HC50: Embryologie

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt de embryonale ontwikkeling van de nieren en de geslachtsorganen besproken
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Kiembladen

Embryoblast bestaat uit epiblast en hypoblast. In het epiblast vormt de primitiefstreep:

1. De primitiefstreep ontstaat in een groeve van het epiblast
2. Er vindt ingressie plaats → de epiblastlaag zakt en migreert
3. De epiblast vormt kiembladen: endoderm, mesoderm en ectoderm
4. Uit de primitiefstreep worden kiembladweefsels en chorda (notochord) gevormd

Uit het epiblast vormt dus het daadwerkelijke embryo. De hypoblast wordt een deel van de dooierzak.

Uit het mesoderm ontstaan verschillende compartimenten:

• Axiaal mesoderm: vormt de chorda dorsalis die de nucleus pulposus van de tussenwervelschijven wordt
• Paraxiaal mesoderm: vormt somieten
  • Sclerotoom
    • Wervels
    • Ribben
  • Dermatoom
    • Dermis
  • Myotoom
    • Dwarsgestreepte spieren van de romp en ledematen
• Intermediair mesoderm: vormt het urogenitaal stelsel
• Zijplaat mesoderm: vormt bekleding van de lichaamswand en organen
  • Somatisch mesoderm aan de buitenzijde
  • Splanchnisch mesoderm aan de binnenzijde

De nieren

Het intermediair mesoderm bevindt zich tussen het zijplaat mesoderm en het paraxiale mesoderm in. Het ontwikkelt zich van craniaal naar caudaal. Uit het intermediair mesoderm wordt dus het urogenitaal stelsel gevormd:

1. Aan de nefrogene streng wordt de pronephros (voornier) gevormd, deze bestaat uit:
   • Ductus pronefricus: een voorloper van de ductus mesonefricus (afvoerbuis)
   • Nefrotomen: worden niet functioneel
2. Vervolgens wordt caudaal van de pronephros de mesonephrus gevormd (week 6-10)
   • De mesonephros heet ook wel de oernier
   • Van thoracaal naar lumbaal ontwikkelen nefrotomen → deze zijn tijdelijk functioneel
3. De ductus mesonefricus (buis van Wolff) sluit aan op de cloaca, wat zich ontwikkelt in de urogenitale sinus
   • De cloaca ontwikkelt zich niet uit het intermediair mesoderm, maar uit het endoderm → de urogenitale sinus wordt bekleed met endoderm
4. Caudaal van de ductus mesonefricus ontstaat de ureterknop (week 4-5), deze geeft vorm aan verschillende structuren:
   • Ureters
   • Nierbekken
   • Calices
   • Verzamelbuizen
5. Naast de ureterknop ontstaat metanefrogeen blasteem
6. De ureterknop induceert de ontwikkeling van de metanephros (definitieve nier) uit het metanefrogeen blasteem, hieruit ontstaan de:
   • Lis van Henle
   • Distale en proximale tubulus
   • Kapsel van Bowman
7. De ureterknop en het metanefrogeen blasteem induceren elkaar:
   • De ureterknop wordt geïnduceerd tot splitsing
     • Eerste generaties fuseren en vormen nierbekken
     • Gaat door tot de geboorte
     • Dit kan gebeuren voordat het het metanefrogeen blasteem heeft bereikt → ureter bifidus (gesplitste ureter)
       • De urine komt op een andere plaats naar buiten
   • Het metanefrogeen blasteem wordt geïnduceerd tot vorming van nierblaasjes
     • Er worden 2 x 10⁶nefronen gevormd, hierna is er alleen nog groei door toename van het interstitium
     • Gaat door tot de geboorte

Tijdens de ontwikkeling is de primaire functie van de nieren het ontwikkelen van vruchtwater. 

Ascensus renalis:

Er vindt ascensus renalis plaats: het lichaam van het embryo groeit caudaal verder → de nieren komen hoger te liggen. Dit kan fout gaan:

• Eén of beide nieren kan in het bekken achterblijven
• De nieren zijn gefuseerd (hoefijzernier) → kunnen niet stijgen door de arteria mesenterica inferior

Vasculatuur:

Omdat de nieren stijgen in het lichaam moeten er eerdere aangelegde vaten verdwijnen en moeten er nieuwe ontstaan. Arteria renalis worden steeds opnieuw aangelegd. Soms gaan de vaten van een lager punt in het lichaam niet weg → accessoire nierarteriën. Zij kunnen de nier doorbloeden zonder in het hilum te komen. Het zijn terminale arteriën die daadwerkelijk zorgen voor een deel van de bloedvoorziening van de nieren. Dit kan ook bij de venen voorkomen, maar dit is zeldzamer.

Geslachtsorganen

Zowel de ductus mesonefricus (buis van Wolff) en de ductus paramesonefricus (buis van Muller) zijn van belang bij de gonadale ontwikkeling. Deze verloopt als volgt:

1. Uit het epiblast ontstaan primordiale kiemcellen (voorlopers van geslachtscellen) die zich bevinden in de dooierzak
2. In week 4-6 migreren de primordiale kiemcellen naar de primitieve geslachtsklieren
3. In de primitieve geslachtsklieren zorgen de primordiale kiemcellen ervoor dat in de binnenzijde van de mesonefros het coeloomepitheel zich gaat verdikken → coeloom supportcellen worden gevormd
4. Vanuit het verdikte coeloomepitheel ontstaat de gonadale richel (geslachtsplooi) in de mesonefros
   • Deze wordt dus bevolkt door primordiale kiemcellen
5. Vanuit de gonadale richel ontstaan gonaden (geslachtsklieren)
6. Aan de laterale zijde ontstaat door het naar binnen stulpen van het coeloomepitheel de ductus paramesonefricus (buis van Müller)
   • Dit gebeurt van craniaal naar caudaal
     • Craniaal is er een open verbinding
     • Caudaal sluit het aan op de urigenitale sinus

In de eerste 7e weken van de zwangerschap gaat de ontwikkeling van de inwendige geslachtsorganen gelijk: dit is het seksueel indifferent stadium. Na de 7e week ontstaat er een verschil tussen de seksen:

• Bij de man: ductus mesonephricus (buis van Wolff) blijft, ductus paramesonephricus (buis van Muller) verdwijnt
  • Epididymis (bijbal)
  • Vas deferens (zaadleider)
  • Vesicula seminalis (zaadblaasjes)
  • Ductus ejaculatorius
• Bij de vrouw: ductus paramesonephricus (buis van Muller) blijft, ductus mesonephricus (buis van Wolff) verdwijnt
  • Bovenste deel van de vagina
  • Uterus
  • Tuba utrerina

Inwendige geslachtsorganen van de man:

De ontwikkeling van de inwendige geslachtsorganen van de man verloopt als volgt:

1. In het mannelijk embryo is het SRY-gen (seks determining region of Y chromosomes) aanwezig
2. Het SRY-gen komt tot expressie in de coeloom supportcellen
3. Uit het SRY-gen ontstaat het PTDF-eiwit (protein testis determining factor)
4. De supportcellen worden omgezet in sertoli-cellen
5. Het PTDF-eiwit zorgt voor vorming van AMH (anti-mullerian hormone) uit de sertoli-cellen
   • AMH zorgt voor afbraak van de buis van Müller
   • AMH zorgt voor verhoogde productie van testosteron door de leydig cellen → zorgen ervoor dat de buis van Wolff zich ontwikkelt
     • 5alfa-reductase kan testosteron omzetten in dihydrotestosterone (foetale vorm van testosteron): zorgt voor de ontwikkeling van de uitwendige geslachtskenmerken

Vervolgens ontstaan uit de ductus mesonephricus de mannelijke geslachtsorganen:

• De ductus mesonephricus vormt zowel de ureter als de afvoer van geslachtscellen naar buiten
• Door groei wordt het ureterknopje gescheiden worden
• Waar de ductus mesonephricus uitkomt in de urogenitale sinus verbreedt hij en wordt hij plat → vormt achterin de blaas de trigonum vesicle waarin de ureter uitmondt
  • Spierweefsel van de blaas komt van zijplaat mesoderm
  • De trigonum vesicle is afkomstig van intermediair mesoderm
  • De prostaat is endoderm
• Een deel differentieert tot de vas deferens en ductus ejaculatorius → komen aan de voorzijde van de urethra te liggen
  • Er is een ingroei van de ductus mesonephricus en de urether

Inwendige geslachtsorganen van de vrouw:

De ontwikkeling van de inwendige geslachtsorganen van de vrouw verloopt als volgt:

1. Er is geen SRY-gen en dus geen PTDF-eiwit, waardoor de coeloom supportcellen follikelcellen i.p.v. sertolicellen worden
   • Deze omgeven de primordiale geslachtscellen
2. De ductus paramesonephricus verdwijnt niet, maar blijft bestaan
3. Stromale cellen in het interstitium produceren lage levens van testosteron → onvoldoende om de ductus mesonephricus te laten bestaan

Vervolgens ontstaan uit de ductus paramesonephricus de vrouwelijke geslachtsorganen:

1. Beide ductus paramesonephricus fuseren caudaal met elkaar
2. Als het bij de sinus urogenitalis komt, verlengt het zich en vormt het een uterovaginaal kanaal
3. Uit het uterovaginaal kanaal ontstaan de uterus en het bovenste deel van de vagina
4. Uit het gescheiden deel ontwikkelen de ducten
5. Door een verdikking van de wand van de urogenitale sinus ontstaat een sinusvaginale zwelling → wordt hol en vormt het onderste deel van de vagina
   • Het onderste deel van de vagina sluit aan op de uterus
6. De opening van de vagina mondt uit in het vesibulum vagina

Uitwendige geslachtsorganen:

De ontwikkeling van de uitwendige geslachtsorganen begint als de cloaca splitst in de urogenitale sinus en het anorectale kanaal. De uitwendige geslachtsorganen ontwikkelen zich uit de voorwand van het caudale deel van de sinus urogenitalis:

• De voorwand van het caudale deel van de sinus urogenitalis ontwikkelt genitaal tuberculus (verhevenheid uit het mesoderm)
• Door uitgroei van het endoderm sinus urogenitalis ontstaat de urogenitale plaat
  • Aan beide kanten ontstaan 2 mesodermale genitale plooien met daartussen de urethrale groeve
    • Aan beide kanten van de genitale plooien ontstaan nog meer plooien → labioscrotale zwellingen

Na de 7e week ontstaan verschillen:

• Bij de man
  1. De urethrale groeve vormt het spongieuze deel van de urethra
  2. De plooien groeien door testosteron naar elkaar toe → de urethrale groeve sluit
  3. Labioscrotale zwellingen gaan met elkaar fuseren → het scrotum ontstaat
  4. Uit de genitale plaat ontstaat bekleding van de urethra
  5. Uit het genitaal tuberculum ontstaat de glans penis
• Bij de vrouw 
  1. De urethrale groeve ontwikkelt tot vesibulum vaginae
  2. Er vindt geen fusie van de genitale plooien plaats → kleine schaamlippen ontstaan
  3. Labioscrotale zwellingen vormen de grote schaamlippen
  4. Uit het genitaal tuberculum ontwikkelt de glans clitoris

Descensus testis:

De testes worden hoog aangelegd (Th10) → de testis moeten nog indalen in het scrotum, waar het 2/3 graden koeler is. Dit gebeurt als volgt:

1. In het dorsale peritoneum ontwikkelt een bindweefselstrengetje: gubernaculum
2. Gubernaculum verkort door opzwelling van labioscrotale zwellingen
3. De testis wordt naar beneden getrokken → hierdoor ontstaat een uitstulping van de peritoneaal holte: de processus vaginalis

Zo wordt ook een lieskanaal gevormd. Als de processus vaginalis niet sluit ontstaat een liesbreuk.

Bij vrouwen vormt het gubernaculum de ovari die vastzitten aan het overium en de labioscrotale zwellingen. Deze gaan niet te ver naar beneden, omdat ze door de uterus tegengehouden worden.