembrán (garatmembrán) -kopoltyúval lélegző állatokban ezek a membránok átszakadnak

Pharyngealis apparatus Pharyngealis ívek - pharynx körül ideiglenes kétoldali kiboltosulások: garatívek -alternálva kívülről a garatbarázdákkal, belülről a garattasakokkal -a mesenchyma proliferációja emeli ki -az oropharyngealis régió számos struktúrája differenciálódik az ívekből Pharyngealis barázdák -az ectodermális felszín kétoldali beboltosulásai Pharyngealis tasakok -az endodermalis garathám bilaterális kiboltosulásai (résszerű nyílások a pharynx felől) -egy páratlan középvonali diverticulum: thyroid diverticulum Pharyngealis membránok -a barázdák és tasakok alapján -a tasakok endodermája és a barázdák ectodermája közel kerülnek egymáshoz

Kopoltyúbél – 5.hét I.Garatív II.Garatív III.Garatív IV.garatív -a metszés után a kopoltyúbél ventrális fala válik láthatóvá I. kopoltyúív I. kopoltyúbarázda III. garattasak laryngotracheális vályú entoderma ectoderma

Garatívek fejlődése Garatívek felépítése I. mesenchyma -mesodermalis mesenchyma (somitaból): harántcsíkolt vázizom, vascularis endothelium -velőléc sejtek: ectomesenchyma -porcos léc – váz I. Meckel porc II. Reichert porc III. IV.-V. -muscularis komponens I.: rágóizmok II.:mimikai és n. facialis által beidegzett izmok III.-V.: garat- és gégeizomzat II. aorta ív arteria– egy artéria a truncus arteriosusból, pharyngealis ívben felhajolva az aorta dorsalisba lép -III., IV., és VI. marad meg III. egy ideg– ellátja az ív mucosa-ját és izmait -I. ív idege: n. mandibularis V/3 -II. ív idege: VII. -III. ív idege: IX. -IV-V. ív idege: X.

Cranialis dúcléc sejtek A cranialis dúcléc sejtek rostrálisan képződnek és bevándorolnak az arc és a garatívek területére, ahol csont, porc, idegelemek és kötőszövet differenciálódik ebből a sejtpopulációból.

A felszíni ectoderma nagy része eltávolítva közvetlen a felszíni ectoderma alatt lazán elrendezett sejtek a sejtek többsége dúcléc eredetű ectomesenchyma 23. nap Migráció kontroll extracellular matrix chemotacticus faktorok http://www.d.umn.edu/~pschoff/documents/NeuralCrest_000.pdf

Az endoderma szerepe A pharyngealis entoderma indukálja a garatív fejlődését Ha a fejlődés korai szakaszában eltávolítják az endoderma egy részét -a dúcléc sejtekből differenciálódó skeletalis elemek nem fejlődnek ki Az endoderma eredetű FGF-3 és FGF-8 indukálja a dúcléc sejtek porcsejtekké differenciálódását Adott Hox géneket expresszáló dúcléc sejtek meghatározott módon differenciálódnak az endoderma indukciós hatására

Garatívporcok származékai ?

Stapes fejlődése 2005 capsula otica-hallóhólyag stapes primordium n. facialis a. stapedia a. carotis interna Reichert-féle porc 1.A stapes crusok az a. stapedia átfúrása miatt fejlődnek ki 2.A stapes nem a Reichert porcból fejlődik, hanem a II. garatív cranialis mesenchymájából

Kopoltyúbarázdák fejlődése -csak az I. kopoltyúbarázdából származik fennmaradó végleges struktúra -az I. barázda dorsalis része mélybe nyomul -meatus acusticus externus -az ecto- és entoderma találkozása: -membrana tympani - a II. ív a II., III., IV. kopoltyúbarázda és III., IV. ív fölé növekszik -operculum -az operculum alatti rés sinus cervicalis

Kopoltyúbarázdák fejlődése -a sinus cervicalis elvesztette kapcsolatát a külső felszínnel -ectodermával bélelt üreg -később eltűnik

Kopoltyúbarázda – fejlődési rendellenesség - fistula - sinus - cysta 90% a II. k.barázdából fistula

Kopoltyútasakok fejlődése -garattasakok kiboltosulása az előbélből IV. kopoltyúarteria VI. VI. kopoltyúart.

Kopoltyútasakok fejlődése -I. garattasak nyeles diverticulumot képez recessus tubotympanicus cavum tympani, tuba auditiva antrum mastoideum Kopoltyútasakok fejlődése -entodermával bélelt kiöblösödések a kopoltyúívek között -a tasakok bemenete keskeny rés

Kopoltyútasakok fejlődése -a II. tasak hámja proliferál, mélybe nyomul – mesenchyma feldarabolja – a III. és V. hónap között lymphocyták vándorolnak a hálózatba tonsilla palatina -maradvány: fossa tonsillaris III. tasak -dorsális epithelium proliferál - gl. parathyroidea (i) -ventrális epithelium proliferál – thymus telepe -együtt vándorolnak distális irányban IV. tasak -dorsális epithelium proliferál - gl. parathyroidea (s) -gl. thyroidea hátsó felszínéhez tapadva vándorol distális irányban V. tasak -ultimobranchialis test – pajzsmirigy C sejtjei

Kopoltyútasakok fejlődése gl. parathyroidea sup. gl. parathyroidea inf. gl. thyroidea ultimopharyngealis test

Génexpresszió a garatívek endodermájában és mesenchymájában -a tasakok kialakulása megkezdődik a dúclécsejtek vándorlása előtt – endoderma sejtek vándorolnak laterális irányban – ezt az FGF –ek stimulálják -kialakult tasakban jellegzetes mintázat: BMP7 expresszálódik minden tasak hátsó endodermájában FGF8 minden tasak elülső endodermájában PAX1 expresszió minden tasak dorsális részében

Garattasak – fejlődési rendellenesség Ectopiás gl. parathyroidea - alsó mellékpajzsmirigyek néha a carotis oszlásban maradnak Ectopiás thymus -nyakon maradhat

Mediastinalis ectopiás gl. parathyroidea adenoma

Garattasak – fejlődési rendellenesség thymus cysta a tracheát komprimálta A combined third and fourth branchial arch anomaly:clinical and embryological implications H. Mehrzad · C. Georgalas · C. Huins · N. S. Tolley (2007)

Glandula thyroidea fejlődése -tuberculum linguale medium (tuberculum impar) -a garat előtt vándorol- kétlebenyű középvonali struktúra – keskeny járat köti össze a nyelvvel: ductus thyroglossus –később eltűnik

Pajzsmirigy fejlődési rendellenesség persistáló ductus thyroglossus -sublingualisan elhelyezkedő pajzsmirigy http://www.ultrasound-images.com/images/thyroglossal-cyst-abscess-snap-1a.jpg thymus -persistáló ductus thyroglossus - cysta

A nyelv fejlődése -elülső nyelvtelep az I. ívből 5. hét -tuberculum linguale laterale –túlnövik a tuberculum impart: elülső 2/3 -tuberculum impar (tuberculum linguale medium) hypopharyngealis eminentia -epiglottis domb -hátulsó nyelvtelep: a II., III., és IV. ívből a III. túlnövi a II. ívet

A gége fejlődése TBX4 transcriptios faktor -epiglottis domb arydombok -laryngotrachealis vályú TBX4 transcriptios faktor expresszálódik a légző primordium területén -a visceralis mezodermában – (bimbózás-budding) -vezényli a trachea-esophagus septatioját -respiratorikus endoderma kialakulását -átmenetileg a lumen elzáródik – később recanalizáció – ventriculus laryngis

N. vagus – n. laryngeus recurrens I. Kopoltyúív N. trigeminus Dorsalisan processus maxillaris Ventralisan processus mandibularis Porca: Meckel porc Maxilla, os zygomaticum, os temporale egy része Meckel porc: (körülötte desmálisan a mandibula), a porc eltűnik a dorsalis vég kivételével: malleus incus, illetve ligamentummá alakul át : lig. sphenomand., lig. mallei ant. rágóizmok, m. digastricus venter ant., m. mylohyoideus, m. tensor tympani, m. tensor palatini II. Kopoltyúív N. facialis Porca: Reichert porc Dorsálisan a Reichert porc: stapes (?), processus styloideus, lig. stylohyoideum Ventrálisan : az os hyoideum cornu inf. és testének felső része Mm. stapedius, stylohyoideus, digastricus venter post., mimikai izmok III. Kopoltyúív N. glossopharyngeus Porc (nincs szerzői név) Az os hyoideum testének alsó része és a cornu majus M. stylopharyngeus IV. Kopoltyúív N. vagus – n. laryngeus sup. Porca összeolvad a VI. ív porcos anyagával Cartilago thyroidea, cricoidea, arytenoidea, corniculata, cuneiforme Mm. cricothyroideus, levator veli palatine, constrictor pharyngis sup., med., inf. V. Kopoltyúív Rövid ideig létezik, nincs származéka VI. Kopoltyúív N. vagus – n. laryngeus recurrens Porca összeolvad a IV. ív porcos anyagával A gége belső izmai

I. Garattasak II. Garattasak III. Garattasak IV. Garattasak Recessus tubotympanicus Primitív cavum tympani, tuba auditiva II. Garattasak Dorsális részén az epithelium proliferál, mélybe nyomul, lymphocyták infiltrálják Fossa tonsillae – tonsilla palatina III. Garattasak Dorsális endoderma proliferáció Ventrális endoderma Proliferáció Glandula parathyroidea (inferior) – kapcsolat megszakad a garatfallal, distális irányban vándorlás a thymusszal Thymus - kapcsolat megszakad a garatfallal, distális irányban vándorlás IV. Garattasak Ventrális endoderma proliferáció Glandula parathyroidea (sup.) - kapcsolat megszakad a garatfallal, distális irányban vándorlás Emberben csökevényes thymustelep V. Garattasak (a IV. tasak részeként is említik) Ultimopharyngealis test – a gl. thyroideaba vándorol – parafollicularis sejtek (C sejtek)

I. Kopoltyúbarázda II. Kopoltyúbarázda III. Kopoltyúbarázda Dorsalis rész a mesenchymába nyomul Meatus acusticus externus II. Kopoltyúbarázda A II kopoltyúív ránő, a kialakult üreg később eltűnik _ III. Kopoltyúbarázda IV. Kopoltyúbarázda

http://www.med.unc.edu/embryo_images/ Felhasznált irodalom J. Anat.(2005) 207, pp165–173 © Anatomical Society of Great Britain and Ireland 2005 Blackwell Publishing, Ltd. Development of the stapes and associated structures in human embryos J. F. Rodríguez-Vázquez Current Opinion in Genetics & Development 2004, 14:591–598 Retinoic acid signalling in the development of branchial arches Manuel Mark, Norbert B Ghyselinck and Pierre Chambon