Anatomie und Physiologie

Skelett - Embryologie von Wirbeltierskeletten

Embryologie von Wirbeltierskeletten

Wenn die früh Der Embryo besteht nur aus zwei Gewebeschichten, Ektoderm und Endoderm. Als Folge der Vermehrung der Ektodermzellen tritt eine Längsverdickung auf. Diese Verdickung, dieprimitiver Streifen , entsteht der Notochord und die dritte Grundschicht, dieMesoderm . Die Längsachse des Embryos wird zuerst durch die Bildung einer zylindrischen Zellmasse , der Notochord , festgelegt, die sich vom primitiven (Hensen) Knoten am vorderen Ende des Streifens vermehrt. Der Notochord liegt ventral zum sich entwickelnden Zentralnervensystem und bildet die erste Stützstruktur für den sich entwickelnden Embryo.

Bei Fischen wie dem Hai , knorpelige Wirbel bilden sich um den Notochord und komprimieren ihn teilweise. Es bleibt jedoch als kontinuierliche Struktur über die Länge der Wirbelsäule bestehen. Bei den höheren Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, ist der Notochord eine temporäre Struktur, die nur als winziger Kanal in den Wirbeln und im zentralen Teil des Nucleus Pulposus der Bandscheiben verbleibt.

Während das Notochord abgelegt wird, vermehren sich Zellen von jeder Seite des primitiven Streifens und bilden das Mesoderm, das sich seitlich ausbreitet und infolge der Migration und Vermehrung von Zellen bald den größten Teil des Raums zwischen dem Ektoderm und einnimmt das Endoderm auf jeder Seite des Notochords. Die mesodermalen Schichten werden bald differenziert in (1) eine Masse, die auf jeder Seite des Notochords liegt (paraxiale Masse), die in hohle Blöcke, die mesodermalen Somiten, segmentiert wird, (2) eine seitliche Platte, die in eine äußere Schicht, die somatopleurische, getrennt wird Mesoderm gegen die zukünftige Körperwand und eine innere Schicht, das splanchnopleurische Mesoderm gegen das Endoderm des zukünftigen Darms und (3) eine Zwischenmasse, das nephrogene Kabel, aus dem hauptsächlich dieUrogenitalsystem .

Die Segmentierung des paraxialen Mesoderms ist ein grundlegendes Merkmal der Entwicklung der Wirbeltiere. Das axiale Skelett und die damit verbundenen Strukturen entwickeln sich aus einem Teil des mesodermalen Somiten; Das appendikuläre Skelett entsteht aus dem somatopleurischen Mesoderm der lateralen Platte. Jeder Somite unterscheidet in (1) eine laterale und oberflächliche Plaque, das Dermatom, aus dem das Integumentargewebe hervorgeht , (2) eine tiefere laterale Masse, das Myotom, aus dem die Muskeln entstehen , und (3) eine mediale ventrale Masse , dasSklerotom . Die sklerotomischen Zellen von jedem Somitenpaar wandern, bis sie den Notochord einschließen, und trennen ihn dorsal vom Neuralrohr und ventral von der Aorta (dem Hauptblutgefäß ). Das sklerotomische Gewebe behält seine ursprüngliche Segmentierung bei und kondensiert, um den Vorläufer zu bilden, oderBlastem des Zentrums des zukünftigen Wirbels. Von jeder posterolateralen Hälfte der Kondensation verlaufen die Verlängerungen nach hinten und treffen sich schließlich posterior um das Neuralrohr, um das Blastem des Neuralbogens (dorsal) des Wirbels zu bilden. In den Zwischenräumen zwischen benachbarten Myotomen jeder Seite verläuft eine Verlängerung von jeder sklerotomischen Masse seitlich und vorwärts, um die zu bildenKosten- oder Rippenelement . Nur im Brustbereich (Mittelkörperbereich) entwickeln sich die Kostenelemente zu Rippen. In den anderen Regionen bleiben die Kostenelemente rudimentär (unentwickelt).

Das mesenchymale Blastem des zukünftigen Wirbels wird chondrifiziert; dh die mesenchymalen Zellen werden in Knorpelzellen umgewandelt. In diesem knorpeligen Wirbel treten Ossifikationszentren (knochenbildende Zentren) auf, und der Knorpel wird allmählich durch Knochen ersetzt . Das Mesenchym der embryonalen Rippen wird ebenfalls chondrifiziert und später verknöchert. In der Brustregion, in der die Kostenelemente am besten entwickelt sind, bildet sich ein knorpeliger sternaler Balken, der das vordere oder wachsende Ende verbindet.

Das appendikuläre Skelett beginnt sich im Primitiv zu entwickeln Extremitätenknospe im Kern des Mesenchyms, die direkt aus dem unsegmentierten somatopleurischen Mesoderm stammt. Dieses Mesenchym kondensiert und bildet die blastemalen Massen der zukünftigen Extremitätenknochen. Bald verwandelt sich das Mesenchym in die knorpeligen Vorläufer der einzelnen Knochen (außer im Schlüsselbein ). Die Knorpelmodelle bestimmen die allgemeine Form und relative Größe der Knochen. Es gibt überzeugende Beweise dafür, dass die Form der Knochen höherer Wirbeltiere durch Faktoren bestimmt wird, die dem Gewebe inhärent sind, und dass extrinsische Einflüsse nach Beginn der Entwicklung die richtigen Bedingungen für die Aufrechterhaltung der normalen Struktur bieten.

Die ersten mesenchymalen Kondensationen des appendikulären Skeletts liegen im Bereich der zukünftigen Gürtel; die für den Schultergürtel erscheinen etwas früher als die für den Beckengürtel . Die mesenchymalen Kondensationen für die anderen Knochen der Gliedmaßen treten in der Reihenfolge ihrer Nähe zum Rumpf auf.

Entwicklung des Wirbeltierskeletts

Wirbelsäule und Brustskelett

Die Chorda, die stellt die früheste Struktur, die den Embryo versteift, erschienen bei Tieren vor der wahren Wirbelsäule entwickelt. Ein Wirbel umfasst ein Zentrum und einen Nervenbogen, die das Rückenmark umgeben .

Niedriger Akkordate und Fische

Possession of the notochord is what distinguishes members of the most-advanced phylum, Chordata. In the sea squirts (Urochordata), the notochord is present in the tail region of the larva but disappears after the animal transforms into the adult. In amphioxus (Cephalochordata), the notochord is permanent and extends the whole length of the body. In the cyclostome fishes (Agnatha), the most primitive group within the subphylum Vertebrata, the notochord and its sheath persist throughout life; rudimentary cartilaginous neural arches are found in the adult lamprey. Among the sharks (Selachii), modern representatives possess a vertebral column composed of cartilaginous, partly calcified centra that have their origin within the sheath of the notochord, thus causing its partial absorption. Among the bony fishes (Osteichthyes), the sturgeon possesses a persistent notochord with a fibrous sheath, upon which appear paired cartilaginous arches—dorsally, the neural arches; and ventrally, the hemal arches. The vertebrae of the more advanced bony fishes, such as the salmon and the cod, are completely ossified; each centrum develops in the sclerotomic mesoderm outside the notochordal sheath, a phenomenon known as perichordal development.