Embryology Course Summary - אדם כחלות PDF
Document Details
![TopnotchMossAgate8270](https://quizgecko.com/images/avatars/avatar-1.webp)
Uploaded by TopnotchMossAgate8270
אדם כחלות
Tags
Summary
This document summarizes a course on embryology, focusing on stem cells. It explains the different types of stem cells and their roles in development.The document also explores how stem cell research can lead to understanding and treatment of diseases.
Full Transcript
מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר...
מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה אמבריולוגיה – סיכום קורס סיכום שיעור ראשון – מושגי יסוד ותאי גזע כיצד לימודי אמבריולוגיה יכולים לתרום לנו? .1סיוע בהבנת התפקוד והאנטומיה של איברים באדם הבוגר – הבנה מעמיקה יותר על הגוף והאנטומיה שלנו על ידי הבנה של ההיסטוריה והבנייה של הגוף.בנוסף ,תהליכים רבים מתחילים מהתפתחות העובר וממשיכים גם לאחר הלידה.כך לימוד האמבריולוגיה מסייע לנו בהבנת תהליכים אלו לאורך שנות חיינו. .2העמקה בהפרעות – ברגע שנבין כיצד הגוף מתפתח באופן תקין נוכל להבין בצורה טובה יותר כיצד התפתחות לא תקינה יכולה להוביל להפרעות התפתחויות.כמו כן ,אם נוכל להבין את מנגנוני התפתחות העובר נוכל לשפר את הבנתנו אודות תהליך ההתפתחות של גידולים סרטניים ,כיצד הם גדלים ומתפשטים בגוף. .3רפואה רגנרטיבית – הבנת המבנה ,התפקוד והתכונות של תאי גזע כבסיס לשימוש בהם לטיפולים שונים. לפני שנתחיל לדבר על התפתחות ,אנחנו חייבים להתחיל ממושג בסיסי יותר – תאי גזע. לתאי גזע יש שלוש תכונות מרכזיות המגדירות אותם: .1תאי גזע יכולים להתחלק ולהתחדש לאורך זמן ממושך.לעומת תאים אחרים שיכולים לעשות מספר מוגבל של חלוקות. .2תאי גזע לא עברו תהליך התמיינות ולכן לא יכולים לבצע תפקודים ספציפיים בגוף.לעומת תאי עצב למשל שיכולים להוליך אותות חשמליים או תאי שריר שיכולים להתכווץ ולהתרפות. .3לתאי גזע פוטנציאל להתמיין למגוון רחב של תאים (תלוי בסוג תאי הגזע – נדון בזה בהמשך). איך בכלל נזהה תאי גזע? את תאי הגזע אפשר לזהות במבחנה ( = In vitroבתוך זכוכית) בעזרת שיטות שבודקות את יכולת התאים להתמיין ולשכפל את עצמם.עם זאת, שיטה זו לא בהכרח תצליח לנבא את התנהגות התאים בגוף החי (= In vivo בתוך החי) בגלל השפעת התנאים הסביבתיים על התנהגות התא. בנוסף ,ניתן לזהות תאי גזע גם לפי סממנים על גבי קרום התא. את תאי הגזע ניתן למיין על פי שני קריטריונים שונים: .1מקור תאי הגזע. .2פוטנציאל ההתמיינות של תאי הגזע. 1 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה נתחיל מהחלוקה לפי מקור תאי הגזע: .1תאי גזע עובריים. כל גבר ואישה נוצרים מתא בודד שנקרא זיגוטה – תא ביצית שעבר הפריה של תא גזע.הזיגוטה היא למעשה תא גזע בעל היכולת להתמיין לכל תא בגוף האדם. לאחר מספר חלוקות הזיגוטה יכולה להיקרא מורולה בעלת פוטנציאל התמיינות זהה לזיגוטה. דוגמא לפוטנציאל ההתמיינות של הזיגוטה והמורולה הוא המקרה בו, מסיבה מסויימת ,המורולה תתפצל לשני צברי תאים שונים.במקרה כזה יתפתחו תאומים זהים.זאת הסיבה שדווקא את המורולה ננסה להפיק ולהשתמש בה במעבדה במטרה לייצר מגוון רחב של תאים.את המורולה נשיג בדרך כלל מביצית שעברה הפריה חוץ גופית ( )IVFוהוחלט לא להשתמש בה. לבסוף ,המורולה שמורכבת ממספר מצומצם של תאים זהים ,תתפתח תות 4-5ימים מהפריית הביצית לבלסטוציסט – צבר תאי גזע עובריים שמורכב משני חלקים: מסת התאים הפנימית ( )ICM – Inner cell massשתתפתח לעובר. מעטפת תאי גזע שנקראים טרופובלסט שיתפתח בעתיד לשליה. .2תאי גזע באדם הבוגר. בחיינו הבוגרים תאי הגזע משמשים בעיקר לתחזוקה ולתיקון תאים ורקמות בגוף. רוב תאי הגזע באדם הבוגר יכולים להתמיין למגוון של תאים שהוא קטן מפוטנציאל ההתמיינות של תאי גזע עובריים.לאור עובדה זו תאים אלו פחות שימושיים להנדסה בתנאי מעבדה. תאי גזע באדם הבוגר הם מקור פוטנציאלי להתפתחות גידול סרטני. ככלל ,נוכחות וכמות תאי הגזע באיבר מסויים באדם הבוגר קשור באופן ישיר לכמות התחלופה והתמותה של תאים ברקמות השונות. 2 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה כך לדוגמה ,יהיה הבדל בין כמות תאי הגזע בתאי השיער או במערכת העיכול ,בהם קצב התמותה ,התחלופה והצמיחה גבוה, לעומת אזורים כמו המוח בהם התחלופה פחותה משמעותית. הערת שוליים – כימותרפיה גורמת לתמותה של תאים מתחלקים.לכן ,את תסמיני הלוואי של כימותרפיה ,ניתן לראות בקלות רבה יותר ברקמות בהן יש תחלופה, תמותה וצמיחה רבים יותר.לדוגמה ,תאי השיער שצומחים בקצב מהיר יחסית יושפעו במהירות והשיער יתחיל לנשור. .3תאי גזע שהופקו במעבדה מתאים שעברו תהליך התמיינות.נרחיב עליהם בסיכום הבא. נמשיך לחלוקה על פי פוטנציאל התמיינות: לכל תא גזע היכולת להתמיין למספר מסויים של תאים.את תאי הגזע ניתן לחלק לפי קריטריון זה באופן הבא – Totipotencyהיכולת להתמיין לכל תאי הגוף והשליה.תאי הגזע .1 העובריים ,עד שלב המורולה וכולל ,בעלי פוטנציאל התמיינות זה. – Pluripotencyהיכולת להתמיין לכל תאי הגוף מלבד השליה.תאי .2 הגזע המסה התאית הפנימית בבלסטוציסט. – Multipotencyהיכולת להתמיין למגוון תאי גוף המגיעים ממשפחת .3 תאים דומים.תאי גזע במח העצם יכולים להתמיין למגוון תאי דם. – Oligopotencyהיכולת להתמיין לתאים מסויימים. .4 – Unipotencyהיכולת להתמיין לתא אחד בלבד. .5 3 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה סיכום שיעור שני – המשך תאי גזע ,פרוליפרציה ,התמיינות ומחזור התא בשיעור הקודם דנו על שני מקורות שונים של תאי גזע ועל פוטנציאל ההתמיינות שלהם.עכשיו ,נדבר על המקור השלישי של תאי גזע והוא תאי גזע המופקים במעבדה. Induced pluripotent stem cells תאי גזע מופקים במעבדה על פי השיטה הכללית הבאה: ראשית ,נשיג רקמת תאים ממויינים מאדם בוגר (תאי עור, שיער ,רוק ואפילו שתן) עליהם נבצע תהליך הנדסה גנטית שיגרום לתהליך ההפוך מהתמיינות.התא הבוגר יהפוך חזרה לתא גזע בעלי פונטציאל התמיינות ( Pluripotencyתא שיכול להתמיין לכל התאים השונים באדם הבוגר).זהו יתרון משמעותי על תאי הגזע הקיימים בגופנו באופן טבעי מכיוון שבאדם הבוגר אין תאי גזע עם פוטנציאל התמיינות גדול כל כך.יתרון חשוב נוסף לשימוש בתאי גזע הוא היכולת שלהם לשרוד בתנאי מעבדה.תאים ממויינים לא יכולים לשרוד זמן רב בתנאי מעבדה ,בעוד שתאי גזע מסוגלים וזה מאפשר שימוש בהם לתקופת זמן ממושכת. תאי הגזע שהפקדנו במעבדה ישמשו אותנו לשלוש מטרות מרכזיות: .1אפיון מחלות – במקרים מסוימים נוכל להשתמש בתאי גזע שהופקו במעבדה לחקירת מחלות שונות על ידי גרימת התמיינות לתאי גוף ספציפיים. לדוגמה – במידה ונרצה לחקור תאי מוח של אדם אוטיסט נוכל להשתמש בתאי עור שלו ,להפיק מהם תאי גזע במעבדה ,ואז להעביר אותם תהליך התמיינות לתאי עצב.כך נקבל תאי עצב זהים לתאי העצב של האדם האוטיסט ולחקור את המבנה הייחודי שלהם. .2בדיקת תרופות – בעזרת רקמת תאי גזע שהפקנו במעבדה נוכל לבצע בדיקה של השפעת תרופות מסוימות על סוגי תאים שונים בגופנו. 4 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה לדוגמה – אם נרצה לבחון את השפעת תרופה מסוימת על תאי שריר הלב ,נוכל להפיק בעזרת השיטה שדיברנו עליה תאים של שריר הלב ולבחון את התגובה של התאים לתרופה. .3טיפול בעזרת תאי גזע – ישנן מחלות והפרעות הנגרמות לאור בעיה גנטית בתאי גזע מסוימים בגוף.במקרים כאלו נוכל.לאחר הפקת תאי גזע בריאים במעבדה ,להחליף את תאי הגזע הגורמים למחלה בתאי גזע בריאים. לדוגמה – כדי לטפל באנמיה חרמשית ,הנגרמת מהפרעה גנטית בתאי הגזע במח העצם ,נוכל (באופן תיאורטי) להשתיל רקמת תאי גזע בריאה במח העצם ולרפא את המחלה. אחרי שסיימנו לדבר על תאי הגזע והמקורות השונים שלהם ,נחזור למקור כל תאי הגזע – הזיגוטה. כדי שגוף האדם יוכל להתפתח מתא אחד צריכים להתבצע שני תהליכים שונים – פרוליפרציה והתמיינות. פרוליפרציה – גידול במספר תאים כתוצאה של תהליך שכפול התא.החל משלב הזיגוטה ועד שלב המורולה (כולל) מתקיים רק תהליך של פרולפרציה עד המעבר לבלסטוציסט. תהליך החלוקה התאית מורכב מ 4-שלבים מרכזיים בהם נתמקד: .1שלב – G1שלב הגדילה הראשון בו מתבצע שכפול של האברונים בתא (מלבד גרעין התא והכרומוזומים).בשלב זה נפח התא גדל וכמות הציטופלסמה והחלבונים בתא גדלים. .2שלב – Sשלב סינתזת ה DNA-בתא.מכיוון ששני תאי הבת שיווצרו בתהליך החלוקה זקוקים לסט שלם של כרומוזומים ,התא נדרש לבצע שכפול של ה DNA-שבגרעין וזה מתרחש בשלב ה.S-מכיוון ששכפול ה- DNAהוא תהליך תובעני לתא ,הקצב של שאר התהליכים התאיים מואט. .3שלב – G2שלב הגדילה השני בו עיקר העיסוק של התא הוא בשיקום ותיקון טעויות שבוצעו לאורך התהליך כולו ואיסוף חומרים (כמו חלבונים) בהכנה לשלב החלוקה הסופי. שלושת השלבים הראשונים יכולים להיקרא ביחד – אינטרפאזה. 5 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה .4שלב – Mשלב החלוקה של תא אחד לשני תאים.שלב זה מחולק ל 5-תתי שלבים אך אנחנו נדבר על שניים מתוכם.הראשון הוא שלב המיטוזה שהוא השלב בו גרעין התא מתחלק ובסוף התהליך מתקבלים שני גרעינים נפרדים המכילים DNAנפרד אך זהה בכל גרעין. השלב השני הוא שלב הציטוקינזה בו הציטופלסמה ,ביחד עם כל שאר האברונים בתא ,מתחלקים וקרום התא נסגר ומפריד את שני תאי הבת זה מזה. בתהליך החלוקה התאית ישנם שני שלבים בהם התא מבצע תהליכי בקרה שנועדו למצוא ולתקן טעויות – מחסום G1-Sומחסום .G2-Mלא נדון בתהליכים הספציפיים שמתרחשים בכל אחד מהמחסומים הללו, אלא רק נזכור שבמעבר בין אותם שלבים מבוצעת בקרה כלשהי לתהליך החלוקה, שרק לאחר סיום הבדיקה התא יכול להמשיך לשלב הבא. נעבור לדבר על תהליך ההתמיינות: התמיינות התא היא תהליך בו תא אחד משתנה והופך לתא בעל תפקיד מוגדר יותר ,בעל תכונות ומבנה המשמשים אותו לתפקיד זה. תא גזע יעבור התמיינות לתא פרוגניטור ,שיעבור התמיינות לתא פריקורסר ,שיעבור התמיינות לתא המוגדר הסופי.כמובן שזהו כלל אצבע וישנן יוצאים מן הכלל. כחלק מתהליך ההתמיינות חלוקת התאים יכולה להיות סימטרית ,בו שני תאי הבת שנוצרים יהיו בעלי תפקוד זהה ,או אסימטרית ,בו לכל אחד מתאי הבת יהיה גורל שונה.דוגמה לחלוקת תאים סימטרית תהיה התחלקות תאי הזיגוטה עד לשלב המורולה.דוגמה לחלוקת תאים אסימטרית תהיה המעבר בין המורולה לבלסטוציסט – חלק מתאי המורולה (שזהים זה לזה) יבצעו תהליך חלוקה שבסופו נקבל תא בת המיועד למעטפת הבלסטוציסט ותא בת המיועד למסה התאית הפנימית (.)ICM 6 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה לסוף תהליך ההתמיינות של תא מסוים ניתן שם מיוחד – התמיינות סופית. כאשר תא עובר התמיינות סופית הוא יוצא ממעגל החלוקה התאית (שלב שנקרא )G0ולא עובר חלוקה או התמיינות נוספים. אבל מה ההבדל בין כל סוג תאים בתרשים? ככלל ,ככל שתהליך ההתמיינות מתקדם יותר ,כך היכולת להתחלק ופוטנציאל ההתמיינות קטנים ,כפי שניתן לראות בטבלה הבאה: תא פריקוסר תא פרוגניטור תא גזע שם (בלסט) אינסופית/חלוקות מספר מוגבל של מספר חלוקות יכולת חלוקה מועט חלוקות רבות מגוון מצומצם או סוג תא אחד מגוון רחב של פוטנציאל תא אחד תאים התמיינות תהליכי הפרוליפרציה וההתמיינות הם חלק מרכזי גם מחיינו הבוגרים. למעשה ,החל משלבי חיינו הראשונים תהליכי הפרוליפרציה וההתמיינות הופכים את התא הבודד שכולנו מתחילים ממנו ,הזיגוטה ,והופכים אותו 7 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה לאדם הבוגר המורכב ממספר תאים בלתי נתפס המחולק על פני מאות רקמות שונות בגוף.גם בהגעתנו לשלב הבגרות תהליכים אלו ממשיכים ללא הרף ברקמ ות תאי הגזע השונות בגופנו כחלק מתהליכי הצמיחה והתחלופה התאית. אבל האם יש לנו דרך לדעת על תא מסוים באיזה שלב התמיינות הוא נמצא? התשובה היא שלא בדיוק ,אבל אנחנו כן יודעים כמה כללים חשובים שיעזרו לנו להבין (בערך) מה תהליך החלוקה של תא מסוים: .1תא גזע יעבור התמיינות לתא פרוגניטור ,שיעבור התמיינות לתא פריקורסר (בלסט) ,שיעבור התמיינות לתא הסופי.לפעמים תא פרוגניטור או תא פריקורסר יהיו חסרים בשרשרת ,אבל הסדר לא ישתנה. .2יכולת החלוקה של התא ופוטנציאל ההתמיינות קטנים עם המעבר בין סוגי התאים. .3כאשר נראה את השמות המדעיים של תאים נדע שתאים הנגמרים בסיומת blastיקדימו תאים הנגמרים בסיומת .cyte\kytos כדי להמחיש את הכללים הללו אפשר להעמיק בתרשים המתאר את תהליך ההתמיינות של תאי הדם השונים: הנושא האחרון שנזכיר בסיכום הזה יהיה הבלסטומה – סוג של גידול סרטני שמוצאו מתאי פריקורסר ,הנקראים גם בלסט.בלסטומה נפוצה יותר בקרב ילדים. הסיומת בלסטומה ( )blastomaמעידה על גידול שמקורו בתאי פריקורסר והיא משמשת במגוון מחלות ממאירות כמו נפרובלסטומה (גידול בכליות), נוירובלסטומה (גידול במערכת העצבים) ,אוסטאובלסטומה (גידול בעצמות) ורטינובלסטומה (גידול ברשתית העין). 8 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה סיכום שיעור שלישי – מנגנוני בקרה לפרוליפרציה ,התמיינות ומחזור התא בשיעור הקודם דיברנו על שלושה תהליכים – פרוליפרציה ,התמיינות וחלוקה תאית.שלושת התהליכים האלה מהווים תשתית להתפתחות של הזיגוטה לעובר ומשם לאדם הבוגר. אבל איך שלושה תהליכים כאלה מצליחים להפוך את הזיגוטה למערכת המורכבת שנקראת גוף האדם? מן הסתם ,ישנם מנגנוני בקרה ורגולציה לכל התהליכים הללו.בואו נדבר עליהם. הזכרנו כבר את שתי נקודות הבקרה במחזור התא ונעשה עליהן רענון קצר: .1נקודת בקרה בין שלב G1לשלב – Sלפני המעבר לשלב הסינתזה בו משוכפל ה DNA-בתא מופעלים מנגנוני בקרה שיכולים להביא לאחת ממספר תוצאות. הראשונה ,במידה והכל תקין ,היא להמשיך לשלב הסינתזה.השנייה היא להישאר בשלב G1ולעכב את המעבר לשלב הסינתזה.האפשרות השלישית היא לעבור לשלב המכונה G0שהוא למעשה יציאת התא מתהליכי החלוקה התאית.רובם המוחלט של תאי האדם הבוגר נמצאים בכל רגע נתון בשלב G0ואינם מתחלקים.האפשרות האחרונה, במקרה של תקלה בלתי ניתנת לתיקון ב DNA-של התא ,היא אפופטוזיס – מוות מתוכנן של התא. נקודת הבקרה הראשונה היא השלב בו התא "מחליט" להיכנס למחזור החלוקה התאית. .2נקודת בקרה בין שלב G2לשלב – Mלאחר סיום שלב הסינתזה ,במהלך שלב G2ישנם מנגנוני בקרה נוספים.בסיום שלב הבקרה הזה ,במקרה והכל תקין ,התא יחל את תהליך המיטוזה ולמעשה יסיים את חלוקתו.כמו כן ,במידת הצורך התא יכול לעכב את המעבר לשלב המיטוזה ,או במקרים של נזק בלתי ניתן לתיקון ב DNA-לבצע אפופטוזיס. נקודת הבקרה השנייה היא השלב בו התא "מחליט" לחלק את המטען הגנטי שלו לשתיים ולאפס את מחזור התא חזרה לתחילת האינטרפאזה. במצב התקין ,קיים איזון בין תהליכי הפרוליפרציה וההתמיינות שמספקים תאים חדשים כתחלופה לתמותת תאים שגרתית.אבל ,במידה ואין באפשרות התא למנוע חלוקה או לבצע אפופטוזיס ,יכולה להתקיים חלוקה בלתי מבוקרת של התאים.זהו המנגנון הבסיסי להיווצרות גידול סרטני בגוף האדם. 9 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה תהליכי הבקרה הפנימיים על החלוקה התאית חשובים ,אבל לא מספקים את התמונה השלמה.בלי גורם חיצוני שינחה את התא להתחלק או להתמיין לתא אחר ,אין לתא את כל המידע הנדרש. אנחנו נתמקד בשלושה גורמים חוץ-תאיים שמבצעים רגולציה על תהליכי הפרוליפרציה – פקטורי גדילה (שחלקם הורמונים) ,הורמונים (שחלקם פקטורי גדילה) ומורפוגנים (שחלקם פקטורי גדילה).כפי שניתן להבין כל שלושת הקבוצות קרובות ודומות זו לזו ואנחנו לא נעמיק בהבדלים ביניהן ,אלא רק נזכור אותן. פקטורי הגדילה הם הרגולטרים המרכזיים שנדבר עליהם.פקטורי הגדילה הם קבוצה של חלבונים שמעודדים חלוקה וגדילה של רקמות – הם מעוררים פרוליפרציה ,ריפוי פצעים ולעיתים גם תהליכי התמיינות תאית. אבל הפרוליפרציה היא רק חלק מהמשוואה.אם נשוב למקרה של הזיגוטה והתפתחותה ,עד שלב המורולה אין צורך בהתמיינות (כל התאים זהים).עם זאת ,במעבר בין שלב המורולה לבלסטוציסט נדרשת התמיינות (חלוקה לתאים שונים).איך כל תא יודע למה הוא אמור להתמיין? איך ,למשל ,בהתפתחות העוברית של כולנו האף נוצר בדיוק באותו מקום? למה הוא לא נוצר אצל חלק מאיתנו על הלחי או בכלל על הכתף? מה שומר על מיקומו הקבוע בגוף? המנגנון הראשון שנדבר עליו בנושא הרגולציה על תהליך ההתמיינות הוא המורפוגנים וה.Organizer cells- – Organizersתאים מיוחדים שיכולים להנחות תהליכי התמיינות של תאי גזע עובריים. נשתמש בדוגמה שממחישה את יכולתם של התאים הללו להנחות התמיינות של תאים שכנים.בניסוי על ציפורים חתכו רקמה של תאי ,MHOששמם המלא הוא Mid-Hindbrain ,Organizer cellsוהשתילו אותה בשני חלקים שונים במוחה של ציפור שנייה.תאי MHOגרמו לתאי הגזע שסביבם להתמיין לשני סוגי התאים Midbrain ,או ,Hindbrainכפי שמוצג באיור הבא. 10 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה למעשה ,נמצא כי תאי MHOהם התאים שאחראיים על התפתחות שני חלקי המוח השונים. מה מנגנון הפעולה שלהם? תאי Organizerמספקים לתאים שסביבם מידע על המיקום היחסי שלהם בגוף וכך מנחים את תהליך ההתמיינות של התאים (למשל ,ברגע שתאים מסוימים קיבלו את המידע שהם נמצאים במיקום היחסי של האף ,הם יתמיינו ויצרו את האף שלנו).מסירת המידע הזה מתבצעת על ידי הפרשת מורפוגנים. המורפוגנים (שהם חלבונים לרוב) יכולים להנחות תאים לאיזה סוג של תא להתמיין על פי הריכוז שלהם ברקמה. לדוגמה – בתרשים ניתן לראות כיצד ריכוזם של המורפוגנים (שהופרשו מתאי )Organizerיורד ככל שהמרחק אותו הם צריכים לעבור בדיפוזיה גדל. לפי הריכוז של המורפוגן כל תא בסביבה יודע לאיזה תא הוא אמור להתמיין. למשל ,התאים המרוחקים ביותר יודעים שעליהם להתמיין לתאים לבנים בגלל חוסר הנוכחות של המורפוגן בסביבתם והתאים הקרובים ביותר יודעים שעליהם להתמיין לתאים אפורים בגלל הריכוז הגבוה של המורפוגן בסביבתם. מלבד תפקידם בתהליכי הפרוליפרציה וההתמיינות בתאי הגזע העובריים, המורפוגנים הכרחיים לתהליכי ההנדסה גנטית שבעזרתם יוצרים במעבדה ,iPSCsוגם מהווים מרכיב חשוב בהתפתחות גידולים סרטניים בגוף. להלן תרשים נוסף שיעזור לנו להבין את דרך הפעולה של המורפוגנים.כפי שניתן לראות בתרשים הם מופרשים ממקור אחד (תאי )Organizerוריכוזם יורד ככל שהמרחק מהמקור שלהם גדל.לפי הריכוז השונה של המורפוגן התאים יתמיינו בצורה שונה וייצרו תאים אחרים (המסומנים בצבעים שונים).תאי ה,Organizer- לא יתמיינו בעצמם לאותם התאים.הם קיימים רק בשלבי ההתפתחות של העובר ונעלמים אחרי שאין בהם צורך. 11 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה כמו שניתן לראות מהגרף ,ישנן נקודות מעבר שביניהן ריכוז המורפוגן יגרום להתמיינות של תאים מסוג מסוים. אך אחרי שריכוז המורפוגן יעבור את אחת מנקודת המעבר ,גם תהליך ההתמיינות העתידי של התא משתנה. חשוב כמובן לזכור שהתהליך הזה קורה במרחב תלת- מימדי כפי שהתרשים מצד שמאל ממחיש עבורנו. אבל אם ה Organizer cells-קיימים רק אצל עוברים ,כל מנגנון ההתמיינות שדיברנו עליו תקף רק עבור תאי הגזע העובריים.אז מה קורה עם תאי הגזע של האדם הבוגר? תאי הגזע של האדם הבוגר נמצאים באזורי גומחות (או נישות) תאי הגזע. באזור זה תאי הגזע שוכנים בהמתנה (מצב שקט שנקרא Quiescenceועוד נחזור לדבר עליו שוב בהמשך הסיכום) עד שמועבר מסר ,מרקמת הגומחה, לעבור פרוליפרציה או התמיינות.המסר הזה יועבר על ידי הפרשת פקטורי גדילה או מורפוגנים. עכשיו אנחנו מבינים בצורה טובה יותר את תהליכי החלוקה והתמיינות של תאי הגזע העובריים וגם תאי הגזע של האדם הבוגר.אבל כמו בכל תחום אחר בחיינו ,יש מחיר להחלטות שלנו. התמיינות וחלוקה של תאי גזע גורמים לתופעה של הזדקנות הרקמה שנקראת גם .Senescenceתאים שהזדקנו מצטברים ברקמה עם השנים וגורמים להפרעות שונות שקשורות לזקנה.עם זאת ,לתופעת 12 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה Senescenceיש גם יתרון – היא יכולה לעצור את תהליך הפרוליפרציה של תאים שעלולים להפוך לתאי סרטן ,מכיוון שתא שהגיע לשלב הזה לא יכול להתחלק יותר. לצד כל שלבי החלוקה התאית הזכרנו גם את השלב שמכונה ,G0השלב שהוא למעשה יציאה של התא ממחזור החלוקה התאית. ישנן שלוש אפשרויות של תא לעבור לשלב :G0 – Senescence.1הזדקנות תא גזע יכולה לגרום ליציאה שלו ממחזור החלוקה כפי שהזכרנו.אחרי שתא הגיע לשלב Senescenceאין לו אפשרות לחזור לשלב G1ולהמשיך להתחלק. .2התמיינות סופית של התא – תאים שהגיעו לשלב ההתמיינות הסופי שלהם יכנסו לשלב G0ויפסיקו להתחלק.דוגמה בולטת לכך היא תאי העצב. על אף האמור לעיל ,בעזרת תהליכי הנדסה גנטית מתאימים אפשר לייצר תאי גזע במעבדה ,מתאים שסיימו להתמיין ,ולהשיב להם את יכולתם להתחלק (.)iPSCS – Quiescence.3תאי הגזע השוכנים בתוך גומחת תאי הגזע נמצאים במצב הזה ,שהוא למעשה הפסקה של החלוקה וכניסה לשלב .G0לעומת שתי הסיבות הקודמות ,תאי גזע שקטים משמרים את יכולתם להתחלק ולכן ישובו להתמיין במידה ויתקבל המסר לעשות זאת. לדוגמה – במקרה של פציעה תאי גזע שקטים יעברו התמיינות כדי לרפא את הרקמה שבה הם שוכנים. ל Stem cell quiescence-יש יתרון מרכזי שהוא דחיית הזדקנות התא על ידי צמצום הפגיעה הנגרמת ל DNA-במהלך מחזור חיי התא.עם זאת, יכולתה של הרקמה לרפא את עצמה מואטת כאשר תאי הגזע נמצאים במצב .Quiescence 13 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה סיכום שיעור רביעי – מערכת הרבייה והשבועיים הראשונים בהתפתחות העובר בשיעור הקודם למדנו על הרגולציה של תהליכי הפרוליפרציה וההתמיינות של תאי הגזע העובריים ושל תאי הגזע באדם הבוגר.עכשיו כשהכנו את הקרקע אפשר להתחיל את הנושא שלשמו התכנסנו – התפתחות העובר. נתחיל ממבט על מערכת הרבייה ועל תהליך ההיריון הכללי.אחר כך נעמיק ונדבר על שני השבועות הראשונים בחיי העובר ולבסוף נזכיר הפרעות שיכולות לקרות בשלבים הללו. לפני שבכלל נדבר על העובר ,ניקח צעד אחורה במסלול חייו ונבין מאיפה הגיע החומר הגנטי הייחודי שלו. גונדות – איברי הרבייה שמייצרים ומאחסנים את תאי הרבייה שלנו. מלבד תפקיד זה ,הגונדות מוגדרות גם כאיברים אנדוקריניים שמפרישים את הורמוני המין. אצל הגברים מדובר באשכים שמייצרים ומאחסנים את הזרע ( ,)Spermובנוסף מפרישים טסטוסטרון.אצל הנקבות מדובר בשחלות שמייצרות ומאחסנות את הביציות ( ,)Oocytesובנוסף מפרישות אסטרוגן ופרוגסטרון. ה DNA-האנושי מחולק ל 23-זוגות של כרומוזומים.רוב תאי הגוף שלנו (בין אם מדובר בתאי גזע ובין אם בתאים סומטיים) מכילים את הDNA- בשלמותו (סט שלם של 23זוגות כרומוזומים) ונקראים תאים דיפלואידים. לעומת זאת ,תאי הרבייה ( )Germ cellsהם תאים הפלואידים (תאים המכילים רק סט אחד של כרומוזומים ,כרומוזום אחד מכל זוג) ,ולכן רק שילוב של שני תאי רבייה יכול ליצור עובר אנושי בריא. תחת ענף האמבריולוגיה תקופת ההיריון נספרת ומתחילה החל מהפריית הביצית (מפגש של שני תאים הפלואידים) ונמשכת כ 38-שבועות.את תקופת ההיריון נהוג לחלק לשלושה חלקים -טרימסטרים. חלוקה נוספת שחשוב להתייחס אליה היא החלוקה בין השלב האמבריוני לשלב הפיטאלי - השלב האמבריוני (בין השבוע ה 2-לסוף השבוע ה )8-מאופיין בפרוליפרציה רבה ,תחילת ההתמיינות ויצירת הבסיס לאיברים 14 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה העתידיים של העובר (באנגלית ראשית האיברים הללו נקראת .)Primordiumבשלב הזה העובר מכונה .Embryo השלב הפיטאלי (שתחילתו היא בשבוע ה )9-מאופיין בגדילה של העובר ושכלול של האיברים הפרימורדיאליים.בשלב זה העובר מכונה .Fetus עכשיו אנחנו מוכנים לדבר על השבוע הראשון – מהפריה ועד השרשה. בערך באמצע המחזור החודשי מתחיל הביוץ – הפרשה של ביצית מאחת השחלות אל החצוצרה.ההפריה תתרחש בדר"כ תוך 24שעות מרגע הביוץ ,שכן אורך החיים הממוצע של הביצית הוא בין 12-24שעות מרגע הביוץ.נזכיר שלעומת הביצית אורך החיים של הזרע בתוך מערכת הרבייה הנשית הוא בין 3-5ימים בממוצע. החל מרגע ההפריה הזיגוטה (ביצית שעברה הפריה) תנוע אל כיוון הרחם ותעבור פרוליפרציה.צבר התאים הראשון מוקף במעטפת שנקראת זונה פלוסידה ,כאשר כל התאים בתוכה נקראים בלסטומרים.הבלסטומרים עוברים חלוקה תאית אך קטנים עם כל חלוקה ,כך שצבר התאים כולו לא משנה את גודלו. בהגעה לשלב המורולה מתחיל להיכנס נוזל אל תוך המורולה והתאים מתחילים להסתדר במבנה האופייני של הInner cell( ICM- )massשמורכב מתאים אמבריובלסטים שיתמיינו לכל רקמות העובר, והטרופובלסטים ( )Trophoblastשיתמיינו לרקמת השליה. בסוף השבוע הראשון הבלסטוציסט בוקע מהזונה פלוסידה ומתחיל את תהליך ההשתרשות שלו ברירית הרחם – רקמה מיוחדת שמרפדת את פנים הרחם.רירית הרחם גדלה בהשפעת ההורמון אסטרוגן ,עד תחילת ההפרשה של ההורמון פרוגסטרון 15 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה מהגופיף הצהוב (מעטפת חיצונית של הביצית שעברה הפריה.המעטפת נשארת בתוך השחלה ומפרישה את הורמון הפרוגסטרון).במידה ולא התקיימה הפריה של הביצית ,הגופיף הצהוב יתנוון ויהפוך לגופיף לבן, רירית הרחם תפסיק לגדול ותופרש החוצה בווסת.לעומת זאת ,במידה והביצית עברה הפריה והושרשה ברירית הרחם תאי העובר יפרישו הורמון שנקרא Human chorionic( hCG )gonadotropinוישמרו את הגופיף הצהוב בתפקוד למשך הטרימסטר הראשון של ההיריון.כתוצאה מכך ,הפרשת האסטרוגן והפרוגסטרון תמשיך ותאפשר את התקדמות ההיריון.הורמון זה ניתן לזיהוי בדם החל מהיום ה8- ובשתן החל מהיום ה( 10-כך למעשה עובדת בדיקת ההיריון הביתית). Implantation עכשיו הגענו לשבוע השני.בשבוע הזה תהליך ההשרשה ברירית הרחם ממשיך ,הטרופובלסטים מתחילים את ההתפתחות שלהם לתאי השליה והאמבריובלסטים מתחילים להתפתח לשתי שכבות נפרדות. אחרי שבערך ביום השישי החל תהליך ההשרשה ,בשבוע הזה אנחנו נתחיל לראות התמיינות של רקמות שונות.תאי טרופובלסט ()Trophoblast מתחילים תהליך התמיינות לרקמה שנקראת ,Syncytiotrophoblastשהם למעשה תאים "פולשים" אל תוך רירית הרחם (.)Endometriumאלו הם התאים המפרישים את הורמון hCGשהזכרנו קודם.הטרופובלסטים יתמיינו לתאים נוספים שנקראים Cytotrophoblastשמשחקים תפקיד בהזנה של העובר כפי שנראה בהמשך. 16 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה בזום אין ,נראה את ההתמיינות בצורה טובה יותר.האמבריובלסטים מתחלקים לשתי רקמות שונות שנקראות Epiblastו- Hypoblastשיוצרים שני חללים חשובים שנלמד עליהם בהרצאות נוספות בעתיד. במהלך הימים הבאים תאי Syncytiotrophoblastימשיכו לפלוש לתוך רירית הרחם ,וייצרו חללים שלתוכם יכנס הדם של האם שישמש להזנת העובר המתפתח.כמו כן ,תאי Cytotrophoblastימשיכו להתחלק ולהשתכפל והם יהפכו לרקמת תאי גזע. 17 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה הפרעה קטלנית שיכולה לקרות בשלבים אלו של ההיריון קשורים למיקום בו הזיגוטה מושרשת. היריון חוץ רחמי ( )Ectopic pregnancy/implantationהוא מצב בו הבלסטוציסט מושרש ומתחיל להתפתח מחוץ לחלל הרחם ,לרוב (כ90%- מהמקרים) בתוך החצוצרות.היריון חוץ רחמי יכול לגרום לקרע של החצוצרות וכתוצאה מכך לדימום פנימי ואף לתמותה של האם. 18 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה סיכום שיעור חמישי – גסטרולציה ונוירולציה בשיעור האחרון למדנו על מערכת הרבייה ועל השבועיים הראשונים בחייו של העובר.היום נלמד על השבוע השלישי שכולל את תהליך הגסטרולציה והתפתחות מערכת העצבים. גסטרולציה היא תהליך ההתארגנות של הבלסטולה למבנה תלת-שכבתי ( )Trilaminarשנקרא גסטרולה.שלושת השכבות נוצרות מתאי האפיבלסט. תאי האפיבלסט מתרחקים משכבת ההיפובלסט.כתוצאה מכך, נוצר חלל ריק בתהליך שנקרא Invaginationונוצרות שכבות הגסטרולה.בואו נראה את התהליך הזה בחלוקה לשלבים: התחלקות שכבת האפיבלסט חלל ריק חלק מתאי האפיבלסט נודדים כלפי שכבת ההיפובלסט ומחליפים את תאי ההיפובלסט.תאים אלו מתמיינים לתאי האנדודרם. תאי אפיבלסט נעים לכיוון שכבת ההיפובלסט ומחליפים אותם 19 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה חלק מתאי האפיבלסט נודדים אל החלל הריק שנוצר והופכים לתאי מזודרם. תאי אפיבלסט מתמיינים לתאי מזודרם בסוף תהליך הגסטורלציה מתקבל המבנה התלת-שכבתי של הגסטרולה. תאי אפיבלסט שלא נדדו יתמיינו לתאי אקטודרם. אקטודרם מזודרם אנדודרם בחלוקה התקבלו סה"כ שלוש שכבות שנקראות האנדודרם (אנדו=בפנים), המזודרם (מזו=ביניים או אמצע) והאקטודרם (אקטו=חיצוני).שכבות הגסטרולה הן הבסיס להתמיינות של כל מערכות הגוף על פי החלוקה הבאה: .1אקטודרם ( – )Ectodermהשכבה החיצונית של גוף האדם שמקיפה את כל שאר המערכות.כוללת ,בין היתר ,את שכבות העור ואת מערכת העצבים (עליה נדון בהמשך הסיכום). .2מזודרם ( – )Mesodermהשכבה האמצעית של גוף האדם.כוללת ,בין היתר ,את מערכת השרירים והשלד ,מערכת הדם והלב ואת רקמות החיבור (עובדה שחשוב לזכור להמשך). 20 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה .3אנדודרם ( – )Endodermהשכבה הפנימית של גוף האדם.כוללת את המערכות הפנימיות של הגוף שבאות במגע עם הסביבה החיצונית.למשל המעי הדק והמעי הגס ,הקיבה והריאות. הכל טוב ויפה.התהליך נשמע הגיוני ואולי אפילו אינטואיטיבי בשביל ברי המזל שבינינו.אבל לא ברור כל כך מתי התאים קיבלו את היכולת לנוע בכזאת חופשיות ממקום למקום.בואו נדבר על זה. מזנכימה – רקמת חיבור עוברית המורכבת מתאים מזנכימלים.תאים אלו מגיעים לרוב משכבת המזודרם אותה הזכרנו ,אך ניתן למצוא את התאים הללו גם אצל האדם הבוגר ברקמות תאי הגזע במח העצם ,ברקמת שריר וברקמת השומן. העובדה החשובה ביותר מבחינתנו היא יכולתם של התאים המזנכימלים לנוע בעזרת תנועה אמבואידית. תאים מזנכימלים נוצרים בתהליך שנקרא Epithelial to( EMT )mesenchymal transitionשהוא למעשה תהליך מעבר של תאי אפיתל לתאים מזנכימלים. אם נחזור לתהליך הגסטרולציה ,עכשיו אנחנו יכולים להבין את התנועה של תאי האפיבלסט.הם עוברים תהליך EMTומשתנים לתאים מזנכימלים.זה מקנה להם את היכולת לנוע למיקומם העתידי ולעבור תהליך MET (תהליך הפוך שבסופו מתקבלים תאי אפיתל) ולהתקבע במקומם. 21 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה קיימים תהליכים חשובים נוספים בהם תהליך EMTמשחק תפקיד מרכזי.הראשון מביניהם הוא ריפוי פצעים בו תאי אפיתל עוברים תהליך ,EMTנודדים למקום הפצע ושם עוברים תהליך METומתקבעים במקומם. התהליך השני הוא בהתפשטות גידול סרטני.תאי הסרטן עוברים תהליך EMTויכולים לנוע ברחבי הגוף כגרורות. בזאת מסתכם המעבר שלנו על תהליך הגסטרולציה.עכשיו אנחנו יכולים להתחיל לדבר על בניית המערכות השונות של העובר ,ונתחיל ממערכת העצבים בתהליך הנוירולציה – יצירת צינור העצבים (,)Neural tube שהוא המבנה הראשוני של מערכת העצבים. בשלב הראשון ,נוצר שקע בשכבת האנדודרם שמתקפל אל תוך שכבת המזודרם וגורם ליצירה של הנוטוכורד (מיתר הגב) מתאי שכבת המזודרם. הנוטוכורד מפריש מורפוגנים ומשפיע על כיוון הגדילה של רקמות העובר. אקטודרם משטח נוטוכורד מזודרם אנדודרם תהליך קיפול הנוטוכורד 22 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה נוטוכורד בשלב השני ,אחרי שיצירת הנוטוכורד הושלמה ,מתחיל תהליך יצירת צינור העצבים.בדיוק מעל הנוטוכורד ,מתחיל קיפול של שכבת האקטודרם. נוטוכורד Neural groove 23 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה הקיפול של שכבת האקטודרם ממשיך עד סגירה מוחלטת ויצירת צינור העצבים ( )Neural tubeשמתפתח למערכת העצבים המרכזית (חוט השדרה והמוח) והרכס העצבי ( )Neural crestשמתפתח למערכת העצבים ההיקפית. צינור העצבים הרכס העצבי Neural tube Neural crest להלן תרשים מסכם לתהליך יצירת צינור העצבים: הפרעה שחשוב להזכיר בהזדמנות זו היא ספינה ביפידה ( – )Spina bifidaמום מולד שמתבטא בסגירה חלקית של צינור העצבים. הפרעה זו יכולה להיגרם עקב חוסר בחומצה פולית ,לכן מומלץ לנשים לצרוך חומצה פולית לפני ובמהלך ההיריון. 24 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה סיכום שיעור שישי – התפתחות מערכת העצבים בשיעור האחרון למדנו על תהליך הגסטרולציה ,בו הבלסטולה מתפתחת ומתארגנת לגסטרולה המורכבת משלוש שכבות (אנדודרם ,מזודרם ואקטודרם).למדנו גם על תהליך הנוירולציה בו מתפתחים הנוטוכורד ,צינור העצבים ( )Neural tubeוהרכס העצבי (.)Neural crest היום נלמד על התפתחות מערכת העצבים.אבל לפני שנתחיל לדבר על התפתחותה ,בואו נעבור על המבנה הבסיסי שלה. מערכת העצבים מחולקת לשני חלקים שונים: .1מערכת העצבים המרכזית ( )CNSשכוללת את המוח ואת חוט השדרה. מערכת העצבים המרכזית מתפתחת מצינור העצבים (.)Neural tube .2מערכת העצבים ההיקפית ( )PNSשכוללת את רשת תאי העצב שמחברת את המוח וחוט השדרה לשאר איברי הגוף.מערכת העצבים ההיקפית מתפתחת מהרכס העצבי (.)Neural crest 25 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה נתחיל מהתפתחות מערכת העצבים המרכזית – נוירוגנזה )(Neurogenesis בראשיתה ,מערכת העצבים המרכזית מתחלקת לשלושה אזורים שווים בגודלם – ,Forebrain, Midbrain .Hindbrain עם זאת ,במהלך התפתחות מערכת העצבים המרכזית אזור אחד גדל ותופס את רוב נפח המוח – ה.Forebrain- מה ההבדל בין כל אזור? – Forebrainהתפתחות הקוגניציה. – Midbrainמערכות התנועה והתגמול של המוח. – Hindbrainויסות מערכת הנשימה ,לחץ דם ותנועה. מה קובע את כיוון ההתפתחות של מערכת העצבים המרכזית? מה קובע את כיוון ההתפתחות של כל המערכות והאיברים של העובר? מורפוגנים (עליהם למדנו בשיעור השלישי) כמו (Shh )Sonic hedgehog משחקים תפקיד מרכזי בתהליך התפתחות מערכת העצבים המרכזית. להעמקה יש לחזור לסיכום מספר שלוש. עובדה חשובה על מורפוגנים ,רובם מוגדרים פליאוטרופים. פליאוטרופיה –תופעה גנטית בה גן בודד משפיע על מספר תכונות של האורגניזם במקביל.במקרה של המורפוגנים (ו Shh-באופן ספציפי) הם משמשים את העובר למספר תפקידים במקביל (משפיעים על מספר מאפיינים התפתחותיים של העובר) ,ולכן הגן שמקודד ליצירתם מוגדר פליאוטרופי. לדוגמה – המורפוגן Shhבעובר של ציפור הוא משפיע גם על התפתחות מערכת העצבים ,וגם על התפתחות הנוצות של הציפור. 26 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה אז איך המורופוגנים בעצם משפיעים על התפתחות מערכת העיצובים המרכזית? המורפוגן Shhמופרש מהנוטוכורד (מיתר הגב) ,שהוא האורגנייזר במערכת ,ועל פי ריכוזו יקבע הגורל של כל אחד מהתאים בצינור העצבים (.)Neural tubeבו זמנית ,מאורגנייזר שנמצא בצידו השני של צינור העצבים, יופרש מורפוגן אחר ששמו .BMP-4 נוכל לראות את ההשפעה של שני המורפוגנים בצורה טובה יותר בתרשים הבא: צינור העצבים מחולק לארבעה חלקים שונים. שני אוגנייזרים ( Roof plateו)Floor plate- שמפרישים מורפוגנים שונים ( BMPsוShh- בהתאמה). שאר צינור העצבים מתחלק על פי ריכוז המורפוגנים.האזור שבו ריכוז Shhגבוה יותר יקרא Basal plateויתמיין לתאי עצב תנועתיים. לעומת זאת ,האזור שבו ריכוז BMP-4גבוה יותר יקרא Alar plateויתמיין לתאי עצב תחושתיים. אז עכשיו כשהזכרנו את תאי העצב ,אולי יהיה נכון להכיר אותם לעומק.אנחנו נתמקד בשני סוגי תאי עצב: .1נוירונים – היחידה הבסיסית ביותר של מערכת העצבים שיודעת לקלוט ,לעבד ולמסור מידע.הנוירונים אינם מסוגלים להתחלק (נמצאים בשלב .)G0 27 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה .2תאי גליה – תאים שמספקים תמיכה לנוירונים.כחלק מתפקידם הם משמשים מעין "דבק" לתאי העצב ומחזיקים אותם במקומם.לעומת תאי העצב ,תאי גליה מסוגלים להתחלק גם לאחר ההתמיינות שלהם. שני סוגי התאי שדיברנו עליהם מגיעים מאותה רקמת תאי גזע עצביים (.)NSCsגורלו של תא הגזע שעובר התמיינות תלוי בעיתוי של תחילת התהליך. תחילה ,רקמת תאי הגזע העצביים עוברת תהליך פרוליפרציה (Expansion .)phaseשלב זה מתחיל כבר לאחר היווצרות הגסטרולה. לאחר מכן ,יחל תהליך התמיינות תאי הגזע העצביים לתאי עצב (נוירונים) בשלב שנקרא .Neurogenic phase לבסוף ,יחל תהליך התמיינות תאי הגזע העצביים לתאי גליה בשלב שנקרא .Gliogenic phase נדגיש כי אין מעבר ברור בין שלושת השלבים השונים.אזורים שונים במוח יכולים לעבור משלב לשלב בתזמונים שונים. דיברנו מספיק על מערכת העצבים המרכזית.בוא ניתן קצת אהבה למערכת העצבים ההיקפית. אי שם בתהליך הנוירולציה ,בו נוצר צינור העצבים ( ,)Neural tubeחלק מהתאים שהקיפו את צינור העצבים התמיינו לתאי הרכס העצבי )Neural .(crestתאים אלו עוברים תהליך EMTונודדים לאזורים שונים בגופו של העובר ,שם הם מתקבעים ומתמיינים למגוון רחב מאוד של תאים – תאי עצב (מן הסתם אבל גם אדיפוציטים ,כונדרובלסטים ,אוסטאובלסטים ועוד). 28 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה סיכום שיעור שביעי – התפתחות מערכות משכבת האנדודרם בסיכום הקודם למדנו על התפתחות מערכת העצבים (בתהליך שנקרא נוירולציה) משכבת האקטודרם.היום ,נסתכל על שכבה נוספת של Amniotic sac הגסטרולה ונראה מה התוצר הסופי של ההתפתחות שלה. שכבת האנדודרם מתפתחת לאיברים הפנימיים של גוף האדם – צינור העיכול (קיבה ,מעי דק ,מעי גס ועוד) ,בלוטות שמהוות חלק ממערכת העיכול (כבד ,לבלב וכיס מרה) והריאות. מלבד שלושת השכבות עליהן דיברנו (אקטודרם ,מזודרם ואנדודרם) קיימים שני חלקים חשובים נוספים שמסומנים בתרשים מצד שמאל. שק השפיר ( – )Amniotic sacזוג ממברנות שבהמשך ההיריון יכילו את העובר ואת מי השפיר.נמצא מעל שכבת האקטודרם. Yolk sac שק החלמון ( – )Yolk sacמשמש להזנה ראשונית של העובר המתפתח לפני קבלת חומרי הזנה מהאם.נמצא מתחת לשכבת האנדודרם.לאורך ההיריון שק זה מתכווץ ונעלם בתהליך שנתחיל ללמוד עליו עכשיו. בשבוע הרביעי לחיי העובר שק החלמון מתחיל תהליך של קיפול פנימי ( )Lateral foldingליצירת צינור העיכול שמחולק לשלושה חלקים שונים שמתפתחים לאיברים שונים בגופו של העובר. צינור העיכול מתחלק לשלושה אזורים שונים לפי אספקת הדם שכל אזור מקבל. מעי קדמי ( )Foregutמקבל אספקת דם מעורק הבטן (.)Celiac arteryהמעי הקדמי מתפתח ללוע ומכסה הלוע ,הושט ,מערכת הנשימה ,בלוטת התירואיד ,הקיבה ,כיס המרה ,הלבלב ,הכבד והתריסריון. מעי אמצעי ( )Midgutמקבל אספקת דם מעורק מתלה המעי העליון (Superior mesentric .)arteryהמעי האמצעי מתפתח לשכבות האפיתל של המעי הדק ועד המעי הגס. מעי אחורי ( )Hindgutמקבל אספקת דם מעורק מתלה המעי התחתון (.)Inferior mesentric arteryהמעי האחורי מתפתח למעי הגס עד פי הטבעת ולשלפוחית השתן. 29 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה לפני שנתחיל לדבר על התפתחות האיברים השונים שהזכרנו כעת ,נדבר על החלק האחרון של שק החלמון. – Vitelline ductצינור קטן שמחבר בין שק החלמון למעי האמצעי.לרוב ,הוא מתכווץ ונעלם במהלך השבוע ה 5-או ה- 6להתפתחות העובר.עם זאת ,לעיתים הוא שורד עד הלידה. אנחנו נדבר כעת על התפתחות מבנים ספציפיים שנוצרים מצינור העיכול. התפתחות הריאות ומערכת הנשימה בתחילת השבוע הרביעי מתחילה להיווצר ההפרדה בין הושט (,)Esophagus שמובילה מזון אל מערכת העיכול ,לבין קנה הנשימה ,שנקראת גם טרכיאה ( ,)Tracheaומובילה גזים אל הריאות ומן הריאות החוצה. ראשית ,בצד הקדמי של המעי הקדמי (במיקום סמוך מתחת ללוע) נוצרים שני ניצנים של הטרכיאה (ניצי ברונכי) שבהמשך יצרו צינור נפרד לחלוטין שמקבל את אותו השם.אותם ניצנים ממשיכים להתפתח ולהתפצל להסתעפויות רבות שבסופו של דבר יוצרות את הריאות בשלמותן. 30 מקרא צבעים שחור – טקסט רגיל אדום – מושג או משפט מפתח אמבריולוגיה כחול – הסבר מחזור מ"ט – אדם כחלות ירוק – דוגמה הריאה הימנית מחולקת לשלוש אונות (עליונה ,אמצעית ותחתונה) בעוד שהריאה השמאלית (שקטנה יותר מהריאה הימנית בגלל מיקומו של הלב בבית החזה) מחולקת לשתי אונות בלבד (עליונה ותחתונה). התפתחות הלבלב ,הכבד וכיס המרה בהתאם לאותות שמועברים משכבת המזודרם ,מתחילה בשבוע הרביעי להתפתחות העובר התפתחות של הלבלב והכבד.המבנה הראשוני של הלבלב ( )Pancreasכולל שתי אונות בכיוונים מנוגדים – אחת לכיוון הקדמי של הגוף ( )Ventralוהשנייה לכיוון האחורי של הגוף (.)Dorsalבהתאם לכך ,אונות הלבלב נקראות האונה הוונטרלית והאונה הדורסלית ,כל אחת בעלת תפקוד שונה.בשלב מתקדם יותר בהתפתחות הלבלב ,החלק הקדמי של הלבלב נודד לכיוון האחורי של הגוף ,ושתי האונות מתאחות ומתפתחות ללבלב הבוגר. כמו שניתן לראות בתרשים ,הכבד ( )Liverוכיס המרה ()Ga