εξελίσσεταιηανθρώπινηανθρώπινη ζωή

Transcript

1 Πώςεξελίσσεται εξελίσσεταιηανθρώπινηανθρώπινη ζωή Ξεκινάµε ως ζυγωτό, δηλαδή, ως µονοκύτταρος οργανισµός µε διάµετρο περίπου ενός χιλιοστού, και ζυγίζουµε περίπου δεκαπέντε εκατοµµυριοστά του γραµµαρίου Ότανγεννιόµαστε, έχουµεγύρωστα 2 δισεκατοµµύριακύτταρακαιβάρος κιλά, κατάµέσοόρο.

2 Αλλαγές στο µέγεθος και τη µορφή του ανθρώπινου σώµατος Απότη 14ηηµέραέωςτη 15ηεβδοµάδαµετάτησύλληψη

3 Εµβρυογέννηση Τεχνικός όρος που αναφέρεται στην προγενετική ανάπτυξη

4 Γιατίείναι είναισηµαντικόνανα κατανοήσουµετην τηνπρογενετική περίοδο; Για πρακτικούς λόγους: Έχουν γίνει εκτενείς έρευνες για την πρόληψη της βλάβης στο αναπτυσσόµενο οργανισµό. Ο αναπτυσσόµενος οργανισµός µπορεί να επηρεαστεί από τις συνθήκες διατροφής και διαβίωσης της µητέρας και από τη συναισθηµατικήτηςκατάσταση.

5 Τογονιµοποιηµένο γονιµοποιηµένοωάριο Μοιάζει να αποτελείται από µικρά σωµατίδια µέσασεµεγαλύτερα. Στοκέντροτουκυττάρου, στονπυρήνα, βρίσκονται τα χρωµοσώµατα που φέρουν τα γονίδια. Γύρω από τον πυρήνα βρίσκεται η κυτταρική ουσία, που χρησιµεύει ως πρώτη ύλη κατά τις πρώτεςυποδιαιρέσειςτουκυττάρου.

6 Ηδιάφανηζώνη Ολόκληρο το ζυγωτό περιέχεται µέσα στη διάφανηζώνη, µιαευαίσθητηµεµβράνη, µόλις λίγων µορίων που αποτελεί το σύνορό του.

7 Οιπερίοδοι περίοδοιτηςπρογενετικής Βλαστική περίοδος περιόδου Πρώτη εµβρυϊκή περίοδος εύτερη εµβρυϊκή περίοδος

8 Ηβλαστικήπερίοδος Αρχίζει όταν ενώνονται τα γενετικά κύτταρα του πατέρα και της µητέρας κατά τησύλληψηκαιδιαρκείέωςότουο αναπτυσσόµενος οργανισµός προσκολληθεί στα τοιχώµατα της µήτρας, περίπου οκτώ µε δέκα ηµέρες αργότερα.

9 Πρώτηεµβρυϊκή εµβρυϊκήπερίοδος ιαρκείαπότηστιγµήπουοοργανισµός εγκαθίσταται στη µήτρα έως το τέλος της όγδοης εβδοµάδας, όταν όλα τα βασικά όργανα έχουν πάρει ένα αδρό σχήµα.

10 εύτερηεµβρυϊκή εµβρυϊκήπερίοδος Αρχίζειτηνένατηεβδοµάδαµετάτη σύλληψη, µε τις πρώτες ενδείξεις της σκλήρυνσης των οστών και συνεχίζεται έως τηγέννηση, µεµέσηδιάρκεια 30 εβδοµάδων. Στηνπερίοδοαυτή, τα πρωτόγονα συστήµατα των οργάνων αναπτύσσονται µέχρι του σηµείου που το βρέφοςµπορείναζήσειέξωαπότηµητέρα χωρίςιατρικήυποστήριξη.

11 Στατιστικάστοιχεία στοιχεία Σε οποιοδήποτε στάδιο αυτών των προγενετικών περιόδων, η ανάπτυξη µπορεί νασταµατήσει. Υπολογίζεταιότιστο 31 % των περιπτώσεων, το γενετικό υλικό που ενώνεται (µετηνένωσητουωαρίουκαιτου σπερµατοζωαρίου) είναι ασυµβίβαστο µε τη ζωή και το ζυγωτό δεν αναπτύσσεται καθόλου.

12 Βλαστικήπερίοδος Οκτώ µε δέκα µέρες µετά τη σύλληψη, το γονιµοποιηµένο ωάριο µετακινείται αργά από την ωαγωγό σάλπιγγα προς τη µήτρα. Η στιγµή της µετακίνησης είναι κρίσιµη: Αν οργανισµός εισχωρήσει στη µήτρα πολύ νωρίς, το περιβάλλοντηςµήτραςδενθαείναιέτοιµοκαιο οργανισµόςθακαταστραφεί. Αν εισχωρήσει πολύ αργά, δεν θα υπάρχουν πλέον οι κατάλληλες συνθήκες για την εγκατάσταση στα τοιχώµατα της µήτρας και ο οργανισµός θα αποβληθείαπότοσώµατηςµητέρας.

13

14 Ταπρώτα πρώτακύτταρατηςζωής Η σχίση, η µιτωτική διαίρεση του ζυγωτού σε πολλά κύτταρα, αρχίζει 24 ώρες περίπου µετά τη σύλληψη, καθώς το γονιµοποιηµένο ωάριο διασχίζειτησάλπιγγα. Το µονοκύτταρο ζυγωτό χωρίζεται και παράγει δύο θυγατρικά κύτταρα, το καθένα από τα οποία χωρίζεταιµετησειράτουκαιπαράγειδύοακόµα θυγατρικάκύτταρα, κ.ο.κ. Με αυτόν τον περιοδικό διπλασιασµό, ο αναπτυσσόµενος οργανισµός, φτάνοντας στη µήτρα, αποτελείταιήδηαπόεκατοντάδεςκύτταρα.

15 Σχίση Σηµαντικό χαρακτηριστικό της σχίσης είναι ότι τα υπάρχοντα κύτταρα δεν χωρίζονται ταυτοχρόνως. ηλαδή, τακύτταρα χωρίζονται µε διαφορετικούς ρυθµούς (Gilbert, 1991).

16 Ετεροχρονισµός Είναιηδιαφοράστορυθµόαλλαγήςτων διάφορωντµηµάτωντουοργανισµού.

17 Ετερογένεια Η ανοµοιογένεια των ρυθµών ανάπτυξης δηµιουργεί ένα άλλο κυρίαρχο χαρακτηριστικό της ανάπτυξης, την ετερογένεια. ηλαδή, την ποικιλοµορφία στα επίπεδα ανάπτυξης των διαφόρων τµηµάτων του οργανισµού.

18 Ηδηµιουργίανέωνµορφών Καθώς πραγµατοποιούνται οι πρώτες σχίσεις διαµορφώνεται µέσα στη διάφανη ζώνη ένα σύµπλεγµακυττάρωνπουαποκαλείταιµορίδιο. Για τις πρώτες τέσσερις-πέντε µέρες µετά τη σύλληψη, τα κύτταρα µέσα στο µορίδιο γίνονται όλο και πιο µικρά µε κάθε σχίση, µέχρις ότου αποκτήσουν το µέγεθος ενός µέσου σωµατικού κυττάρου.

19 Ηδηµιουργίανέωνµορφών Ηπρώτηεµφανήςαλλαγήτηςµορφήςείναι η εµφάνιση µιας κοιλότητας γεµάτης υγρό µέσαστοµορίδιο. Ηνέααυτήµορφήονοµάζεται βλαστοκύστη. Ταυτόχρονα, διακρίνονταιδύοδιαφορετικά, για πρώτη φορά δύο διαφορετικά είδη κυττάρων.

20 Ταδύο δύοείδηκυττάρωντηςτης βλαστοκύστης Τα δύο είδη κυττάρων στη βλαστοκύστη διαδραµατίζουν διαφορετικούς ρόλους στην ανάπτυξη.

21

22 Ταδύο δύοείδηκυττάρωντηςτης βλαστοκύστης Στη µια πλευρά της κεντρικής κοιλότητας βρίσκεται συγκεντρωµένος ένας κόµπος από µικρά κύτταρα που αποκαλούνται εσωτερική κυτταρική µάζα. Από τη µάζα αυτή θα προέλθει ο ίδιος ο οργανισµός.

23 Ταδύο δύοείδηκυττάρωντηςτης βλαστοκύστης Γύρω από την εσωτερική κυτταρική µάζα και την κοιλότητα, βρίσκεται ένα διπλό στρώµα από µεγάλα επίπεδα κύτταρα, τα οποία ονοµάζονται τροφοβλάστη. Η τροφοβλάστη σχηµατίζει ένα προστατευτικό φράγµα µεταξύ της εσωτερικής κυτταρικής µάζας και του περιβάλλοντος.

24 Ητροφοβλάστη Αργότερα, η τροφοβλάστη εξελίσσεται σε µεµβράνες που προστατεύουν τον αναπτυσσόµενο οργανισµό και του µεταφέρουνθρεπτικάσυστατικά.

25 Καθώς διαφοροποιούνται τα κύτταρα της βλαστοκύστης, η διαφανής ζώνη που την περιβάλλειαποσυντίθεται. Σε αυτή τη φάση, το στρώµα της τροφοβλάστης λειτουργεί ως ένα είδος αντλίας που γεµίζει την εσωτερικήκοιλότηταµεέναυγρόαπότηµήτρα, το οποίο παρέχει την απαιτούµενη ενέργεια για τη συνέχιση του χωρισµού των κυττάρων και την ανάπτυξητουοργανισµού.

26 Πώςεξηγείται εξηγείταιηδηµιουργία διαφορετικώνκυττάρων κυττάρων; Οι µηχανισµοί µε τους οποίους συντελείται αυτήηδιαδικασίαπαραµένειένααίνιγµα.

27 Ηεξήγησητου 18ου ουαιώνα Το πρώτο κύτταρο περιέχει ήδη σχηµατισµέναµικροσκοπικάόργανα: κεφάλι, χέρια, πόδια, εγκέφαλο. Σύµφωνα µε αυτήν την άποψη, του προσχηµατισµού, δεναναπτύσσονται πραγµατικά νέες µορφές. Υπάρχουν από τηναρχή.

28 Ηεξήγησητου 21ου ουαιώνα Ηκάθενέαµορφήδηµιουργείταιµέσααπό τις διάφορες αλληλεπιδράσεις που πραγµατοποιούνται µεταξύ της προηγούµενης µορφής και του περιβάλλοντόςτης. Ηδιεργασίααυτήονοµάζεταιεπιγένεση.

29 Ηεξήγησητου 21ου ουαιώνα Ερώτηµα: Με δεδοµένο ότι τα κύτταρα του µοριδίου βρίσκονται όλα µέσα στη διάφανη ζώνη, η οποία βρίσκεται µέσα στον ωαγωγό της µητέρας, πώς µπορούµε να πούµε ότι ένα κύτταρο µέσα στο µορίδιο έχει διαφορετική επαφή µε το περιβάλλον από οποιοδήποτεάλλοκύτταρο;

30 Ηεξήγησητου 21ου ουαιώνα Απάντηση: Θεωρούµε ως «περιβάλλον» τον άµεσο περίγυρο του κάθε κυττάρου και όχο τογενικόπερίγυροτουµοριδίου.

31 Ηεξήγησητου 21ου ουαιώνα Παράδειγµα: Τα κύτταρα στο κέντρο του µοριδίου περιστοιχίζονται από άλλα κύτταρα του µοριδίου. Ενώ τα κύτταρα που βρίσκονται στα πλαϊνά σηµεία του µοριδίου έχουνεπαφήµεκάποιακύτταρααπότηµια πλευρά και, επίσης, µε τη διάφανη ζώνη, η οποία, µετησειράτηςέρχεταισεεπαφήµε τηνωαγωγόσάλπιγγατηςµητέρας.

32 Ηεξήγησητου 21ου ουαιώνα Αυτές οι διαφορές θέσης µπορεί να έχουν σηµαντικέςσυνέπειες. Παράδειγµα: Όταν το µορίδιο αρχίζει να προσλαµβάνει θρεπτικές ουσίες, οι ουσίες αυτές πρέπει πρώτα να περάσουν µέσω των πλαϊνών κυττάρων για να φτάσουν στα κύτταρα του κέντρου. Ο χωρισµός των κυττάρων κάτω από αυτές τις διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες οδηγεί στηδηµιουργίαδιαφορετικώνειδώνκυττάρων.

33 Ηεξήγησητου 21ου ουαιώνα Επιπλέον, σήµερα είναι αποδεκτό ότι στο ζυγωτό προϋπάρχει ένα σύνολο κωδικοποιηµένων οδηγιών που περιέχονται σταγονίδια.

34 Εγκατάστασητου του γονιµοποιηµένουωαρίου Καθώς η βλαστοκύστη πλησιάζει τη µήτρα, η τροφοβλάστη αναπτύσσει µικροσκοπικούς κλώνους που εισέρχονται στο σπογγώδες τοίχωµα τηςµήτρας, έωςότουέρθουνσεεπαφήµετα αιµοφόρααγγείατηςµητέρας. Έτσι ξεκινάει η εγκατάσταση, δηλαδή η διαδικασία µε την οποία η βλαστοκύστη προσκολλάταιστηµήτρα.

35 Η εγκατάσταση σηµατοδοτεί τη µετάβαση από τη βλαστική στην εµβρυϊκή περίοδο. Η εγκατάσταση περιέχει κινδύνους για τον αναπτυσσόµενοοργανισµό. Ολόγοςείναιότι, έχοντας σχηµατισθεί από τα γονίδια τόσο της µητέρας όσο και του πατέρα, διαφέρει γενετικά από τη µητέρα. Εάν εισερχόταν οποιοσδήποτε άλλος ξένος ιστός στη µήτρα της µητέρας, θα δεχόταν επίθεση από το ανοσοποιητικό της σύστηµα. Συνήθως όµως η βλαστοκύστη δεν δέχεται επίθεση.

36 Ηπρώτηεµβρυϊκήπερίοδος ιαρκεί περίπου έξι εβδοµάδες. Σχηµατίζονται όλα τα βασικά όργανα του σώµατος. Ο οργανισµός αρχίζει να ανταποκρίνεται σταάµεσαερεθίσµατα. Η γρήγορη ανάπτυξη διευκολύνεται από τον αποτελεσµατικό τρόπο µε τον οποίο τώραηµητέραπαρέχειτροφή.

37

38 Πηγέςθρέψης θρέψηςκαιπροστασίας Από την τροφοβλάστη αναπτύσσονται οι εξής µεµβράνες: (1) Τοαµνίο (λεπτή, σκληρή, διαφανήςµεµβράνη που συγκρατεί το αµνιωτικό υγρό), η οποία περιβάλλει το έµβρυο. Το αµνιωτικό υγρό προστατεύειτοέµβρυοαπότραντάγµατα, παρέχει στήριξη στους αδύναµους µυς και τα µαλακάοστάτουεµβρύου.

39 Πηγέςθρέψης θρέψηςκαιπροστασίας (2) Το χόριο, το οποίο βρίσκεται γύρω από το αµνίο.

40 Πηγέςθρέψης θρέψηςκαιπροστασίας (3) Οπλακούντας, έναπολύπλοκοόργανο, το οποίο δηµιουργείται από ιστό προερχόµενο τόσοαπότηµητέραόσοκαιαπότοέµβρυο. Ο πλακούντας και το έµβρυο συνδέονται µε τονοµφάλιολώρο.

41 Πηγέςθρέψης θρέψηςκαιπροστασίας Ο πλακούντας λειτουργεί ως φραγµός που εµποδίζει το κυκλοφορικό σύστηµα της µητέραςναέρθεισεάµεσηεπαφήµετο αίµατουεµβρύου. Ταυτόχρονα, λειτουργεί ως φίλτρο που επιτρέπει την µεταφορά θρεπτικών ουσιών και οξυγόνου από τη µητέραπροςτοπαιδίκαιτηµεταφορά αποβλήτωναπότοπαιδίπροςτηµητέρα.

42 Ηανάπτυξητουεµβρύου Τα κύτταρα της της εσωτερικής κυτταρικής µάζας αρχίζουν να διαφοροποιούνται σε ποικίλα είδη, τα οποία θα αποτελέσουν όλα ταόργανατουσώµατος.

43 1οστάδιο ιαχωρισµός της εσωτερικής κυτταρικής µάζαςσεδύοστρώµατα: (1) Εκτόδερµα (εξωτερικό βλαστικό στρώµα) (2) Ένδόδερµα (εσωτερικό βλαστικό στρώµα)

44 Εκτόδερµα Απότοεκτόδερµαθαπροέλθειηεξωτερική επιφάνεια του δέρµατος, τα νύχια, µέρος των δοντιών, ο φακός του µατιού, το εσωτερικό αυτί και το νευρικό σύστηµα (εγκέφαλος, νωτιαίοςµυελόςκαιτανεύρα).

45 Ενδόδερµα Απότοενδόδερµαθααναπτυχθείτο πεπτικό σύστηµα και οι πνεύµονες

46 2οστάδιο Λίγοµετάτοσχηµατισµότωνδύοπρώτων στρωµάτωνεµφανίζεταιτοµεσόδερµα. Από το µεσόδερµα θα δηµιουργηθούν οι µύες, τα οστά, το κυκλοφορικό σύστηµα καιτοεσωτερικόστρώµατουδέρµατος.

47 Οιάξονες άξονεςτηςανάπτυξης (απότην προγενετικήπερίοδο περίοδοέωςτην εφηβεία) Ο επιµήκους άξονας: κεφαλοποδία Ο κεντρο-ακραίος άξονας: από το κέντρο προς την περιφέρεια

48 Ηεµβρυϊκήκίνησηκίνηση Με το σχηµατισµό των βασικών οργάνων και των νευρικών κυττάρων της σπονδυλικής στήλης, το έµβρυο είναι ικανό για τις πρώτες του οργανωµένες αντιδράσειςπροςτοπεριβάλλον. Ωστόσο, οι κινήσεις αυτές δεν γίνονται αντιληπτές απότηνµητέραγιατίτοέµβρυοτωνοκτώ εβδοµάδωνείναιακόµαυπερβολικάµικρό.

49 εύτερηεµβρυϊκή εµβρυϊκήπερίοδος ιαρκεί από την όγδοη-ένατη εβδοµάδα µετάτησύλληψηέωςτηγέννηση. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το κάθε όργανο γίνεται πιο πολύπλοκο και οι κινήσειςαποκτούνσυντονισµό.

50 Οιαισθητηριακές αισθητηριακέςδυνατότητες τουβρέφους Χρησιµοποιώντας σύγχρονες τεχνικές µετρήσεων και καταγραφής, οι ερευνητές έχουν αρχίσει να σχηµατίζουν µια λεπτοµερή εικόνα της ανάπτυξης των αισθητηριακώνδυνατοτήτωντουεµβρύου.

51 Κίνηση Περίπουαπότονπέµπτοµήνακαιµετά, το έµβρυο, καθώς αιωρείται µέσα στο αµνιωτικό υγρό, είναι σε θέση να αισθάνεται αλλαγές στη στάση της µητέρας (Hepper, 1992).

52 Όραση Γνωρίζουµε ελάχιστα για τις οπτικές εµπειρίες του εµβρύου. Στις 26 εβδοµάδες της κύησης, τα έµβρυα ανταποκρίνονται στο φως, το οποίο αυξάνει τους καρδιακούς παλµούςκαιτακάνεινακινούνται (Hepper, 1992).

53 Ήχος Στους τέσσερις µήνες µετά τη σύλληψη, το έµβρυοανταποκρίνεταιστονήχο (Hepper, 1992). Το µέσο επίπεδο του ήχου µέσα στη µήτρα είναι περίπου 75 decibel. Στον µόνιµο αυτό ήχο, προστίθεται ο αέρας που περνάαπότοστοµάχιτηςµητέραςκαι, κάθε δευτερόλεπτο περίπου, ο κτύπος της καρδιάςτης.

54 Ήχος Πρόσφατα βρέθηκε ότι τα έµβρυα ακούν ήχους που προέρχονται έξω από το σώµα της µητέρας. Από όλους τους ήχους, η φωνή της µητέρας ακούγεται καλύτερα γιατί µεταδίδεται επίσης και µε τη µορφή δονήσεωνµέσααπότοσώµατηςµητέρας.