NSAN EMBRYOLOJS Prof Dr Serkan YILMAZ ZEL EMBRYOLOJ

İNSAN EMBRİYOLOJİSİ Prof. Dr. Serkan YILMAZ

ÖZEL EMBRİYOLOJİ İSKELET SİSTEMİ • İskelet sistemi paraksiyel mezoderm, mezodermin lateral plağı (somatik tabaka) ve nöral krestten gelişir. • Kafatası beynin çevresinde koruyucu bir kafes oluşturan nörokranium ve yüzün iskeletini oluşturan visserokranium olmak üzere iki bölümde incelenebilir. • Nörokranium • Beynin çevresini saran yassı kemiklerden oluşan membranöz parça ve kafatasının taban kemiklerini oluşturan kartilajinöz parça yada kondrokranium olmak üzere iki kısımdan oluşur.

• Membranöz Nörokranium • Kafatasının tavanı ve yanlarının önemli bir kısmı nöral krest hücrelerinden oluşur. Sadece oksipital bölge ve otik kapsülün arka kısımları paraksiyel mezodermden meydana gelir. • Bu iki kaynaktan gelen mezenşim beynin çevresini sarar ve iğne benzeri kemik spiküller içeren birkaç yassı, membranöz kemik oluşur.

• Yenidoğan Kafatası • Doğumda kafatasının yassı kemikleri birbirinden sütur adı verilen dar bağ dokusu şeritleri ile ayrılır. Bu süturler nöral krest kaynaklıdır. • İkiden fazla kemiğin bir araya geldiği noktalarda ise süturler genişleyerek fontanel adını alırlar. Süturler ve fontaneller doğum sırasında kafatası kemiklerinin birbirleri üzerine kayabilmelerine izin verir. Süturler ve fontanellerin bazıları doğumdan sonra uzun bir süre membranöz yapılarını korurlar.

• Kıkırdak Nörokranium veya Kondrokranium • Kondrokraniumun notokordun hipofiz bezi düzeyinde sona eren sınırının önünde yer alan kısmı nöral krest hücrelerinden köken alır ve prekordal kondrokraniumu meydana getirir. • Bu sınırın arkasında yer alan bölümü ise paraksiyel mezodermden kaynaklanır ve kordal kondrokraniumu oluşturur. • Oksipital kemiğin tabanı parakordal kıkırdak ve üç oksipital skleretom cisminden oluşur.

• Oksipital tabanın daha rostralinde hipofizyel kıkırdaklar ve trabeküla krani bulunur. • Çok geçmeden bu kıkırdaklar sırasıyla sfenoid ve etmoid kemiklerin gövdelerini meydana getirmek üzere kaynaşırlar. • Bunların yanı sıra periotik kapsül de temporal kemiğin petröz ve mastoid parçalarını meydana getirir.

• Visserokranium yüz kemiklerinden ibarettir ve başlıca ilk iki faringeal arkustan oluşur. • Birinci arkus dorsal bir parçayı, maksiler çıkıntı, oluşturur. Bu da göz bölgesinin altından öne doğru ilerleyerek maksilla, zigomatik kemik ve temporal kemiğin bir parçasını meydana getirir. • Birinci arkusun ventral parçası mandibular çıkıntı olarak bilinir ve Meckel kıkırdağını içerir. Meckel kıkırdağının çevresindeki mezenşim yoğunlaşıp, membranöz ossifikasyon yolu ile kemikleşerek mandibulayı oluşturur.

• Mandibular çıkıntının dorsal ucu, ikinci faringeal arkusun dorsal ucu ile birlikte daha sonra inkus, malleus ve stapes kemikçiklerini oluşturur. • Yüz kemiklerinin oluşumu için gerekli olan mezenşim nöral krest hücrelerinden sağlanır. Bu hücreler aynı zamanda nazal ve lakrimal kemikleri meydana getirirler.

• Klinik • Bazı olgularda kafatası oluşamaz (kranioşizis). Amniotik sıvının etkisine maruz kalan beyin dokusu dejenere olur ve anensefali meydana gelir. • Böyle şiddetli kafatası ve beyin defektlerinin olduğu çocukların hayatta kalabilmeleri olanaksızdır. İçinden beyin dokusu ve/veya meninkslerin dışarıya fıtıklaştığı küçük kafatası defektlerine (ensefalosel veya kranial meningosel) sahip çocuklara ise sık rastlanır. • Kafanın alacağı şekil hangi süturların erken kapandığına göre farklılık gösterir.

• Sagittal süturun erken kapanması, frontal ve oksipital bölgelerde genişlemeye (skafosefali) yol açar. • Koronal süturun erken kapanması ile akrosefali yada kule kafa şekli oluşur. • Koronal ve lambdoid süturların tek taraflı erken kapanmasında ise plagiosefali ortaya çıkar. • Mikrosefali beynin gelişmediği ve sonuçta da kafatasının küçük kaldığı bir anomalidir.

• EKSTREMİTELER • Embriyonik gelişimin 4. haftasının sonlarında ekstremiteleri meydana getirecek olan tomurcuklar vücut duvarının ventrolateralinde birer küçük çıkıntı şeklinde belirmeye başlar. • Ekstremitelerin uç bölgelerinde mezenşimin gönderdiği sinyallerle buradaki ektodermal tabaka kalınlaşarak apikal ektodermal kabarıklık (AEK) denilen bölümü oluşturur.

• 6 haftalık bir embriyoda ekstremite tomurcuklarının en uç bölümleri yassılaşarak el ve ayak plaklarını oluştururlar. Bu plaklar arasındaki yarıklanmalarla ekstremitelerin iki ana bölümü belirgin hale gelir. • AEK bölgesindeki hücre ölümüyle bu bölge beş parçaya ayrılır ve bu şekilde el ve ayak parmakları oluşur. • Parmakların şekillenmesi ekstremitelerin kökünde arka sınırlarında yer alan ve polarize aktivite zonu (PAZ) olarak bilinen bir grup hücreye bağlıdır. Bu hücreler parmakların normal düzenini oluşturmak üzere retinoik asitin ve bir dizi homeobaks genlerin de yer aldığı bir morfojen gradiyenti tesis ederler.

• Ekstremitelerin dış şekli ortaya çıkarken mezenşim de yoğunlaşmaya başlar ve ilk olarak 6. Haftada ekstremite kemiklerinin öncüsü olan hyalin kıkırdak modelleri ortaya çıkar. • Endokondral ossifikasyon (kemikleşme) embriyonik dönemin sonlarında başlar. Endokondrial ossifikasyon kemiğin diafiz bölgesinden (kemiğin gövdesi) kıkırdak modelin uçlarına doğru ilerler. Doğumda kemiğin diafiz bölgesi ossifiye olmuş ancak epifiz bölgesi hala kıkırdak yapısını korur. • Diafiz ve epifiz bölgelerindeki ossifikasyon merkezlerinin arasında kalan kıkırdak yapıdaki epifiz plağı kemiklerin uzunlamasına büyümesinde önemli rol oynar.

• Klinik • Ekstremite anomalileri birbirinden büyük farklılık gösterirler ve bir veya daha fazla ekstremitenin kısmi (meromeli) veya tamamen yokluğu (ameli) şeklinde görülebilirler. • Bazen uzun kemikler olmayabilir (fokomeli). Bazen de ekstremitelerin tüm segmentleri var olmakla birlikte anormal derecede kısa olabilir (mikromelia).

• Ekstremite anomalilerinin bir başka grubunu fazla el veya ayak parmaklarının varlığı (polidaktili) oluşturur. • Fazla olan parmak çoğu kez tam bir kas bağlantısından yoksundur. • Polidaktili dominant kalıtım göstermekle birlikte teratojenler tarafından da meydana gelebilir. Yarık el ve ayak (istakoz eli deformitası), 2. Ve 4. Metakarpal kemikler ve yumuşak dokular arasındaki anormal bir yarıktan ibarettir. • Club foot genellikle sindaktili ile birlikte ortaya çıkar. • Konjenital kalça çıkıklığı femur başı ve asetabulumun gelişme eksikliği sonucu ortaya çıkar. Oldukça sık görülür ve daha çok kız çocuklarında ortaya çıkar.

• Vertebral Kolon • Gelişimin 4. haftasında sklerotom hücreleri, spinal kord ve notokordu çevrelemek üzere pozisyonlarını değiştirirler. • Vertebral kolon kaynağını aldığı yapı gibi segmental özellikler gösterir ve bu sklerotomik bloklar aralarında bulunan, içlerinde intersegmental arterlerin yer aldığı daha az yoğunluktaki bölgelerle birbirinden ayrılırlar.

• Gelişimin daha ileri evrelerinde her bir sklerotom segmentinin kaudal bölgesi aşırı bir proliferasyon göstererek yoğunlaşır. • Daha sonra intersegmental dokunun prekartilajinöz vertebral cisim yapısına katılmasıyla vertebranın cismi orijinal şeklindeki gibi intersegmental hale gelir.

• Sklerotomların kalıcı vertebra halinde düzenlenmeleri myotomların intervertebral diskler üzerinden köprü yapmalarına neden olur ve bu değişiklik bunlara omurgayı hareket ettirme yeteneği verir.

• Klinikte vertebra sayısında artış ve azalmaların görüldüğü durumlar mevcuttur. Örneğin Klippel-Feil sendromlu hastalarda servikal vertebra sayısı azdır. • Vertebral defektlerin en ciddilerinden birisi vertebra arkuslarının birleşememesi halidir. Yarık vertebra (spina bifida) denilen durumun iki tipi vardır. • Spina bifida okülta’da kemik defekti deriyle örtülüdür ve nörolojik defekt yoktur. • Spina bifida sistika’da ise nöral tüp kapanmaz, vertebral arkuslar oluşmaz ve nöral doku açıkta kalır.

• Bunların dışında iskelet sisteminin en iyi bilinen defektlerinden birisi akondroplazi denilen bir çeşit cüceliktir. • Akromegali konjenital, çoğunlukla aşırı büyüme hormonu üretimine bağlı olarak ortaya çıkar. Anomali yüz, el ve ayakların orantısız büyüklüğü ile karakterizedir.

KAS SİSTEMİ • Kas sistemi optik kadeh ektoderminden oluşan irisin dışında, mezodermal germ tabakasından gelişir. • İskelet kası paraksiyel mezodermden, düz kaslar barsak ve türevlerini çevreleyen splanknik mezodermden, kalp kası ise kalp tüpünü çevreleyen splanknik mezodermden farklılaşır.

• Çizgili İskelet Kası • Somitler ve somitomerler aksiyal iskeletin, vücut duvarının, ekstremitelerin ve başın kas yapısını oluşturur. • Vücut duvarındaki ve ekstremite bölgelerindeki myotom hücreleri kalıcı lokalizasyonlarına doğru hareket ederler ve uzayarak iğ şeklini alırlar. Myoblast olarak bilinen bu hücreler birbirleriyle kaynaşarak uzun, çok nükleuslu kas liflerini oluştururlar. • 3. Ayın sonunda iskelet kasları için tipik olan çapraz çizgilenmeler ortaya çıkar. Kas oluşum modelleri içine myoblastların göç ettiği bağ dokuları tarafından kontrol edilir.

• 5. haftanın sonunda her myotom epimer denilen küçük bir dorsal bölüme ve hipomer denilen daha büyük bir dorsal bölüme ayrılır. • Hipomerlerin myoblastları lateral ve ventral fleksör kas yapısını, epimerlerin myoblastları ise vertebral kolonun ekstensör kaslarını oluşturur. • Servikal hipomerlerin myoblastlarından skalen, geniohyoid ve prevertebral kaslar oluşur. Torasik segmentten gelen hipomer 3 tabakaya ayrılır ve toraks duvarında eksternal interkostal, internal interkostal ve transvers torasik kası oluşturur.

• Karın duvarında ise bu 3 kas tabakası eksternal oblik, internal oblik ve transvers abdominis kaslarını oluşturur. • Lumbar segment hipoblastlarından gelen myoblastlar quadratus lumborum kasını, sakral ve koksigeal bölgelerden gelen myoblastlar ise pelvik diafram ve anüsün çizgili kaslarını oluştururlar.

• Baş Kasları • Aralarında dil, göz (iris dışında) ve faringeal arkuslarla ilgili kasların da yer aldığı başın tüm istemli kasları paraksiyel mezodermden köken alır. • Ekstremite Kasları • Ekstremite kaslarının ilk belirtisi gelişimin 7. Haftasında ekstremite tomurcuklarının tabanı yakınındaki mezenşimin yoğunlaşması şeklinde dikkati çeker. • Ekstremite tomurcuklarının uzamasıyla kas dokusu fleksör ve ekstensör komponentlerine ayrılır. • Tomurcuklar oluşur oluşmaz uygun spinal sinirler mezenşim dokusu içine penetre olmaya başlarlar.

• Kalp Kası • Embriyoda kalp kası endotelial kalp tüpünü çevreleyen splanknik mezoderm tabakasından oluşur. • Klinik • Bir veya daha fazla sayıdaki kasın kısmen yada tamamen yokluğu nispeten sık rastlanan bir durumdur. Örneğin karın kaslarının kısmi veya tam yokluğu prune belly sendromuyla sonuçlanır. Bu hastalarda karın duvarı o kadar incedir ki neredeyse karın içerisindeki organlar görülebilir.

VÜCUT BOŞLUKLARI • İntraembriyonik Kölomun Oluşumu • 3. haftanın sonunda orta hattın her iki yanındaki intraembriyonik mezoderm paraksiyal, intermediate ve lateral plağa farklanır. • Lateral mezodermin içinde intersellüler yarıkların belirmesiyle bu plaklar iki tabakaya bölünür: somatik ve splanknik mezoderm tabakası. Bu tabakalar tarafından sınırlanan boşluk intraembriyonik kölomu (vücut boşluğu) oluşturur.

• Klinik • Vücut ön duvarı defektleri toraks veya karında ortaya çıkabilir ve kalp, karın içi organlarını ve ürogenital organları kapsayabilir. • Kleft sternum; sternumun gelişmesinden sorumlu olan iki taraflı mezoderm çubuklarının kaynaşamaması sonucu oluşur. Bazı olgularda kalp vücut boşluğunun dışında yer alabilir. • Omfalosel genişlemiş umblikal halkadan karın içi organlarının fıtıklaşmasıdır.

• Gastroşizis karın içi organların karın ön duvarından doğrudan amniotik boşluğa fıtıklaşmasıdır. • Özellikle genç annelerin çocuklarında rastlanır. Nedeninin çoğunlukla kokain kullanımı olduğu tahmin edilmektedir. • Hem omfalosel hem de gastroşizis amniotik sıvıda α-fetoprotein düzeyinin yükselmesine yol açar.

• İntraembriyonik kölomik boşluğu döşeyen somatik mezoderm hücreleri mezotelyum haline gelerek peritoneal, plevral ve perikardiyal boşlukların dışını kaplayan seröz membranların pariyetal tabakasını oluşturur. • Benzer şekilde splanknik mezoderm tabakasının hücreleri de abdominal organları, akciğerleri ve kalbi örten seröz membranların viseral tabakasını oluşturur.

• Diyafram ve Torasik Boşluk • Septum transversum torasik ve abdominal boşlukları tamamen ayırmaz; ön bağırsağın her iki yanında perikardiyoperitoneal kanal adı verilen geniş bir açıklık bırakır. • Akciğer tomurcukları büyümeye başladığında perikardiyoperitoneal kanalların içinde kaudolateral yönde genişlerler. • Akciğerlerin genişlemesiyle vücut duvarının mezodermi iki komponente bölünür: a) toraksın kalıcı duvarı ve b) plevroperikardiyal membran.

• Diyafram; • a) diyaframın tendinöz kısmını yapan septum transversum • b) iki adet plevroperitoneal membran • c) lateral ve dorsal vücut duvarlarından gelen kas komponentleri ve • d) diyafram kruslarının mezenterinden oluşur. geliştiği özofagus

• Klinik • Diyafram hernisi yeni doğanın en sık rastlanan malformasyonlarından birisidir. Bu defekt abdominal organların plevra boşluğuna geçmesine izin verir. Büyük defektlerde pulmoner hipoplazi ve fonksiyonlarındaki bozukluk nedeniyle mortalite yüksektir. • Bir başka tip ise özofegeal herni olup, konjenital özofagus kısalığından kaynaklanır. Bu durumda kardiya ve midenin üst kısmı toraksa çıkar. Kaynaklar Moore and Persaud, Çeviri editörleri Hakkı Dalçık ve Mehmet Yıldırım. Klinik Yönleriyle İnsan Embriyolojisi, Nobel Tıp 2009