Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья является частью серии, посвященной
Развитие систем органов
Нервная система
Пищеварительная система
Репродуктивная система
Мочеиспускательная система
Эндокринная система
Развитие человека
Сердечно-сосудистая система

Фетальной эндокринной системы является одной из первых систем, развиваются в процессе внутриутробного развития.

Надпочечники [ править ]

Кора надпочечников плода может быть идентифицирована в течение четырех недель беременности . [1] Кора надпочечников происходит от утолщения промежуточной мезодермы . [2] На сроке от пяти до шести недель беременности мезонефрос дифференцируется в ткань, известную как гонадный гребень. Гонадный гребень производит стероидогенные клетки как для гонад, так и для коры надпочечников. [3] Мозговое вещество надпочечников происходит из эктодермальных клеток.. Клетки, которые станут тканью надпочечников, перемещаются ретроперитонеально в верхнюю часть мезонефроса. На седьмой неделе беременности к клеткам надпочечников присоединяются симпатические клетки, которые происходят из нервного гребня и образуют мозговое вещество надпочечников . В конце восьмой недели надпочечники инкапсулировались и образовывали отдельный орган над развивающимися почками. [3] При рождении надпочечники весят примерно от восьми до девяти граммов (вдвое больше, чем надпочечники взрослого человека) и составляют 0,5% от общей массы тела. На 25 неделе у взрослых развивается зона коры надпочечников, которая отвечает за первичный синтез стероидов в первые недели постнатального периода. [1]

Щитовидная железа [ править ]

Щитовидная железа развивается из двух различных кластеризаций эмбриональных клеток. Одна часть связана с утолщением дна глотки, которое служит предшественником фолликулярных клеток, продуцирующих тироксин (Т 4 ). Другая часть происходит от каудальных расширений четвертых фарингобранхиальных мешочков, что приводит к образованию парафолликулярных клеток, секретирующих кальцитонин. [4] Эти две структуры проявляются к 16-17 дню беременности. Примерно на 24-й день беременности формируется отверстие слепой кишки, тонкий колбообразный дивертикул срединного зачатка . Примерно на 24-32 дня беременности средний зачаток превращается в двулопастную структуру. К 50 дню беременности медиальный и латеральный зачаток слились вместе. [5]На 12 неделе беременности щитовидная железа плода способна накапливать йод для производства ТРГ , ТТГ и свободного гормона щитовидной железы. В 20 недель плод способен реализовать механизмы обратной связи по выработке гормонов щитовидной железы. Во время внутриутробного развития Т 4 является основным гормоном щитовидной железы, в то время как трийодтиронин (Т 3 ) и его неактивное производное, обратный Т 3 , не обнаруживаются до третьего триместра. [1]

Паращитовидные железы [ править ]

Вид сбоку и снизу эмбриона, показывающий третью (нижнюю) и четвертую (верхнюю) паращитовидные железы на 6-й неделе эмбриогенеза.

По достижении эмбрионом четырех недель беременности паращитовидные железы начинают развиваться. [6] Человеческий эмбрион образует пять наборов глоточных карманов, выстланных энтодермой . Третий и четвертый мешочки отвечают за развитие нижних и верхних паращитовидных желез соответственно. [7] Третий глоточный мешок встречается с развивающейся щитовидной железой, и они мигрируют вниз к нижним полюсам долей щитовидной железы. Четвертый глоточный мешок позже встречается с развивающейся щитовидной железой и мигрирует к верхним полюсам долей щитовидной железы. На 14 неделе беременности паращитовидные железы начинают увеличиваться в диаметре с 0,1 мм до примерно 1-2 мм при рождении. [8]Развивающиеся паращитовидные железы физиологически функционируют начиная со второго триместра.

Исследования на мышах показали, что вмешательство в ген HOX15 может вызвать аплазию паращитовидной железы , что предполагает, что ген играет важную роль в развитии паращитовидной железы. [8] Также было показано, что гены TBX1 , CRKL , GATA3 , GCM2 и SOX3 играют решающую роль в формировании паращитовидной железы. Мутации в генах TBX1 и CRKL коррелируют с синдромом ДиДжорджи , в то время как мутации в GATA3 также приводят к синдрому, подобному ДиДжорджи. [9] Пороки развития гена GCM2 привели к гипопаратиреозу. [10]Исследования мутаций гена SOX3 показали, что он играет роль в развитии паращитовидных желез. Эти мутации также приводят к различной степени гипопитуитаризма. [11]

Поджелудочная железа [ править ]

Поджелудочная железа плода человека начинает развиваться к четвертой неделе беременности. Пять недель спустя начали появляться альфа- и бета-клетки поджелудочной железы . Достигнув восьми-десяти недель развития, поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин , глюкагон , соматостатин и полипептид поджелудочной железы . [12]На ранних стадиях развития плода количество альфа-клеток поджелудочной железы превышает количество бета-клеток поджелудочной железы. Альфа-клетки достигают своего пика на средней стадии беременности. От средней стадии до срока, бета-клетки продолжают увеличиваться в количестве, пока они не достигнут приблизительного соотношения 1: 1 с альфа-клетками. Концентрация инсулина в поджелудочной железе плода составляет 3,6 пмоль / г на сроке от семи до десяти недель и повышается до 30 пмоль / г на 16-25 неделе беременности. В ближайшем будущем концентрация инсулина увеличивается до 93 пмоль / г. [13] Эндокринные клетки разошлись по телу в течение 10 недель. На 31 неделе развития островки Лангерганса дифференцировались.

Хотя поджелудочная железа плода имеет функциональные бета-клетки к 14–24 неделе беременности, количество инсулина, которое выделяется в кровоток, относительно невелико. В исследовании беременных женщин, вынашивающих плоды на средней стадии беременности и на ближайших стадиях развития, у плодов не наблюдалось повышения уровня инсулина в плазме в ответ на инъекции высоких уровней глюкозы. [13] В отличие от инсулина, уровни глюкагона в плазме плода относительно высоки и продолжают увеличиваться во время развития. [14] На средней стадии беременности концентрация глюкагона составляет 6 мкг / г по сравнению с 2 мкг / г у взрослых людей. Как и инсулин, уровни глюкагона в плазме плода не изменяются в ответ на инфузию глюкозы. [15]Однако исследование инфузии аланина беременным женщинам показало, что увеличивает концентрацию глюкагона в пуповинной крови и материнской крови, демонстрируя реакцию плода на воздействие аминокислот. [13]

Таким образом, хотя альфа- и бета-островковые клетки поджелудочной железы плода полностью развиты и способны к синтезу гормонов в течение оставшегося периода созревания плода, островковые клетки относительно незрелы в своей способности вырабатывать глюкагон и инсулин. Считается, что это результат относительно стабильных уровней концентраций глюкозы в сыворотке плода, достигаемых за счет переноса глюкозы от матери через плаценту. С другой стороны, стабильные уровни глюкозы в сыворотке плода можно объяснить отсутствием передачи сигналов поджелудочной железы, инициированной инкретинами во время кормления. [15] Кроме того, клетки островков поджелудочной железы плода не могут в достаточной степени продуцировать цАМФ и быстро расщеплять цАМФ под действием фосфодиэстеразы.необходим для секреции глюкагона и инсулина. [13]

Во время развития плода накопление гликогена контролируется глюкокортикоидами плода и плацентарным лактогеном . Инсулин плода отвечает за увеличение поглощения глюкозы и липогенеза на этапах, предшествующих рождению. Клетки плода содержат большее количество рецепторов инсулина по сравнению с клетками взрослых, и рецепторы инсулина плода не подвергаются подавлению в случаях гиперинсулинемии . [13] Для сравнения, гаптические рецепторы глюкагона у плода ниже по сравнению со взрослыми клетками, а гликемический эффект глюкагона притупляется. [14] Это временное физиологическое изменение способствует ускорению развития плода в последнем триместре. Плохое лечение сахарного диабета у материсвязан с макросомией плода , повышенным риском выкидыша и дефектами развития плода. Гипергликемия у матери также связана с повышенным уровнем инсулина и гиперплазией бета-клеток у доношенных детей. [15] Дети матерей-диабетиков подвержены повышенному риску таких состояний, как полицитемия , тромбоз почечных вен , гипокальциемия , респираторный дистресс-синдром , желтуха , кардиомиопатия , врожденные пороки сердца и неправильное развитие органов. [16]

Гонады [ править ]

Основная статья: Развитие гонад

Репродуктивная система начинает развиваться на сроке от четырех до пяти недель беременности с миграции зародышевых клеток. Бипотенциальная гонада возникает в результате скопления медиовентральной области мочеполового гребня. Через пять недель развивающиеся гонады отделяются от зачатка надпочечников. Дифференциация гонад начинается через 42 дня после зачатия.

Развитие гонад у мужчин [ править ]

У мужчин семенники формируются на шести неделях плода, а клетки Сертоли начинают развиваться к восьмой неделе беременности. SRY , локус, определяющий пол, служит для дифференциации клеток Сертоли . Клетки Сертоли являются источником антимюллерова гормона . После синтеза антимюллерова гормон запускает ипсилатеральную регрессию мюллерова тракта и тормозит развитие женских внутренних особенностей. На 10 неделе беременности клетки Лейдига начинают вырабатывать андрогенные гормоны. Андрогенный гормон дигидротестостерон отвечает за развитие мужских наружных половых органов. [17]

Яички опускаются во время внутриутробного развития в двухэтапном процессе, который начинается на восьмой неделе беременности и продолжается до середины третьего триместра. Во время трансабдоминальной стадии (от 8 до 15 недель беременности) губернская связка сокращается и начинает утолщаться. Краниосупенсорная связка начинает разрушаться. Эта стадия регулируется секрецией инсулиноподобного 3(INSL3), релаксин-подобный фактор, продуцируемый яичками, и рецептор, связанный с G INSL3, LGR8. Во время трансингвинальной фазы (от 25 до 35 недель беременности) яички опускаются в мошонку. Эта стадия регулируется андрогенами, генитально-бедренным нервом и пептидом, связанным с геном кальцитонина. Во втором и третьем триместре развитие яичек завершается уменьшением эмбриональных клеток Лейдига, удлинением и скручиванием семенных канатиков . [18]

Развитие женских гонад [ править ]

У женщин яичники становятся морфологически видимыми к 8-й неделе беременности. Отсутствие тестостерона приводит к уменьшению вольфовских структур. Мюллеровы структуры остаются и развиваются в маточные трубы, матку и верхнюю часть влагалища. Мочеполовая пазуха развивается в уретру и нижнюю часть влагалища, половой бугорок - в клитор, урогенитальные складки - в малые половые губы, а урогенитальные вздутия - в большие половые губы. На 16 неделе беременности яичники вырабатывают рецепторы ФСГ и ЛГ / ХГЧ . На 20 неделе беременности предшественники клеток теки присутствуют и происходит митоз оогониев. На 25 неделе беременности яичник определяется морфологически ифолликулогенез может начаться. [18]

Исследования экспрессии генов показывают, что определенный набор генов, такой как фоллистатин и множественные ингибиторы циклинкиназы, вовлечены в развитие яичников. [19] Было показано, что набор генов и белков, таких как WNT4, [20] RSPO1, [21] FOXL2, [22] и различные рецепторы эстрогена [23] , предотвращает развитие яичек или происхождение мужских особей. типа ячеек. [24]

Гипофиз [ править ]

Гипофиз формируется в ростральной нервной пластинке. Сумка Ратке, полость эктодермальных клеток ротоглотки , образуется между четвертой и пятой неделями беременности [25] и после полного развития дает начало передней доле гипофиза. [26] К семи неделям беременности начинает развиваться сосудистая система передней доли гипофиза. В течение первых 12 недель беременности передняя доля гипофиза подвергается клеточной дифференцировке. На 20 неделе беременности портальная система гипофизаразработал. Сумка Ратке растет к третьему желудочку и сливается с дивертикулом. Это устраняет просвет, и структура становится расщелиной Ратке. Задняя доля гипофиза образована из дивертикула. Части ткани гипофиза могут оставаться в средней линии носоглотки. В редких случаях это приводит к функционированию опухолей носоглотки, секретирующих эктопические гормоны. [27]

Функциональное развитие передней доли гипофиза включает пространственно-временную регуляцию факторов транскрипции, экспрессируемых в стволовых клетках гипофиза, и динамические градиенты местных растворимых факторов. [28] [29] Координация дорсального градиента морфогенеза гипофиза зависит от нейроэктодермальных сигналов от морфогенетического белка 4 инфундибулярной кости (BMP4). [26] Этот белок отвечает за развитие начальной инвагинации сумки Ратке. Другими важными белками, необходимыми для пролиферации клеток гипофиза, являются фактор роста фибробластов 8 (FGF8), [30] Wnt4, [31] и Wnt5. [31]На формирование паттерна вентрального развития и экспрессию факторов транскрипции влияют градиенты BMP2 и sonic hedgehog белка (SHH). Эти факторы важны для координации ранних паттернов клеточной пролиферации. [32]

Через шесть недель беременности можно определить кортикотрофные клетки . К семи неделям беременности передний гипофиз способен секретировать АКТГ. В течение восьми недель беременности соматотрофные клетки начинают развиваться с цитоплазматической экспрессией гормона роста человека. Когда плод достигает 12 недель развития, тиреотрофы начинают экспрессию бета-субъединиц ТТГ, а гонадотрофы - бета-субъединицы ЛГ и ФСГ. [33] Плоды мужского пола преимущественно продуцируют гонадотрофы, экспрессирующие ЛГ, в то время как зародыши женского пола производят одинаковую экспрессию гонадотрофов, экспрессирующих ЛГ и ФСГ. [34] На 24 неделе беременности начинают появляться лактотрофы, экспрессирующие пролактин . [33]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Гарднер, Дэвид Дж .; Shoback, Долорес (2011). Основы и клиническая эндокринология Гринспена (9-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу Хилл. п. 562. ISBN. 978-0-07-162243-1.
  2. ^ Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. п. 839. ISBN 978-1437703245.
  3. ^ а б Песковиц, Ора Х .; Эугстер, Эрика А. (2004). Детская эндокринология: механизмы, проявления и управление (1-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 549. ISBN 978-0781740593.
  4. ^ Сантистебан, П. (2004). Браверман Л. Е., Утигер Р. Д. (ред.). Вернер и Ингбар "Щитовидная железа: фундаментальный и клинический текст" (9-е изд.). Дж. Б. Липпинкотт. С. 8–25. ISBN 978-0781750479.
  5. ^ Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. п. 844. ISBN 978-1437703245.
  6. ^ Гарднер, Дэвид G .; Shoback, Долорес (2011). Основы и клиническая эндокринология Гринспена (9-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу Хилл. п. 811. ISBN 978-0-07-162243-1.
  7. ^ Фишер, Делберт А .; Браун, Розалинд С. (2012). «Созревание функции щитовидной железы в перинатальном периоде и в детстве». Вернер и Ингбар "Щитовидная железа: фундаментальный и клинический текст" (10 изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 775–786. ISBN 978-1451120639.
  8. ^ a b Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. п. 851. ISBN. 978-1437703245.
  9. ^ Miao, D .; He B .; Караплис Ц .; и другие. (1 мая 2002 г.). «Гормон паращитовидной железы необходим для нормального формирования костной ткани плода» . J Clin Invest . 109 (9): 1173–1182. DOI : 10.1172 / JCI14817 . PMC 150965 . PMID 11994406 .  
  10. ^ Хохберг, Зеев; Тиосано, Д. (2004-03-10). «Нарушения минерального обмена». Детская эндокринология: механизмы, проявления и управление (1-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 614–640. ISBN 978-0781740593.
  11. ^ Чаша, MR; Несбит М.А.; Harding B .; и другие. (1 октября 2005 г.). «Интерстициальная делеция-вставка с участием хромосом 2p25.3 и Xq27.1, рядом с SOX3, вызывает Х-сцепленный рецессивный гипопаратиреоз» . J Clin Invest . 115 (10): 2822–2831. DOI : 10.1172 / JCI24156 . PMC 1201662 . PMID 16167084 .  
  12. ↑ Эдлунд, Х. (июль 2012 г.). «Органогенез поджелудочной железы - механизмы развития и значение для терапии». Nat Rev Genet . 3 (7): 524–32. DOI : 10.1038 / nrg841 . PMID 12094230 . 
  13. ^ a b c d e Сперлинг, Массачусетс; Тульчинский, Д .; Литтл, AB (1994-05-24). «Углеводный обмен: инсулин и глюкагоны». Эндокринология матери и плода (2-е изд.). Сондерс. С. 380–400. ISBN 0721642322.
  14. ^ a b Жирар, Дж. (ноябрь 1989 г.). «Контроль метаболизма глюкозы у плода и новорожденного гормонами поджелудочной железы». Клиническая эндокринология и метаболизм Байера . 3 (3): 817–836. DOI : 10.1016 / S0950-351X (89) 80055-2 . PMID 2698157 . 
  15. ^ a b c Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. С. 852–4. ISBN 978-1437703245.
  16. ^ Рахман, М. Эхласур; Хан, М.Р. (01.01.2011). «Неонатология». Сущность педиатрии (4-е изд.). Эльзевир. п. 44. ISBN 8131228045.
  17. ^ Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. п. 869. ISBN 978-1437703245.
  18. ^ a b Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. п. 881. ISBN. 978-1437703245.
  19. ^ Неф, S; Schaad O; Сваливание N; и другие. (15 ноября 2005 г.). «Экспрессия генов во время определения пола показывает надежную женскую генетическую программу в начале развития яичников». Dev. Биол . 287 (2): 361–377. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2005.09.008 . PMID 16214126 . 
  20. ^ Вайнио, S; Heikkila M; Kispert A; и другие. (4 февраля 1999 г.). «Развитие самок у млекопитающих регулируется передачей сигналов Wnt-4». Природа . 397 (6718): 405–409. DOI : 10.1038 / 17068 . PMID 9989404 . 
  21. ^ Шассо, А; Gregoire EP; Magliano M; и другие. (5 ноября 2008 г.). «Генетика дифференцировки яичников: Rspo1, главный игрок». Природа . 2 (4–5): 219–227. DOI : 10.1159 / 000152038 . PMID 18987496 . 
  22. ^ Уленхаут, N; Якоб С; Anlag K; и другие. (11 декабря 2009 г.). «Соматическое половое перепрограммирование взрослых яичников в яички с помощью абляции FOXL2» . Cell . 139 (6): 1130–1142. DOI : 10.1016 / j.cell.2009.11.021 . PMID 20005806 . 
  23. ^ Couse, J; Hewitt S; Связка D; и другие. (17 декабря 1999 г.). «Постнатальная смена пола яичников у мышей, лишенных рецепторов эстрогена альфа и бета» (PDF) . Наука . 286 (5448): 2328–2331. DOI : 10.1126 / science.286.5448.2328 . PMID 10600740 .  
  24. ^ Бевердам, А; Купман П. (1 февраля 2006 г.). «Профилирование экспрессии очищенных соматических клеток гонад мыши в течение критического временного окна определения пола выявляет новые гены-кандидаты для синдромов половой дисгенезии человека». Hum Mol Genet . 15 (3): 417–431. DOI : 10,1093 / HMG / ddi463 . PMID 16399799 . 
  25. ^ Ратке, Н (1838). "Ueber die Entsehung der glandula". Arch. Анат. Physiol. Wiss. : 482–485.
  26. ^ a b Etchevers, HC; Le Douarin NM; и другие. (1 апреля 2001 г.). «Головной нервный гребень обеспечивает перицитами и гладкомышечными клетками все кровеносные сосуды лица и переднего мозга». Развитие . 128 (7): 1059–1068. PMID 11245571 . 
  27. ^ Gleiberman, AS; Федцова Н.Г .; Розенфельд М.Г. (15 сентября 1999 г.). «Взаимодействие тканей в индукции передней доли гипофиза: роль вентрального промежуточного мозга, мезенхимы и хорды». Dev. Биол . 213 (2): 340–353. DOI : 10,1006 / dbio.1999.9386 . PMID 10479452 . 
  28. ^ Скалли, KM; Розенфельд М.Г. (22 марта 2002 г.). «Развитие гипофиза: регуляторные коды в органогенезе млекопитающих». Наука . 295 (5563): 2231–2235. DOI : 10.1126 / science.1062736 . PMID 11910101 . 
  29. ^ Уорд, Rd; Камень БМ; Raetzman LT; и другие. (Июнь 2006 г.). «Клеточная пролиферация и васкуляризация на мышиных моделях дефицита гормона гипофиза» . Мол Эндокринол . 20 (6): 1378–1390. DOI : 10.1210 / me.2005-0409 . PMID 16556738 . 
  30. ^ МакКейб, MJ; Gaston-Massuet C; Циафери V; и другие. (Октябрь 2011 г.). «Новые мутации FGF8, связанные с рецессивной голопрозэнцефалией, черепно-лицевыми дефектами и гипоталамо-гипофизарной дисфункцией» . J Clin Endocrinol Metab . 96 (10): 1709–1718. DOI : 10.1210 / jc.2011-0454 . PMC 3417283 . PMID 21832120 .  
  31. ^ а б Чжу, X; Ван Дж; Ju NG; Розенфельд М.Г. (декабрь 2007 г.). «Сигнализация и эпигенетическая регуляция развития гипофиза» . Curr Opin Cell Biol . 19 (6): 605–611. DOI : 10.1016 / j.ceb.2007.09.011 . PMC 2796608 . PMID 17988851 .  
  32. ^ Treier, M; Gleiberman AS; О'Коннелл С.М.; и другие. (1 июня 1998 г.). «Многоступенчатые сигнальные требования для гипофизарного органогенеза in vivo» . Genes Dev . 12 (11): 1691–1704. DOI : 10.1101 / gad.12.11.1691 . PMC 316866 . PMID 9620855 .  
  33. ^ a b Мелмед, Шломо; Полонский, Кеннет С. (2011). Учебник эндокринологии Уильямса (12-е изд.). Сондерс. п. 177. ISBN. 978-1437703245.
  34. ^ Аса, SL; Ковач К; Ласло Ф.А.; и другие. (1986). «Аденогипофиз плода человека: гистологический и иммуноцитохимический анализ». Нейроэндокринология . 43 (3): 308–316. DOI : 10.1159 / 000124545 . PMID 3016583 .