Det gastrulation er et stadium i tidlig embryonal udvikling. I denne fase er endoderm, mesoderm og ectoderm de tre kimlag af embryoet. Gastruleringsforstyrrelser forårsager alvorlige misdannelser, som i de fleste tilfælde fører til død.
Hvad er gastruleringen?
Under embryogenese udvikler det menneskelige embryo sin fulde form. Befrugtningen af ægget efterfølges af furetrinnet. Dette efterfølges af dannelsen af blastocysten. Blastocysten er et væskefyldt hulrum.Dette hulrum vender ud og ind under gastrulation af fircellede organismer. Tre cotyledoner opstår fra blastula. Udviklingsbiologer taler om et triploblastisk grundlag af menneskelig embryogenese på grund af den trepartsmæssige natur.
Cotyledonerne er produktet af en initial differentiering i forskellige cellelag. De er multipotente klynger af forskellige væv. Fra disse klynger dannes alle strukturer i det senere legeme i det videre løb.
Den indvendige klynge af væv kaldes endoderm. Mesoderm ligger i midten. Det ydre lag kaldes ectoderm. Gastrulering er en del af den tidlige embryogenese og følger dannelsen af den primitive stribe. De næste udviklingstrin er udviklingen af notokorden og foldningen af det neurale rør.
Funktion & opgave
Gastreringen finder sted i alle fire-cellede celler og er ens i de enkelte arter. Bilateralt symmetriske eller triploblastiske arter udvikler sig med endoderm, mesoderm og ektoderm tre forskellige cotyledoner. Cnidarians og kammaneter udvikler to cotyledoner og omtales derfor også som diploblastisk.
Udgangspunktet for gastrulation hos multicellulære og lavere pattedyr er blastula. Hos højere pattedyr som mennesker er det blastocysten. Det er en hul kugle lavet af et enkelt lag celler. I begyndelsen af gastrulation omdannes denne blastocyst til en dobbeltlags bægerkim. Denne kopkim er gastrulaen. Dette skaber endodermen som det indre af de primære cotyledoner og ektodermen som det ydre af strukturer. Endodermerm har en åbning til ydersiden kaldet den oprindelige mund. Endodermen kaldes også den primitive tarme. Mesoderm udvikler sig på samme tid eller forskydes lidt fra den primære cotyledone dannelse.
Den videre udvikling af den primære mund adskiller de bilateralt symmetriske dyr i to forskellige grupper. De originale mundinger danner munden fra den originale mund. Nye munder, som mennesker, udvikler anus fra den oprindelige mund. Din mund bryder ud på den modsatte side af blastulaen efter gastrulation.
Gastruleringsprocessen kan forenkles til flere grundlæggende bevægelser. Den første af disse er intussusception. I denne fase invaderer den potentielle endoderm ind i det væskefyldte og indre hulrum i blastulaen. Cellerne i en blastula-pol deformeres og invaderer således en ydre vægdel. Den indre del er nu endoderm og den ydre del kaldes ectoderm fra dette tidspunkt. Blastulas indre hulrum er det primære kropshulrum. Invaginationsfasen begrænser dette indre kropshulrum synligt.
Involution følger disse processer. Dette betyder en rullende bevægelse af endodermen. Under den efterfølgende indtrængning migrerer celler fra endodermen ind i strukturerne. Dette gastruleringstrin efterfølges af delaminering. Blastula-cellerne afskærer endodermceller og transporterer dem ind i blastocoel. Den efterfølgende epibolisme fører til en anden intussusception. På æggeblægtige æg oversvømmer ectoderm endodermen.
Gastreringsfaserne er grundlaget for menneskelig form og struktur. De overlapper for det meste med de efterfølgende processer med embryogenese, for eksempel med neurulation.
Sygdomme og lidelser
Forstyrrelser i tidlig embryogenese resulterer i misdannelser eller endda tab af levedygtighed for embryoet. Neurulationsforstyrrelser forårsager for eksempel misdannelser i nervesystemet. Da gastrulation og neurulation ofte overlapper hinanden, er neurulationsforstyrrelser ofte forbundet med gastrulationsforstyrrelser.
Dette er for eksempel tilfældet med udviklingsforstyrrelsen hemimyeloceler. Denne medfødte sygdom er kendetegnet ved hævelser og neurologiske mangler. Den tidlige udvikling af embryoet er relativt ufølsomt over for skadelige påvirkninger i de første to uger af kimen. Imidlertid fører kimmisdannelser og kromosomafvigelser i de fleste tilfælde til en abort af graviditeten.
Fra begyndelsen af gastrulation, efter den tredje uge af udviklingen, er der en høj grad af følsomhed over for skadelige stoffer. Først dannes den primitive stribe. Fra dette tidspunkt er hvert organ usædvanligt følsomt over for teratogener i en bestemt fase. To lidelser, der er værd at nævne, kan forekomme ved gastrulation. Disse to kliniske billeder er kendt som sirenomelia og coccyx teratoma.
Hvis dannelsen af den primitive stribe forstyrres, er der følgelig utilstrækkelig mesoderm i bagerste halvdel af embryoet. Denne forbindelse er kendt som sirenomelia og er forbundet med misdannelser såsom sammensmeltede ekstremiteter, rygmarveavvik, manglende nyrer eller misdannede kønsorganer. Resterne af den primitive knude udvikler sig ofte til tumorer kendt som sacrococcygeal teratomer og coccyx teratomer, som er blandt de mest almindelige tumorer hos nyfødte.
