ISTUKAN JA SIKIÖKALVOJEN KEHITTYMINEN 1. OTSIKKOSIVU 2. LUENNON SISÄLTÖ 3. KUVA implantaatiosta ja trofoblasteista tarttumassa kohdun limakalvolle. Zona pellucida on hajonnut. Kuva on SEM-kuva. 4. Trofoblastien muodostamaa kerrosta kutsutaan myös trofektodermiksi ja ne ovat peräisin kompaktion jälkeen syntyneistä ulkosoluista. Trofoblastit erilaistuvat sytotrofoblasteiksi ja synsytiotrofoblasteiksi. Synsytiotrofoblastit muodostavat synsytiumin. 5. Synsytium koostuu synsytiotrofoblastien muodostamasta massasta, jossa solujen väliset kalvot häviävät ja muodostuu yhtenäinen monitumainen rakenne. Synsytiotrofblastit eivät jakaudu, vaan massa kasvaa, kun jakautuvat sytotrofoblastit muuttuvat synsytiotrofblasteiksi. 6. Kohdun seinämän rakenne muuttuu, kun ensimmäiset trofoblastin solut tarttuvat kiinni endometriumiin ja synsytiotrofoblastien muodostuminen alkaa. Tätä kutsutaan desiduaaliseksi reaktioksi (decidua = katokalvo l. raskauden aikainen kohdun limakalvo). Limakalvo muuttuu löyhemmäksi ja turpoaa, sinne kertyy sokereita ja rasvahappoja, reaktio leviää vähitellen koko endometriumiin. Progesteroni ylläpitää raskauden aikaista kohdun limakalvoa.. 7. KUVA IHMISEN ALKIOSTA kun kaksikerroksinen alkiolevy on muodostunut. Luennon kuluessa alkion erilaistumiseen viitataan vain pintapuolisesti, luonnon pääasiallinen sisältö on istukkarakenteiden ja sikiökalvojen muodostumisessa. 8. Kuvien 1.-4. avulla käydään läpi sikiökalvojen ja istukan varhaiset kehitysvaiheet. Ensimmäisessä kuvassa alkio on implantoitunut, toisessa vaiheessa on muodostunut primaarinen ruskuaispussi ja suonikalvon muodostuminen alkaa, kolmannessa vaiheessa varhainen ruskuaispussi on surkastunut ja muodostunut sekundaarinen ruskuaispussi, neljännessä vaiheessa alkion gastrulaatiossa on muodostunut verisuonistoa ja veren soluja muodostava solukko ja suonikalvo, ja sikiökantaan muodostuu uusia suonia. Sikiökannasta muodostuu napanuora. Istukan sekundaarivillukset ovat muodostuneet ja uteroplasentaalinen eli äidin ja alkion välinen verenkierto alkaa. 9. 1. Sikiökalvojen ja istukan varhaiskehitys. Alkio on kaksilevyinen ja spiblastista irtautuu amnioblasteja, jotka muodostavat vesikalvon pintasolukon. Hypoblastista puolestaa vaeltaa soluja blasoseeleontelon sisäpintaan ja muodostuu primaarinen ruskuaispussi. Hypoblastisolukon muodostamaa ruskuaispussin sisäpintaa kutsutaan myös Heuserin kalvoksi. Synsytium laajenee. 10. 2. Synsytium verhoaa verisaarekkeita eli trofoblastin lakuunooita. Ruskuaispussi kasvaa, kun ruskuaispussin seinämään vaeltaa edelleen soluja hypoblastista. Sytotrofoblastien 1
alkionpuoleiseen väliin muodostuu ekstraembryonaalinen mesodermi ( joka jakautuu somato- ja splanknopleurinen mesodermi). Näiden välinen tila muodostaa löyhän, ontelomaisen rakenteen eli korionontelon. Somatopleurisen mesodermin arvellaan olevan peräisin sytotrofoblasteista, splankopleurisen mesodermin solut lienevät peräisin hypoblastisolukosta ruskuaispussin pinnalta. Tätä ekstraembryonaalisen mesodermin rakennetta ei pidä sekoittaa alkion tuottamaan mesodermiin, josta muodostuvat varhaiset verisuonet. 11. 3. Primaarinen ruskuaispussi surkastuu ja syntyy sekundaarinen ruskuaispussi. Primaariset villukset muodostuvat istukkaan. Amnionontelo laajenee. Korionontelo laajenee, ekstraembryonaalinen mesodermi muodostaa korion- l. istukkalevyn ja sikiökannan (connecting stalk), josta muodostuu myöhemmin napanuoran rakenteita (Whartonin hyytelö). Primaarinen ruskuaispussi on surkastunut ja muodostanut eksokeloomisen kystan. 12. 4. Alkion gastrulaatio käynnistyy. Ensimmäiset tertiäärivillukset muodostuvat istukkaan, kun alkion lateraalisen mesodermin verisaarekkeet alkavat muodostamaan verisuonia korionlevyyn ja sikiökantaan. Korionontelo laaja, amnionontelo kasvaa. 13. AMNION ERILAISTUMINEN: Histologinen kuva vesikalvosta, jossa on vain yksi solukerros. 14. AMNION: Epiblastisolukosta irtaantuvat amnioblastit. Soluilla samoja piirteitä kuin alkion kantasoluilla, ne ovat monikykyisiä. Verhoavat onteloa, johon myöhemmin muodostuu lapsivettä (sikiön virtsaa). Laajenee ja verhoaa lopulta koko kehittyvän sikiön ja napanuoran. Laajeneva amnionontelo työntää laajentuneen korionontelon tieltään. Korion eli suonikalvo jää vesikalvon ulkopinnalle. 15. AMNION TEHTÄVÄT: Mekaaninen suoja. Sikiölle tasainen kasvuympäristö ja lämpötila. Kasvutekijöiden eritys. Kantasolujen lähde. 16. LAPSIVESIPUNKTIO: Lapsivedestä voidaan eristää sikiöstä peräisin olevia soluja, joista voidaan tehdä erilaisia analyyseja: kromosomisto, yksittäisten geenien alleelit, lapsiveden biokemiallinen koostumus jne. Lapsivesipunktioon liittyy pieni riski amnion repeämiseen ja raskauden keskeytymiseen, mutta haitat ovat huomattavan paljon pienemmät kuin lapsivesitutkimuksista saatava hyöty. 17. AMNIONJÄNNESEKVENSSI: Vesikalvon soluista voi kasvaa amniononteloon rihmamaisia rakenteita, jänteitä. Kuvassa on jänteiden aiheuttama epämuodostuma. esim. raajaamputaatio (kuvassa). Koska sikiön rakenteet ovat hyvin pitkälle kehityksen aikana pääasiassa pehmytkudosta, melkein mikä tahansa ruumiin osa voi katketa amnionjänteiden leikkaamina. 18. RUSKUAISPUSSI: Kuvassa on histologinen värjäys ruskuaispussin seinämästä. Ruskuaispussi muodostuu hypoblastista vaeltavista primitiivisen endodermin soluista, jotka verhoavat blastoseeleontelon sisäpinnan (primaarinen ruskuaispussi, seinämä muodostaa Heuserin kalvon). Sekundaarinen ruskuaispussi muodostuu ennen gastrulaatiota, primaarinen ruskuaispussi surkastuu ja muodostaa eksokeloomisen kystan. 2
19. Ruskuaispussi voidaan todeta ultraäänitutkimuksella jo ennen alkiota n. 5. viikolla. Tätä voidaan käyttää esim. varmistamaan, että alkio kehittyy kohdussa eikä kohdun ulkopuolella (esim. kohdun ulkoista raskautta epäiltäessä). Ruskuaispussi urkastuu ja häviää 10. raskausviikosta alkaen. Ruskuaispussi on ruskuaisnesteen täyttämä, mahdollisesti myös ihmisellä varhaisessa vaiheessa ravinteiden lähde. Sekundaarista ruskuaispussia ympäröivät vitelliinilaskimot, joiden kautta ravinteet siirtyvät alkioon. 20. Primordiaaliset sukusolut ja gastrulaation jälkeen alkiossa muodostuneen lateraalisen mesodermin solut vaeltavat ruskuaispussin seinämään. Mesodermin solut muodostavat verisaarekkeet ja ensimmäiset verisuonirakenteet sekä veren kantasolut. KUVASSA oikealla poistogeeninen (-/-) hiiri, jolta verisaarekkeet puuttuvat, suonikalvoon ei ole muodostunut verisuonia. Letaali anomalia. 21. MECKELIN DIVERTIKKELI: Ruskuaispussista jää jäljelle tiehyt (vitelliinitiehyt). Häviää sikiökehityksen aikana, joskus jäljelle jää sykkyräsuoleen (ileum) kiinnittynyt umpipussi ns. Meckelin divertikkeli, joka kuitenkin voidaan poistaa kirurgisesti. 22. Kuvassa teratooma, jossa on ruskuaispussia muistuttavaa rakennetta. 23. ALLANTOIS: Rakkokalvo l. allantois on viimeisenä syntyvä sikiökalvo. 24. Muodostuu gastrulaation jälkeen ruskuaispussin ja takasuolen endodermaalisista soluista (ihmisellä). Anamniooteilla ja pussieläimillä toimii typen poistossa. Nisäkkäillä muodostaa yhdessä ekstraembryonaalisen mesodermin kanssa napanuoran esivaiheen (sikiökanta ja allantois). Myöhemmin rakkokalvon rakenteita nähdään myös istukan villuksissa. 25. AVOIN URAKUS: Sikiön kloaakin (viemärisuoli) ja rakkokalvon väliin jää yhdystie, urakus (dustus allantoicus), joka on peräisin rakkokalvosta. Sulkeutuu ja häviää sikiökehityksen aikana, mutta joskus jää jäljelle ns. avoin urakus (virtsarakko-napafisteli; harvinainen 1-2.5:100 000 vastasyntyneestä). Kuvassa napanuoran Whartonin hyytelö on täyttynyt sikiön virtsalla. Voidaan hoitaa kirurgisesti poistamalla fisteli. 26. NAPANUORA: Koostuu kahdesta napavaltimosta ja yhdestä napalaskimosta, näitä ympäröi löyhä ekstraembryonaalisesta mesodermista (korionlevystä) peräisin oleva ns. Whartonin hyytelö. Napalaskimo vie hapekasta verta ja ravinteita istukasta sikiöön, napavaltimot tuovat hapetonta verta, typpeä ja kuona-aineita sikiöstä istukkaan. 27. ISTUKKA 3
28. ISTUKAN MUODOSTUMINEN: Kaksi osaa: pars fetalis (sikiönpuoleiset rakenteet) ja pars uterina (äidinpuoleiset rakenteet). Pars fetalis rakentuu sytotrofoblastien ja synsytotrofoblastien muodostamista nukkalisäkkeistä, joista syntyy villuspuusto. Pars uterina äidin verisuonista ja verisaarekkeista, jotka huuhtovat nukkalisäkkeitä 29. Täysin kehittyneen istukan rakenne (kuva Larsen s Human embryoology, s. 174 30. Primaari, sekundaari ja tertiäärivillusten muodostuminen, vaalean vihreät solut ovat sytotrofoblasteja, tumman vihreät synsytiumia. Tertiäärivilluksessa on näkyvissä sikiön kapillaareja. 31. Kuvassa on histologinen värjäys istukasta. 32. Synsytium ja sikiön kapillaari istukassa 33. Poikkileikkaus istukan nukkalisäkkeistä ja villuksista. Äidin verenkierron ja sikiön kapillaarien välissä on aina nukkalisäkkeiden sytotrofoblastien ja synsytotrofoblastien kerros. 34. ISTUKAN TOIMINTA: sikiön ja äidin verenkierrot eivät ole yhteydessä toisiinsa. Äidin verenkierrosta peräisin oleva veri täyttää trofoblastisolukon ja villusten väliin jäävät lakuunat. Äidin veri huuhtoo nukkalisäkkeitä, joiden trofoblastisolukon muodostamien kerrosten läpi ravinteet siirtyvät sikiön napanuoran kapillaareihin, jotka jäävät villusten sisään. 35. Verenkierto istukassa. Napanuorassa on kolme suonta, yksi laskimo ja kaksi valtimoa. Valtimot tuovat kuona-aineita istukkaan, laskimo vie ravinteikasta verta sikiöön. 36. YHTEENVETO ISTUKAN TEHTÄVISTÄ JA TOIMINNASTA: KUVA ALKIOSTA: Suurin osa kehittyneestä istukasta peräisin sikiön trofoblastisoluista Torfoblastit tuottavat koriongonadotropiinia, joka pitää yllä keltarauhasta (progesteroni tuotanto jatkuu). Istukka aktivoi poikasikiöillä testosteronin tuotantoa Erittää korionmammotropiinia, muistuttaa kasvuhormonia ja prolaktiinia anabolinen vaikutus, jolloin proteiineja, kalsiumia, kaliumia yms. kertyy elimistöön Erittää steroidihormoneja, estrogeenituotanto noin 300 x verrattuna kuukautiskierron keskivaiheen eritykseen, kasvattaa kohtua, maitorauhasia, löyhentää ulkosynnyttimiä ja lantion lihaksistoa Istukan tuottama progesteroni : Vähentää kohdun lihassupistelua. Lisää kohdun ja munanjohtimen limakalvon eritystä. Vaikuttaa maitorauhasiin. Syventää hengitystä keuhkojen jäännöstilavuus pienenee 37. Istukan kehitykseen liittyvät häiriöt. Istukan irtoaminen tapahtuu normaalisi pian synnytyksen jälkeen eikä aiheuta suurta verenvuotoa tai kudosvauriota istukan seinämässä. Jossain tapauksissa istukan kohdun seinämä puoleista pintaa verhoava kotyledoni (kuva 4
Larsen s. 174) eli istukkaliuska ei kehity kunnolla ja nukkalisäkkeitä muodostetaan syvälle kohdun seinämään. Tämä saattaa haitata, joskus jopa estää kokonaan istukan normaalin irtoamisen synnytyksen jälkeen. 38. Lähelle kohdun kaulaa kehittynyt istukka altistaa istukan ennenaikaiselle irtoamiselle ja lisää keskenmenon vaaraa aivan oleellisesti. 39. KAKSOSET: A) poika-tyttö kaksoset yleisimpiä, 40 % kaikista kaksosraskauksista B) tyttökaksosia seuraavaksi eniten kaikista kaksoisraskauksista; C) poikakaksoset D) tyttö identtiset kaksoset E) harvinaisimpia ovat identtiset kaksoset, jotka ovat poikia, yleisempää vanhemmilla äideillä. Yleisyys kaksosraskauksissa noin 1:80 raskautta. Erimunaiset eli ditsygoottiset kaksoset: Yleensä erimunaisilla kaksosilla omat sikiökalvot ja istukka. Joskus istukat fuusioituvat ja saattaa esiintyä erilaisia istukkaverenkierron häiriöitä 40. SAMANMUNAISET KAKSOSET: Samanmunaiset eli identtiset kaksoset Varhaisvaiheessa joko munasolun jakautuminen erillisiksi alkioiksi ennen 8-soluvaihetta tai sisäsolumassa jakautuu blastokystavaiheessa. Jos samanmunaiset eli monotsygoottiset kaksoset muodostuvat 2-soluvaiheessa, voi alkioilla olla erilliset istukat ja korion. Sisäsolumassan jakautuminen kahdeksi varhaisvaiheessa: tällöin alkioilla on yhteinen istukka, erilliset vesikalvot. Sisäsolumassan jakautuminen kahdeksi myöhäisessä vaiheessa: yhteinen istukka, yhteinen vesikalvo 41. SIAMILAISET KAKSOSET ELI DIPLOPAGUS Mitä myöhäisempään kehitysvaiheeseen jakautuminen jää, sen suurempi todennäköisyys on diplopaguksen eli siamilaisten kaksosten syntymiselle. Yhteisten elinten määrä ja kiinnikasvamisen paikka määräytyy sattumanvaraisesti. 42. Chang ja Eng Bunker (1811-1874) olivat siamilaiset kaksoset, (kotimaa Siam, nyk. Thaimaa) joiden mukaan diplopaguslapsia alettiin nimittää Heitä yhdisti rintalastan kärjen kohdalta rustoinen kudosmuodostuma Veljekset esiintyivät mm. P.T. Barnumin sirkuksessa USA:ssa, Changilla oli 10 lasta, Engilla 12. Suomessa syntyy siamilaisia kaksosia keskimäärin yksi tai kaksi vuosikymmenessä. Erottamisleikkauksia on 25 viime vuoden aikana tehty puolenkymmentä. 5