Blok 1: Groei en Ontwikkeling
Casus 6: Met armpjes en beentjes
1. Wat is het verschil tussen een conceptus, embryo en foetus?
Een conceptus is de zygote en alles wat daaruit ontstaat, zowel embryonaal als extra-embryonaal
weefsel. Hieronder valt dus de embryo of foetus, maar ook de placenta en alles wat naast de
embryo aan weefsels gevormd wordt
Er wordt gesproken over een embryo in de periode tot en met de achtste week van de ontwikkeling.
Vanaf de negende week tot aan de geboorte wordt gesproken over een foetus. Deze grens is hier
getrokken, omdat de meeste vitale weefsels en organen worden aangelegd tot en met de achtste
week.
2. Wat is de betekenis van inductie, celdeterminatie en cel-migratie?
Inductie: invloed die cellen kunnen uitoefenen op de ontwikkeling van andere cellen. Dit gebeurt
d.m.v. inducerende stoffen en speelt een grote rol bij de ontwikkeling van weefsels. Cellen kunnen
andere cellen induceren (ze aanzetten tot een reactie). De cellen welke het dichtstbij zijn reageren
het beste.
Celdeterminatie: de cel krijgt een ‘bestemming’, ofwel het weet in welke richting het gaat
specialiseren, maar wacht op de juiste omstandigheden voordat het gaat differentiëren. Na
celdeterminatie kan een cel zich nog vaak delen voordat hij zich gaat differentiëren. Determinatie
wordt geïnitieerd door liganden.
Cel-migratie: het verplaatsen van cellen door het lichaam. Hiervoor moet de cel een signaal hebben
gekregen. Het proces bestaat uit vier onderdelen:
1. Polarisatie: de cel bepaalt wat zijn voor- en
achterkant is. Dit is een essentieel proces, want
deze bepaling bepaalt welke kant de cel op zal
gaan migreren.
2. Protrusie: er ontstaan membraanextensies, het
membraan van de cel neemt dus toe in grootte,
waardoor de cel zich kan gaan verplaatsen in de
richting die de migratie op moet gaan.
3. Adhesie: bij adhesie zorgen integrines (een soort
van aangrijpingseiwitten op het celmembraan)
ervoor dat de voorkant van de cel zich gaat
hechten aan de ‘nieuwe’ plek, dus de plek waar de cel zich heen gaat verplaatsen.
4. Retractie: bij de laatste stap, retractie, laat de achterkant van de cel los van de originele plek.
Wanneer dit is gebeurd is de cel een stukje verplaatst en heeft celmigratie dus plaatsgevonden.
Of een cel zich verplaatst door middel van celmigratie hangt af van een aantal factoren. Zo moet het
signaal sterk genoeg zijn om migratie in gang te zetten. Ook hangt het wel of niet migreren af van de
vorm en grootte van de cel, de flexibiliteit of buigzaamheid, de organisatie van het cytoskelet en van
de adhesiekracht (met hoeveel kracht zit de cel ergens aan vast en waar zit het aan vast?).
, Blok 1: Groei en Ontwikkeling
3. Hoe ontstaat een arm?
Welke rol spelen de verschillende lichaams-assen in het ontstaan van een arm?
Embryonale ontwikkeling is een proces waarbij
driedimensionale bewustwording van groot belang is. Bij
het ontstaan van de armen zijn er drie assen belangrijk.
De craniaal-caudaal as (anterior-posterior as), van de
duim naar de pink, de dorsale-ventrale as, van de rug
naar de palm, en de proximale-distale as, van de
schouder naar de hand.
Welke rol spelen de HOX-genen in het ontstaan van een arm?
HOX-genen zijn een set van regulator genen. Ze sturen de ontwikkeling van specifieke
segmenten of structuren van lichaamsdelen. Elk HOX-gen codeert voor een eiwit, en wordt
aangezet in een specifieke fase van de embryonale
ontwikkeling. HOX-genen activeren elkaar in een cascade
reactie, waardoor ieder gen het volgende activeert. Tijdens de
groei van een arm, zorgt dit ervoor dat met de activering van
ieder nieuw gen, een andere structuur wordt gevormd. Zo zet
de eiwitten van HOX 9 en 10 aan tot ontwikkeling van de
stylopod en schouderblad, HOX 11 de zeugopod, en HOX 12 en
13 de autopod. De tijd tussen de overgang van de
verschillende HOX-genen zorgt ervoor dat
er gewrichten ontstaan tussen de botten
d.m.v. apoptose.
Het ontstaan van een arm bestaat uit vier
processen, de initiatie en het ontstaan van de
drie lichaamsassen:
1. Arm initiatie
Het ontstaan van een arm begint met de
vorming van een limb bud, een verdikking op
het embryo die uitgroeit tot een ledemaat. Deze
knop ontstaat doordat de HOX-genen samen met de verhoogde retinoïnezuur concentratie (beide
voortkomend uit de somieten), andere cellen induceren om Tbx5 (T-box transcription factor 5) te
produceren. Tbx5 initieert de aanmaak van FGF-10 (Fibroblast (bindweefsel) Groeifactor) en Wnt-2b.
Deze twee eiwitten stimuleren elkaars aanmaak door positieve feedback. FGF-10 induceert
vervolgens de aanmaak van FGF-8 en Wnt-3 in de ectoderm laag induceert. De laag cellen die hier
verantwoordelijk voor zijn wordt het AER (Apicale Ectodermale Richel) genoemd, en vormt een richel
dat de dorsale en ventrale kant van de arm aanduidt. FGF-8 en Wnt-3 stimuleren elkaars aanmaak.
FGF-8 zorgt ook voor celdeling in Progress Zone (PZ) van het mesoderm (mesochymale cellen) en
induceert de aanmaak van Shh (Sonic Hedgehog) door de ZPA (Zone of Polarizing Activity). De ZPA is
verantwoordelijk voor de anterior en de posterior kant van de hand.
