Centrálny nervový systém (CNS) embrya je komplexná štruktúra, ktorej vývoj je kritický pre budúci neurologický vývoj jedinca. Poruchy v tomto procese môžu viesť k vážnym vrodeným chybám. Vývoj mozgu a centrálnej nervovej sústavy ako celku u človeka začína už počas prenatálneho života plodu. Už v 3. mesiaci tehotenstva sa začína vývoj mozgovej kôry - nášho najvyššieho riadiaceho centra. Tento proces následne pokračuje niekoľko prvých rokov života a je kľúčový pre rozvoj kognitívnych schopností dieťaťa a jeho inteligencie. Počas dozrievania nervového systému dochádza k rastu počtu i veľkosti rôznych nervových štruktúr.
Základ centrální nervové soustavy tvoří na začátku 3. týdne ploténka ztluštělého ektodermu - neurální ploténka. Má tvar pantoflíčku ležícího ve střední čáře na dorzální straně embrya před primitívnim uzlem (Hensenovým). Laterální okraje ploténky se zvedají a vytvářejí neurální valy. Nakonec se neurální valy přibližují k sobě až srostou, a vytvoří neurálni trubici. Srůstání začíná v krční krajině a pokračuje kraniálním i kaudálním směrem, neurální trubice má otvory neuroporus anterior et posterior. Uzavírání neuroporů postupuje kraniálně i kaudálně a v stádiu 18-20 somitů dochází k úplnému uzavření předního neuroporu (25. den), uzávěr zadního neuroporu se uskutečňuje o dva dny později.
Chorda je významné indukčné centrum zárodku. Embryonální indukcia je dej riadený geneticky, pri ktorom jedno tkanivo riadi diferenciáciu druhého tkaniva, s ktorým je spravidla v tesnom kontakte. Priľahlý ektoderm prijíma signály z chordy na základe ktorých zhrubne a vytvorí neurálnu platničku. Morfologickou odpoveďou ektodermu na neurálnu indukciu je teda predĺženie buniek (do cylindrického tvaru), ktorých osudom je stať sa nervovým systémom.
Vývoj centrálneho nervového systému v jednotlivých týždňoch tehotenstva
Deviaty gestačný týždeň:
Maximálna dĺžka embrya sa pohybuje medzi 15-21 mm. Začiatkom deviateho gestačného týždňa sa v hlavovej časti embrya najnápadnejšie zobrazuje anechogénna (čierna) štruktúra rhombencefalickej dutiny, základ budúcej štvrtej komory mozgovej. V priebehu deviateho gestačného týždňa môžeme už diferencovať ďalšie oddiely centrálneho nervového systému. Dochádza k významnému nárastu mozgových pologúľ. Koncom deviateho týždňa tehotenstva je možné zaznamenať pohyby embrya.
Desiaty gestačný týždeň:
Hodnota temenno-kostrčnej vzdialenosti (CRL) sa pohybuje medzi 22 - 30 mm. Dôležitým nálezom je fyziologická herniácia (kostrč) - v dôsledku rastu a rotácie čreva dochádza k jej vyhradeniu do oblasti pupočníka.
Jedenásty gestačný týždeň:
Začína fetálne obdobie - o zárodku hovoríme ako o plode. Hodnota CRL sa pohybuje medzi 31 - 40 mm. Na plode môžeme zreteľne diferencovať jednotlivé anatomické oddiely. Je možné získať profil tváre, kde sa dá rozlíšiť nos, horná aj dolná čeľusť. Dajú sa posúdiť horné aj dolné končatiny s postupným kostnatením stredných úsekov dlhých kostí. Je možné zmerať dĺžku stehennej kosti.
Zmeny v mozgu počas vývoja
Na jednotlivých oddílech mozku můžeme v 5. v rhomboencephalon - 4. v diencephalon - 3. v telencepaholn, resp. Bazální a alární ploténka, resp. motorická a senzitivní oblast, odděluje sulcus limitans v rhombencephalu i mesencephalu. Obecné viscerosensitivní - vlákna ze sliznic TS, DS a ze srdce. Tvoří strop 4. Varolův most je v dorzální části rozdělen na alárni a bazálni ploténku. Bazální ploténka je uspořádána podobně jako v myelencephalu, resp. laterální řada somatomotorických jader: n. facialis (VII), n. trigeminus (V) - inervují 1. a 2. Z alární ploténky pocházejí jádra, nuclei pontis, z nich je část vláken přepojována z kůry do mozečku. Ve 12. Koncem 3. Přední část mozečku se počátkem 4. Další vývoj mozečku je komplikován vytvořením dvou germinálnich vrstev a až koncem 3. Gliové buňky pocházejí z obou germinálních vrstev.
Čtverohrbolí se formuje během několika vln migrace neuroblastů, které směřují vždy do nepovrchovější vrstvy. Prosencephalon je vysoce specializovanou částí CNS a soudí se, že telencephalon a diencephalon jsou deriváty alární a stropové ploténky a že basální ploténka není v předním mozku vytvořena. oblasti stropové ploténky odpovídá vpředu v diencephalu vrstva ependymových buněk, které pokrývá vaskularisovaný mesenchym - tvoří strop 3. mozkové komory, tela choroidea ventriculi tertii. epithalamus s epifysou, corpus pineale - epifysa se zakládá jako ztluštění ependymu, které se v 7. týdnu začíná vychlipovat. Nakonec se vyvine v solidní orgán zasahující až mezi colliculi superiores. tvoří struktury diencephala po stranách 3. komory. na dorsální oddíl, thalamus. Proliferační aktivita buněk v oblasti thalamu způsobí jeho vyklenutí do dutiny 3. komory a často i ke srůstu thalamu obou stran, adhesio interthalamica. Je to největší část diencephala. Jeho jádra přepojují impulsy z periferních receptorů do přislušné oblasti kůry. ventrální oddíl, hypothalamus se postupně diferencuje v řadu jader a oblastí, které se uplatňují v řízení viscerálních funkcí (trávení, tělesná teplota, emoční chování, spánek), např. z výběžku diencephala v oblasti infundibula se vyvíjí dorsální část hypofysy.
Uvnitř hemisfér jsou dutiny postranních komor - ventriculi laterales, které komunikují s 3. Hemisféry vznikají na začátku 5. týdne vývoje jako vyklenutí laterální stěny prosencefala. Basální část hemisfér začína v polovině 2. měsíce růst a vyklenovat se do dutiny postranních komor, ta je základem šedé hmoty basálních ganglií. Na mediální stěně hemisféry nedochází k tvorbě neuroblastů, a proto je tato tvořená jen ependymovými buňkami. S dalším růstem naléhá hemisféra shora ze strany na diencephalon a dostává se do těsného kontaktu s thalamem. Nakonec přerůstá i přes mesencephalon a mozeček. Corpus striatum které je součástí hemisféry, narůstá dorsálním směrem. Svazky nervových vláken, které směrují z mozkové kůry do mozkového kmene, rozdělují striatum na dorsomediální nc. caudatus a ventrolaterální nc. lentiformis. Oblast kůry, která překrývá striatum, zpomaluje svůj růst a okolní části ji začnou překrývat. To vede k jejímu relativnímu zanoření. Tato oblast se nazývá insula, je na konci prenatálního vývoje téměř kompletně překryta okolními oblastmi hemisféry za vzniku fossa lateralis cerebri. Na povrchu hemisféry je mozkový plášť, pallium - základ mozkové kůry, cortex cerebri. Paleopallium a archipallium diferencují se ve třívrstevný paleocortex a archicortex. Neuroblasty, které cestují k subpiálnímu povrchu skrze vrstvy již dříve vytvořené, se diferencují v neurony. Neuroblasty, které migrují nejdříve, jsou v kůře uložené nejhlouběji a tedy poslední vlna neuroblastů je uložená nejblíže k povrchu mozku.
Diferenciace čichové plakody - diferenciace sensorických neuronů čichového epithelu a jejich axony vrůstají do bulbus olfactorius na spodině telencephala. V bulbu se vytvářejí synaptická spojení s jeho sekundárními neurony. V sedmém týdnu jsou tyto spojení dobře vytvořena. jako prvá komisura - commisura anterior, která propojuje čichové korové oblasti a kůru spánkového laloku. Vyvíjí se v tzv. komisurální plotence v 5. Nejdůležitější je z komisurálních spojů je corpus callosum - objevuje se v 10. týdnu a spojuje rozsáhlé oblasti mozkové kůry pravé a levé hemisféry s výjimkou čichové oblasti a spánkových laloků.
Vplyv génov a vonkajších faktorov na vývoj embrya
Výskumníci skúmali vplyv génov a genetických faktorov na vývoj embrya. Vypnutím konkrétneho génu, ktorý sa podieľa na bunkovom raste na začiatku vývoja myši, viedlo výskumníkov k tomu, že náhodne skončili so šesťnohým embryom bez genitálií. Biologička Anastasiia Lozovska so svojim tímom skúmali vplyv ľudského génu TGFBR1 pri vývoji embrya. Mutácie tohto génu u ľudí spôsobuje genetické ochorenie spojivového tkaniva, Loeys-Dietzov syndróm.
Faktory, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú vývoj zárodku sa nazývajú teratogény. Kritické obdobie zvýšenej vnímavosti na ne je medzi 3.-9. týždňom vývoja. Vplyvom teratogénov v tomto období zárodok buď umrie alebo vznikajú ťažké vývojové vady. Vrodené anomálie sú častými príčinami úmrtí novorodencov a detí. Vrodené anomálie môžu byť výsledkom jedného alebo viacerých genetických, infekčných, výživových alebo environmentálnych faktorov. Niektorým vrodeným anomáliám sa dá zabrániť.
Gény hrajú dôležitú úlohu pri mnohých vrodených anomáliách. Abnormálne gény zdedené od rodičov môžu byť dominantné alebo recesívne. Abnormálne dominantné gény sú však zriedkavé a najčastejšie spôsobujú vážne vývojové chyby skeletu. Príbuzenstvo rodičov tak zvyšuje výskyt zriedkavých genetických vrodených anomálií a takmer zdvojnásobuje riziko úmrtia novorodencov a detí, mentálneho postihnutia a ďalších porúch.
Vystavenie matky pesticídom a iným chemikáliám, ako aj určitým liekom, alkoholu, tabaku a ožarovaniu počas tehotenstva, môže zvýšiť riziko postihnutia plodu alebo novorodenca vrodenými anomáliami. Tak napríklad nadmerné požívanie alkoholu počas tehotenstva zapríčiňuje mentálne zaostávanie vo vývoji. Obrovské riziko pre vývoj plodu predstavujú, samozrejme, aj drogy a omamné látky. Tie dokážu totiž prechádzať placentou ako aj do materského mlieka. Vek matky je tiež rizikovým faktorom pre abnormálny vnútromaternicový vývoj plodu. Silným a najznámejším teratogénom tejto skupiny je ionizujúce žiarenie. Jeho vysoké dávky vyvolávajú vrodené chyby mozgu a skeletu. Okrem ionizújucého žiarenia majú negatívny vplyv aj vibrácie - silné zvuky, prudké blikanie svetla a podobne. Negatívny vplyv na plod má každé ochorenie matky. Asi najznámejšie teratogénne vírusové ochorenie je rubeola. Najväčšie riziko predstavuje práve v prvom trimestri, kde až 90% detí končí s vážnymi poruchami oka, srdca, mozgu, ucha atď. V druhom a treťom trimestri sa toto riziko znižuje. Podobne nepriaznivé účinky majú aj parazitárne a bakteriálne nákazy matky ako je toxoplazmóza a syfilis.
Postupne sa zavádzajú preventívne opatrenia v oblasti verejného zdravia na zníženie frekvencie určitých vrodených anomálií - odstránením rizikových faktorov alebo posilnením ochranných faktorov. Prenátálna diagnostika sa využíva najmä u plodov ohrozených dedičnou chorobou alebo pri rizikových tehotenstvách. Vývojové chyby je možné diagnostikovať viacerými metódami. Anomálie vo vývoji sa vplyvom genetických či rizikových faktorov môžu vyskytnúť v každom systéme ľudského tela a je ťažké ich predpovedať.
Význam hormónov štítnej žľazy a jódu
Hormóny štítnej žľazy majú nezastupiteľný význam pre normálny vývoj mozgu a nervový systém plodu. V priebehu prvého trimestra tehotenstva je embryo úplne závislé od dostatočného prísunu hormónov štítnej žľazy matky, ktoré prechádzajú placentou. Preto je pre správny vnútromaternicový vývoj dieťaťa zásadné diagnostikovať poruchy tvorby hormónov štítnej žľazy v zmysle hypotyreózy (znížená tvorba) alebo hypertyreózy (zvýšená tvorba) už v tomto období v rámci skríningu tehotných žien. Približne od 12. týždňa začína štítna žľaza embrya pracovať sama, ale adekvátnu koncentráciu hormónov štítnej žľazy vytvára až v 18. až 20. týždni.
Jód je základným stavebným kameňom hormónov štítnej žľazy. Dostatočný denný príjem jódu predstavuje približne 150‑200 mikrogramov na deň. Jeho význam počas obdobia tehotenstva narastá, pričom narastá mierne aj jeho odporúčané množstvo prijaté v strave, približne 250 mikrogramov denne. Vhodným zdrojom jódu sú predovšetkým mliečne výrobky, morské plody, vajcia, mäso, hydina a jodidovaná soľ.
Zvýšená činnosť štítnej žľazy je rovnako najčastejšie spôsobená autoimunitným ochorením, no na rozdiel od zníženej funkcie štítnej žľazy v tom prípade je príliš veľa hormónov štítnej žľazy. Neliečená hypertyreóza počas tehotenstva môže tiež viesť až k potratu, predčasnému pôrodu, nízkej pôrodnej hmotnosti alebo k preeklampsii u matky. V prípade nevyhnutnosti liečby hypertyreózy (v prípade tehotenskej hypertyreózy tzv. takej, ktorá odoznie spontánne, a je viazaná len na obdobie gravidity, je medikamentózna liečba potrebná len zriedka) sa predpisujú lieky na spomalenie činnosti štítnej žľazy - tyreostatiká v čo najmenšej účinnej dávke.
Reflexy embrya a ich význam
Keď sa ľudský život začína vyvíjať v maternici, dochádza k prvým jemným pohybom reflexnej symfónie. Tieto počiatočné reflexy sa objavujú v prvých dňoch života embrya a zabezpečujú základné biologické funkcie, ktoré pomáhajú plodu počas jeho vývoja. Symfónia reflexov je životne dôležitá pre neurologický rast a vytvára zložitú sieť spojení medzi neurónmi a synapsami v mozgu. To umožňuje širokú škálu schopností, ako je pohybová koordinácia, učenie a tvorba pamäte, spracovanie jazyka a dokonca aj psychologický vývoj.
Reflexná integrácia zahŕňa prepojenie rôznych reakcií z rôznych častí tela, aby mohli harmonicky spolupracovať. Prenatálny vývoj týchto reflexov významne prispieva k bezpečnému pôrodu dieťaťa. Niekoľko kľúčových reflexov uľahčuje plodu prechod pôrodnými cestami tým, že napomáha pohybu a rotácii. Morov reflex sa spúšťa v dôsledku náhlych prekvapení, ako sú hlasný hluk alebo zmena svetla, a spôsobuje fyzickú reakciu, ktorá uvoľňuje hormóny kortizol a adrenalín, ktoré pomáhajú iniciovať pôrodný proces. Asymetrický tonický reflex krku (ATNR) tiež zohráva dôležitú úlohu pri rotácii pôrodnými cestami. ATNR pripomína vývrtkový efekt, ktorý podporuje otáčanie tela plodu počas prechodu pôrodnými cestami.
Po narodení dieťaťa sa tvorba symfónie ani zďaleka nekončí. Viaceré reflexy, ktoré sa formovali v maternici, sa totiž u novorodenca stávajú zreteľnejšími a pozorovateľnejšími. Napríklad sací reflex spúšťa pohyby v ústach dieťaťa, ktoré mu umožňujú sať z matkinho prsníka, ako aj prehĺtať. Keď sa tieto rôzne reflexy objavia počas prvých týždňov a mesiacov života, dojčatá sa ich musia naučiť integrovať do svojho vyvíjajúceho sa nervového systému. Postupom času, keď sú bábätká vystavené stimulujúcim prostrediam a činnostiam, sa niektoré reflexy nahradia inými, pretože sa vyvíjajú nové. Integrácia primitívnych reflexov je proces, ktorý pomáha zlepšiť neurologický oblúk, ktorý existuje medzi určitými podnetmi a ich predvídateľnými reakciami. Primitívne reflexy sú základom, na ktorom je postavený náš nervový systém, a zostávajú prítomné počas celého života - pracujú v tandeme s nervovým systémom, aby uľahčili vývoj od útleho veku. Ak je toto spojenie neúplné alebo slabé, označuje sa ako „neintegrované“, „aktívne“ alebo „zadržané“, čo spôsobuje narušenie komunikácie v nervovom systéme. Reflexnú integráciu teda možno chápať ako most medzi zmyslovými vstupmi, ktoré prenášajú informácie z receptorov vo všetkých systémoch a orgánoch nášho tela do centrálneho nervového systému.
Aby sme zabezpečili účinnú integráciu reflexov, musíme sa snažiť posilniť neurologické spojenia medzi podnetom a jeho reakciou. To možno dosiahnuť prostredníctvom rôznych terapií, ako sú napríklad aktivity založené na hre, ktoré umožňujú opakovanie pohybových vzorcov s cieľom vytvoriť silnejšie spojenia v rámci oblúka. Okrem toho môžu proprioceptívne aktivity tiež pomôcť posilniť tieto nervové dráhy tým, že poskytujú spätnú väzbu o tom, ako sa svalové pohyby navzájom ovplyvňujú - čo umožňuje lepšiu koordináciu medzi svalmi a lepšiu komunikáciu pozdĺž reflexného oblúka. Na zlepšenie reflexnej integrácie možno použiť aj vizuálnu stimuláciu. Primitívne reflexy je možné integrovať s ťažkým stupňom postihnutia, čo výrazne vplýva na ich ďalší progres vo vývoji.
Vrodené anomálie a ich diagnostika
Anomálie vo vývoji sa vplyvom genetických či rizikových faktorov môžu vyskytnúť v každom systéme ľudského tela a je ťažké ich predpovedať. Asi najznámejšou anomáliou postihujúcou dvojčatá sú spojené - siamské dvojčatá. Vznikajú neúplným rozdelením zárodkového štítu (prechodná štruktúra vo vývoji zárodku). Rozsah vzájomného spojenia takýchto plodov môže byť rôzny. Niekedy je menší - napríklad sú spojené časťou chrbtice - a vtedy ich možno po narodení chirurgicky oddeliť. Vážnou chybou vo vývoji je vznik znetvorených plodov - teratómov. Je to stav, kedy jeden plod obsahuje vo svojom vnútri časti iného plodu. Takéto masy cudzorodého tkaniva sa menia časom na nádory - embryonálne karcinómy.
Vývojové anomálie srdca sú celkom časté a predstavujú vážny medicínsky problém. Odchýlky od normálneho vývoja, samozrejme, postihujú aj tepny a žily. V priebehu vývoja môžu poruchy centrálneho nervového systému vzniknúť v každej oblasti - na úrovni mozgu či miechy. anomálie rebier - môžu sa vyskytnúť nadpočetné rebrá - napr. Najznámejšou a najčastejšou anomáliou postihujúcou vývoj tváre sú razštepy. Príčiny ich vzniku nie sú dostatočne jasné a postihujú viac chlapcov ako dievčatá. Okrem rázštepov postihuje tvár veľké množstvo iných vrodených anomálií.
Poruchy vývoja môžu postihnúť nielen zovňajšok, ale aj vnútorné orgány človeka. K tým najzávažnejším patrí agenéza - nevyvinutie orgánu (napr. čreva, pľúc…). Ďalej to sú vrodené zúženia (napr. močovej rúry) chybné uloženia orgánov, cysty, atrézie - nepriechodnosti orgánov (napr. žlčových ciest, hrtana, močovodu, análneho otvoru…), zdvojenia (napr. močovodov) a rázštepy (napr.
Najčastejšou chybou pri vývoji mužských pohlavných orgánov je nesprávne uloženie semenníkov. Tie môžu byť chybne uložené v brušnej dutine alebo v ingvinálnom kanáli, môžu byť prevrátené, alebo môžu zostúpiť až na vnútornú stranu stehna. Zriedkavá vývojová chyba je nevyvynutie penisu, spojená s inými vážnymi anomáliami okolitých orgánov. Pomerne častý výskyt má hypospádia - rázštep močovej rúry. Tá ústi predčasne, a to na spodnej strane penisu. Podľa miesta vyústenia sa určuje závažnosť tejto chyby - čím bližšie je ústie k miešku, tým je prípad ťažší.
U žien môže tiež nastať zadržanie vaječníkov na nesprávnom mieste. Medzi zriedkavé vývojové chyby patrí nevyvinutie maternice či vagíny. Niekedy môže byť prítomná zakrpatená maternica, či maternica s dvoma dutinami alebo dvoma krčkami. Závažný problém predstavuje uzavretie maternice, ktoré vzniká spolu s uzavretím vagíny. Vrodené chyby oka môžu vznikať buď ako chromozómové anomálie alebo po prekonaní infekcie matky. Stretávame sa s anophtalmiou, čo je vrodené chýbanie oka spojené s ťažkými anomáliami mozgu a hlavy, či už so spomínanou kyklopiou - spojením oboch očí do jedného. Čo sa týka vrodených porúch ucha, môže byť prítomná vrodená hluchota, spôsobená defektom na nervovej ale aj percepčnej úrovni - porucha vývoja vnútorného ucha. albinizmus.
tags: #embryo #vyvoj #centralneho #nervoveho #systemu