Yksilönkehitys Hedelmöityksestä syntymään
Tunnin sisältö Yksilönkehityksen vaiheet: hedelmöitys, solunjakautuminen, alkiovaihe, sikiövaihe Yksilönkehityksen säätely Sikiön ravinnonsaanti Monisikiöraskaus Synnytys Raskaudenaikaiset tutkimukset ja häiriöt
Hedelmöityksestä syntymään Raskauden kesto hedelmöityksestä 38 viikkoa Solunjakautumisvaihe viikot 1-2 Alkiovaihe viikot 1-8 Varsinainen sikiövaihe viikot 9-38 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/87/ Grosse_derGebarmutter_in_den_einzelneMonaten_derSchwangersch aft.gif/244px- Grosse_derGebarmutter_in_den_einzelneMonaten_derSchwangersch aft.gif
Solusta eliöksi? Hedelmöittyneen munasolun kehityksen ihmiseksi mahdollistavat 4 perustapahtumaa: 1) solujen määrän kasvu koko yksilönkehityksen ajan 2) solujen erilaistuminen koko yksilönkehityksen ajan 3) kaavoittuminen = kolmiuloitteisuus (oikea-vasen, selkä-vatsa, pää-häntä) yksilönkehityksen alussa 4) muotoutuminen = elinten ja ruumiinosien synty raskauden 1/3 aikana
Missä ja miten sukusolujen synteesi tapahtuu?
Kertaa parin kanssa kuukautiskierto!
Hormonit kuukautiskierrossa Hypotalamus erittää gonadotropiineja vapauttavaa hormonia GnRH à aivolisäkkeestä FSH ja LH http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ f/f0/menstrualcycle.png FSH säätelee munasolun kypsymistä, ja munarakkuloiden solut erittävät estrogeenia Munarakkulan suurentuessa estrogeenia enemmän à FSH ja LH nousevat LH-piikki kierron keskivaiheilla saa munasolun irtoamaan, keltarauhasen muodostumaan irtoamiskohtaan ja erittämään progesteronia Progesteronin ja estrogeenin vähentyminen käynnistää kierron uudelleen
Hedelmöitys tapahtuu munanjohtimessa Munanjohdin Edellytyksenä yhdyntä tai keinohedelmöitys Tapahtuu munanjohtimen alkupäässä, jonne nopein siittiö pääsee emättimen ja kohdun kautta http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/68/ Scheme_female_reproductive_system-en.svg/481px- Scheme_female_reproductive_system-en.svg.png
Nopein siittiö hedelmöittää munasolun Siittiön tunkeuduttua munasolun solukalvo muuttuu muita siittiöitä läpäisemättömäksi ja munasolun meioosi etenee loppuun Siittiöltä irtoaa häntä, tumat yhtyvät à hedelmöittynyt munasolu = tsygootti http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/86/sperm-egg.jpg
Tsygootti alkaa jakautua solunjakautumisvaihe, päivät 1-14 Solu alkaa jakautua mitoottisesti: 2-, 4-, 8-soluvaihe jne. Samalla hedelmöittynyt munasolu kulkee kohti kohtua Morula eli solurypäle: sisältää useita kymmeniä soluja Kohtuun päässeessä solurypäleessä jo satoja soluja: alkiorakkula(=blastokysta), joka kiinnittyy kohdun seinämään http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/gray9.png
Alkiovaiheen tapahtumat (viikot 1-8) 1. Alkiorakkula muodostuu: sisäsolut, ulkokerros ja alkiorakkulan ontelo 2. Uppoutuminen kohdun seinämään à alkiolevy kehittyy 3. Sikiökalvojen kehittyminen à ravinnonsaanti ennen istukkaa 4. Gastrulaatio: alkiolevystä alkiokerrokset 5. Istukan muodostuminen à ravinnonsaanti ja aineiden vaihto
1. Solurypäleestä alkiorakkulaksi - Sisäsolumassa = embryoblasti = sikiö + vesikalvo ja ruskuaispussi - Ulkosolumassa = trofoblasti = muut sikiökalvot + istukka Alkiorakkulaan kehittyy sisäsolut, alkiorakkulan ontelo ja ulkosolut Sisäsoluista alkiolevy à kaikki sikiön solutyypit ja osa sikiökalvojen ja istukan rakenteista Ulkosoluista istukan ja sikiökalvojen rakenteita http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c6/ Blastulation.png/800px-Blastulation.png
2. Morulan matka ja implantaatio
Sisäsolumassa jakautuu epiblastiin ja hypoblastiin
3. Gastrulaatio alkiolevyjen muodostuminen Alkiorakkulan sisäsoluista kehittyy alkiolevy, josta alkiokerrokset: Sisäkerros = endodermi Keskikerros = mesodermi Ulkokerros = ektodermi http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/31/ Gastrulation.png/300px-Gastrulation.png
Alkiokerrokset Endodermistä: ruoansulatuskanava ja elimet, hengityselimet Ektodermistä: keskus- ja ääreishermosto, iho Mesodermistä: luusto, lihaksisto, verenkiertoelimet, luuydin Huom: ituradan solut (sukusolut) eivät muodostu alkiokerroksista, vaan erottuvat omaksi populaatiokseen ennen gastrulaatiota!
4. Sikiökalvojen muodostuminen
Ravinnonsaanti alkiovaiheen alussa: sikiökalvot ja ruskuaispussi Ensimmäisen viikon tsygootti saa ravintoa munasoluun varastoituneista aineista Ennen istukan muodostumista ravinnonsaannista huolehtivat sikiökalvot ja ruskuaispussi, jotka kehittyvät alkiokehityksen alussa Ulompi suonikalvo (chorion) toimii hengityspintana ennen istukkaa Sisempi vesikalvo (amnion), jonka sisällä sikiö ui lapsivedessä
Sikiökalvot http://science.tjc.edu/images/reproduction/embryo.htm
Sikiökalvot suomeksi ja englanniksi Amnion = vesikalvo Ruskuaispussi = yolk sac Allantois eli rakkokalvo muodostaa napanuoraa Chorion eli suonikalvo = istukka
Istukan muodostuminen lukiokirjoissa Alkion suolesta pullistuu rakkokalvo, joka yhdistyy suonikalvoon =ravitsemuskalvo Ravitsemuskalvo kiinnittyy kohdun seinämään muodostaen istukan sikiönpuoleisen osan Rakkokalvon varresta muodostuu napanuora
Istukan muodostuminen oikeasti Ulkosolumassasta erilaistuneet solut työntyvät kohdun limakalvoon ja niiden määrä kasvaa. Chorionin eli suonikalvon solut lisääntyvät myös embryonaalisella puolella à istukkalevy + sikiökanta
Kertaa parisi kanssa sikiökalvojen muodostuminen ja gastrulaatio!
Istukan muodostuminen
Istukka Aineiden vaihto äidin ja sikiön välillä Erittää hormoneja progesteroni ja estrogeeni ylläpitävät kohdun limakalvoa istukan gonadotropiini hcg stimuloi progesteronin tuottoa (ensimmäiset kuukaudet)! Irtoaa synnytyksen jälkeen
Sikiön ravinnonsaanti Istukan ja napanuoran kautta Äidistä sikiöön: happea, vettä, ravintoaineita, hormoneja ja vasta-aineita Sikiöstä äitiin: hiilidioksidia ja virtsaainetta http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ef/gray38.png
Miten sikiön verenkierto toimii?
Sikiön verenkierto Äidin ja sikiön veret eivät ole välittömässä yhteydessä, vaan niiden välissä on solukerros aineiden kulkeutuminen diffuusiolla Pieni verenkierto eli keuhkoverenkierto ohitetaan (miksi?) eteisten välissä (soikea) aukko keuhkovaltimon ja aortan välissä valtimotiehyt
Solujen erilaistuminen Solurypäleen (morula) solut kaikkikykyisiä (totipotentti) Alkiorakkulassa (blastokysta) solut pluripotentteja: miksi tahansa aikuisen soluiksi Solut erilaistuvat tehtäviinsä naapurisolujen erittämien kasvutekijöiden ohjaamina http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/ Stem_cells_diagram.png/400px-Stem_cells_diagram.png
Kudosten erilaistuminen Geenien ohjaamana Mitä ovat Hox-geenit? Induktiot: solujen vuorovaikutukset viestiaineiden (kasvutekijät) välityksellä Apoptoosi eli ohjelmoitu solukuolema poistaa ylimääräiset solut
Sikiövaihe: viikot 8-38 (hedelmöityksestä) Sikiö kasvaa nopeasti, luut alkavat luutua 16. viikolla äiti tuntee sikiön liikkeet Sikiö oppii tunnistamaan äitinsä äänen
Monisikiöraskaus Erimunaiset kaksoset syntyvät, kun kaksi eri munasolua hedelmöittyy munanjohtimessa Identtiset (samanmunaiset) kaksoset syntyvät, kun munasolu jakautuu kahdeksi eri alkioksi Identtisillä kaksosilla on sama geeniperimä
Raskaudenaikaiset tutkimukset Raskauden toteaminen raskaustestillä: istukkahormoni hcg Ultraäänitutkimus: rakenteelliset poikkeamat Lapsivesitutkimus: sikiön solujen tutkimuksella sukupuoli, kromosomihäiriöt, perinnölliset sairaudet http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/hoact21.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/ Embryo_at_12_weeks.JPG
Synnytyksen käynnistyminen Käynnistyy sikiön kehityttyä 38 viikkoa hedelmöityksestä Istukka alkaa rappeutua, kun progesteronin tuotto vähenee Kohtulihas supistuu oksitosiinin vaikutuksesta Prolaktiini stimuloi maidon tuotantoa
Synnytyksen vaiheet 1. Avautumisvaihe: kohdunkaula lyhenee ja avautuu läpimitaltaan 10 cm laajuiseksi 2. Ponnistusvaihe: sikiö työntyy kohdusta supistusten ja äidin lihastyön vaikutuksesta 3. Jälkeisvaihe: istukka irtoaa kohdunseinämästä
Häiriöitä raskaudessa Tavallisimpia keskushermoston, sydämen ja virtsateiden epämuodostumat Kromosomipoikkeavuudet yleensä munasolun meioosin häiriöistä Teratogeenit ovat sikiönkehitystä häiritseviä aineita Mm. alkoholi, tupakka, säteily, lääkeaineet, infektiot
Syntymän jälkeen Napanuora katkaistaan Lapsen itku on merkki omilla keuhkoilla hengittämisestä Sydämen eteisten välinen aukko ja valtimotiehyt sulkeutuvat Prolaktiini-hormoni käynnistää äidillä maidonerityksen
Integraatiot kemiaan ja fysiikkaan Kemia: diffuusio (äidin ja sikiön verenkiertojen välillä) Fysiikka: ultraääni, säteily Oleellisesti liittyvät biologian aiheet: hormonitoiminta, kuukautiskierto, verenkierto (erot sikiöllä ja aikuisella)