CUPRINS
PARTEA I - EMBRIOLOGIE UMANĂ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
EMBRIOLOGIE – GENERALITĂŢI GAMETOGENEZA FECUNDAŢIA ŞI NIDAŢIA SEGENTAŢIA ZIGOTULUI DEZVOLTAREA ANEXELOR EMBRIONARE PERIOADA EMBRIONARĂ PERIOADA FETALĂ PROCESUL DE CREŞTERE - VIAŢA EXTRAUTERINĂ DEZVOLTAREA PIELII ŞI A DERIVATELOR EI DEZVOLTAREA FEŢEI REGIUNEA BRANHIALĂ DEZVOLTAREA MEMBRELOR DEZVOLTAREA SISTEMULUI OSOS DEZVOLTAREA SISTEMULUI MUSCULAR DEZVOLTAREA APARATULUI RESPIRATOR DEZVOLTAREA APARATULUI CARDIOVASCULAR DEZVOLTAREA APARATULUI DIGESTIV DEZVOLTAREA APARATULUI EXCRETOR DEZVOLTAREA APARATULUI GENITAL DEZVOLTAREA SISTEMULUI NERVOS DEZVOLTAREA ORGANELOR DE SIMŢ
PARTEA a-II-a - GENETICĂ UMANĂ • • • • • •
DIVIZIUNEA CELULARĂ STRUCTURA ACIZILOR NUCLEICI CROMOZOMII UMANI. CONCEPTUL DE GENĂ MUTAŢII ŞI FACTORI MUTAGENI LEGILE LUI MENDEL MALFORMAŢIILE ŞI ETIOLOGIA ACESTORA. MALADII METABOLICE EREDITARE 1
PARTEA I EMBRIOLOGIE UMANĂ TEMA I – Săptămâna 1
EMBRIOLOGIE - GENERALITĂŢI Embriologia umană constituie o ştiinţă care prezintă originea şi dezvoltarea fiecărui organism viu, de la fertilizare până la naştere. Dezvoltarea embrionară începe odată cu fertilizarea, care are ca rezultat formarea zigotului. Urmează numeroase diviziuni celulare, diferenţieri ale acestora, care adaugă mereu ceva nou structural şi funcţional produsului de cincepţie. Astfel, pornind de la zigot, celula ou mică, se ajunge la organismul uman pluricelular definitiv structurat. Viaţa prenatală cuprinde trei perioade: • Perioada embrionară – durează trei luni şi se caracterizează printr-o organogeneză rapidă. • Perioada fetală precoce – trimestrul II al vieţii intrauterine – are loc desăvârşirea organogenezei. • Perioada fetală tardivă – trimestrul III – se produce perfecţionarea maturaţiei histologice şi biochimice a fătului. Fenomenul pregătitor preconcepţional cuprinde gametogeneza.
2
GAMETOGENEZA Cuprinde spermatogeneza şi ovogeneza. Spermatogeneza Spermatogeneza este procesul de formare a spermiilor şi începe la pubertate. Cuprinde următoarele faze: • Spermocitogeneza, care cuprinde perioada germinativă sau de proliferare şi perioada de creştere şi de maturizare. • Spermiogeneza. În perioada de proliferare, celulele germinale ale tubilor seminiferi încep să se dividă activ şi să dea naştere unor celule mici şi rotunde, numite spermatogonii, care au un reticul endoplasmatic bogat. Perioada de creştere şi de maturizare se manifestă prin aceea că, spermatogoniile acumulează material nutritiv, devenind spermatocite de ordinul I; sunt cele mai mari celule din linia seminală şi suferă două diviziuni succesive: • O primă diviziune heterotipică, reducţională, din care rezultă spermatocitele de ordinul II, celule care conţin numai jumătate din numărul de cromozomi ai spermatocitului de ordinul I (23 de cromozomi). • A doua diviziune de maturaţie este o diviziune homotipică ecvaţională, în care din spermatocitul de ordinul II rezultă spermatidele , celule mici care conţin acelaşi număr de cromozomi ca şi spermatocitele de ordinul II şi care, prin spermatogeneză, se transformă direct, fără diviziune, în spermii mature. Spermiile devin mobile numai în lichidul spermatic, produsul de secreţie al glandelor anexe spermatice – veziculele seminale şi prostata. Ele sunt expulzate odată cu sperma, prin actul de ejaculare. În spermă, printr-o singură ejaculare, se elimină aproximativ 300 de milioane de spermii. 3
O spermie matură are aspect flagelat şi este alcătuită dintr-un cap, o piesă intermediară şi o coadă. Capul spermiei este ovalar şi format în întregime din nucleu. În partea anterioară, are un corpuscul ascuţit, numit acrozom, cu care spermia perforează membrana ovulului în timpul fecundaţiei. Piesa intermediară a spermiei este alcătuită din gât şi dintr-o piesă de legătură. Coada spermiei este porţiunea cea mai lungă, care se subţiază treptat spre extremitatea sa. Spermiile sunt foarte mobile, exectând mişcări helicoidale de 2mm pe minut. Mişcările şi vitalitatea lor sunt în funcţie de condiţiile de mediu în care se găsesc şi variază cu temperatura. Soluţiile acide şi alcoolul le distrug, în timp ce soluţiile slab alcaline le activează. Ovogeneza Este procesul de formare a ovulelor şi se desfăşoară în ovare. Ovarele sunt formate din: • O porţiune centrală (medulara). • O porţiune periferică (corticala). La acest nivel se găsesc o serie de vezicule numite foliculi ovarieni. Forma iniţială este foliculul primordial, care este format dintr-o celulă centrală, numită ovocit, înconjurată de un strat de celule foliculare. Ovocitul suferă prima diviziune de maturaţie, devenind ovocit de ordinul al II-lea. Celulele foliculare se divid şi se dispun în mai multe straturi, formând, la periferia foliculului, membrana granulară. Într-un stadiu mai avansat de dezvoltare, se constată că între celulele membranei granulare apare o cavitate foliculară (antrul), în care se adună lichidul folicular, numit foliculină. Foliculul ajuns în această stare se numeşte folicul matur. Foliculul matur se apropie de suprafaţa ovarului, pe care o rupe în zona în care este amplasat. Se expulzează lichidul folicular şi odată cu el şi ovocitul; această eliminare se
4
numeşte ovulaţie. După expulzarea din folicul, ovocitul suferă a doua diviziune de maturaţie şi pătrunde în trompa uterină, unde devine ovul, fiind acum apt pentru fecundare. La nivelul ovarului, locul unde s-a rupt foliculul ovarian ia denumirea de corp galben. Corpul galben secretă hormonul progesteron. Dacă ovulul a fost fecundat, începând deci sarcina, corpul galben se dezvoltă, atingând 2 - 3 cm în diametru, şi rămâne în stare de funcţionare 5 - 6 luni. Acest corp galben se numeşte corp galben de sarcină. În a doua parte a sarcinii, el începe să involueze şi se transformă într-un corp fibros, corpus albicans. Dacă ovulul nu a fost fecundat, corpul galben involuează într-un interval foarte scurt, de 11 - 12 zile, şi poartă numele de corp galben menstrual.
FECUNDAŢIA ŞI NIDAŢIA Fecundaţia reprezintă procesul de fuziune a spermei cu ovulul (un singur spermatozoid fecundează un singur ovul). În urma procesului se formează celula ou (zigotul). La om, fecundaţia este internă şi are loc în două faze: • Faza de însămânţare, când spermiile vin în contact cu ovulul matur. • Faza de amfimixie, care reprezintă fecundaţia propriu-zisă. Fecundaţia are loc în treimea laterală a trompei uterine, după care zigotul, prin mişcările peristaltice ale musculaturii tubei uterine, este împins în uter, unde, în decurs de aproximativ trei zile, se fixează în mucoasa uterină prin nidaţie. Devine astfel o sarcină uterină normală. Sunt însă cazuri în care oul nu poate ajunge până la uter şi sarcina rămâne „extrauterină”; în astfel de cazuri, ovulul fecundat este împins în cavitatea peritoneală sau abdominală, prin mişcări antiperistaltice ale trompei uterine şi se fixează în abdomen, determinând o sarcină „abdominală”. De asemenea, este posibilă şi situaţia în care, din cauza unor deformări ale trompei uterine, sau din cauza unei dezvoltări prea rapide a oului, acesta nu mai poate înainta până în uter şi rămâne pe traiectul trompei uterine. În acest caz, apare o sarcină „tubară”. Şi într-un caz şi în altul de sarcină „ectopică”, produsul de concepţie nu este viabil, iar sarcina nu poate fi dusă la termen, determinând o ruptură a trompei cu hemoragii 5
masive; singura atitudine terapeutică în asemenea stări este intervenţia chirurgicală (de urgenţă). Nidaţia (încuibărirea) are loc după 11 zile de la fecundaţie. TEMA II – Săptămâna a-2-a SEGENTAŢIA ZIGOTULUI Procesul de diviziune succesivă a oului până se formează noul embrion trece prin mai multe etape sau stadii de dezvoltare. Unele celule mai mari se dispun în centru şi formează embrioblastul, adică matricea viitorului embrion. Alte celule mai mici se aşează la periferie şi formează trofoblastul ce asigură nutriţia embrionului. În această fază, oul are aspect de mură, de unde şi numele de „stadiul de morulă”. Apoi, oul intră în „stadiul de blastrulă”, când, prin creşterea rapidă a trofoblastului, între acesta şi embrioblast se creează o cavitate numită blastocel, plină cu lichid secretat de celulele din interior. Acum, oul se nidează în mucoasa uterină datorită enzimelor ce sunt elaborate de trofoblast şi care erodează mucoasa uterină, făcând un „pat” sau „loc de cuibărire” pentru ou. În prima săptămână de dezvoltare intrauterină, apare prima foiţă embrionară – endodermul. Aceasta este etapa endodermică. Endodermul se dezvoltă rapid şi din el se formează două cavităţi: ombilicală (sacul vitelin) şi amniotică (rol protector pentru embrion). În a doua săptămână de dezvoltare, apare şi a doua foiţă embrionară – ectodermul. Aceasta este etapa didermică. Din endoderm ia naştere o altă anexă a embrionului, numită alantoida, care va conţine, ulterior, vasele ombilicale. Concomitent, trofoblastul trimite pe faţa lui dinspre uter o serie de prelungiri, care vin în contact cu vasele sanguine din mucoasa uterină, pregătindu-se astfel formarea placentei. În săptămâna a treia de dezvoltare, apare a treia foiţă embrionară – mezodermul. Este etapa trtridermică. Embrionul are forma unui disc numit disc embrionar, ce începe să se alungească, luând forma unui pişcot plan. Este „stadiul de gastrulă”.
6
În stadiul următor al embriogenezei are loc sciţarea organelor axiale şi a formei umane a corpului embrionar, predominând procesele de organogeneză, adică de diferenţiere tisulară, cu formarea organelor, a aparatelor şi a sistemelor. Acesta este „stadiul de neurulă”. Odată diferenţiate, foiţele embrionare vor da naştere la diferite ţesuturi şi organe. Din ectoderm iau naştere: epidermul pielii (inclusiv glandele şi fanerele), cavităţile nazale, sinusurile, gura, organele de simţ, canalul anal, sistemul nervos şi hipofiza. Din mezoderm se formează: ţesutul muscular, ţesutul conjunctiv, sângele, măduva osoasă, ţesutul limfatic, epiteliile de la nivelul vaselor sanguine, a rinichilor, ureterelor, gonadelor, corticalei suprarenalelor. Din endoderm iau naştere: epiteliile din structura faringelui, tubei auditivă, amigdalelor, tiroidei, paratiroidelor, laringelui, timusului, traheei, plmânilor, tubului digestiv şi glandelor anexe, vaginului şi uretrei. DEZVOLTAREA ANEXELOR EMBRIONARE 1.
Vezicula amniotică ia naştere din fisura ectodermului. Aceasta este plină cu lichid şi are rol de protecţie în dezvoltarea embrionului şi a fătului.
2.
Vezicula ombilicală se dezvoltă din endoderm. Aceasta are caracter tranzitoriu. După a doua lună începe să regreseze şi să dispară complet. Are rol în: formarea primei circulaţii – circulaţia vitelină transportă substanţele nutritive la embrion.
3.
Alantoida – ia naştere din endoderm sub forma unui tub scurt. Vasele sanguine formează o cale importantă pentru circulaţia sanguină între făt şi placentă.
4.
Cordonul ombilical – ia forma definitivă între cea de a 21-25-a zi a vieţii embrionare. Prezintă în interior două artere şi o venă ce conţine sânge arterial oxigenat, cu circuit de la mamă la făt. Arterele sunt dispuse în spirală în jurul venei şi conţin sânge venos încărcat cu CO2, cu circuit de la făt la mamă.
5.
Placenta – la nivelul acesteia se petrec toate schimburile ce au loc între mamă şi făt. Aceasta este fixată pe peretele uterului. Este legată cu embrionul prin cordonul ombilical. Placenta este alcătuită din două părţi: fetală (placenta fetală) şi maternă (placenta maternă). Ambele părţi formează un organ unitar. Placenta mai are 7
următoarele funcţii: endocrină (secretă diferiţi hormoni: foliculină, progesteron, gonadotropină, hormoni de creştere) şi de apărare a fătului contra infecţiilor (permite trecerea anticorpilor de la mamă la făt şi se opune trecerii microorganismelor). PERIOADA EMBRIONARĂ • 30 de ore – celula-ou este clivată. • 3 zile – celula-ou – zigotul – se divide în 16 celule. • 5 zile – oul clivat prezintă trei foiţe embrionare. Astfel, din ectoderm se formează apoi celulele pielii, sistemul glandular, părul , unghiile, organele senzoriale şi sistemul nervos. Din mezoderm, vor apare muşchii, structurile profunde ale pielii, sistemul excretor. Din endoderm vor lua naştere organele interne (plămânii, glanda tiroidă, timusul, glandele salivare). Zigotul migrează din trompa uternă în uter. • O săptămână – zigotul capătă o nouă identitate – blastocit, formă sub care se implantează în uter. • 10 zile – volumul embrionului creşte de 8000 de ori, iar diametrul de 20 de ori. • 14 zile – se constituie celulele stem – fiecare în parte este capabilă să editeze memoria protogenetică a individului. • 3 săptămâni – ritmul de multiplicare a celulei nervoase este de 20000 de neuroni pe minut. Inima începe să bată. • 4 săptămâni – embrionul de 3mm secretă hormoni speciali care împiedică menstra mamei. • 5 săptămâni – embrionul îşi dezvoltă placenta şi bursa amniotică. Placenta se fixează în pereţii uterului pentru a-şi extrage oxigenul şi substanţele nutritive din organismul mamei. Nutriţia este histotrofă – hrănirea se face din secreţia mucoasei interne şi din substanţele sacului vitelin. • 7 săptămâni – se formează ochii, limba, gura. Embrionul iniţiază primele reacţii motrice. Ficatul este capabil să producă celulele din sânge.
8
PERIOADA FETALĂ (săptămâna a 9-a a dezvoltării – până la naştere) La începutul săptămânii a 9-a, capul încă mai reprezintă ½ din lungimea totală a corpului, dar până în săptămâna a 12-a ritmul său de creştere scade, în timp ce lungimea întregului corp devine mai mult decât dublă celei din săptămâna a 9-a. Faţa este largă, ochii lateralizaţi, cu pleoapele fuzionate, urechile încă în poziţia joasă. Membrele sunt scurte, cu degetele mici, dar până la finele săptămânii a 12-a, membrele superioare capătă proporţii definitive, în timp ce membrele inferioare îşi capătă proporţiile cu o săptămână mai târziu. În săptămâna a 10-a, ansele intestinale reintră în cavitatea peritoneală şi celomul cordonului ombilical dispare. Ficatul este principala sursă de elemente figurate sanguine, dar spre finele săptămânii a 12-a activitatea sa începe să scadă şi splina preia acest rol. Tot în această săptămână, organele genitale iau forma matură fetală, iar rinichiul îşi începe funcţia secretorie. Fetusul reacţionează la stimuli, dar mişcările lui nu sunt percepute de mamă. La finele săptămânii a 12-a, sunt prezente reflexul palpebral şi reflexul de succiune la atingerea buzelor. În săptămâna a 13-a, procesul de creştere se accelerează până în săptămâna a 16-a. Capul este mai mic raportat la dimensiunile corpului. Pe scalp au apărut firele de păr; membrele s-au alungit şi osificarea scheletului este avansată. Spre finele săptămânii a 16-a, ovarele diferenţiate conţin ovogonii şi foliculii primordiali. Între săptămânile a 16-20, creşterea în lungime are ritm încetinit, dar ajunge la aproximativ 50mm. Membrele inferioare şi-au căpătat proporţiile, iar mişcările fetale sunt simţite de către mamă. De la această dată, naşterea urmează la 147±15 zile.
9
În săptămânile 18-20, uterul este complet format şi începe să apară lumenul vaginal. În săptămâna a 20-a începe procesul de coborâre a testiculului. În aceste 3 săptămâni, tegumentul se acoperă cu vernix caseosa (secreţie grasă amestecată cu resturi de epiteliu descuamat), ce protejează pielea fetusului. La finele săptămânii au apărut firele fine de păr lanugo, cu rol de fixare pentru vernix caseosa. Sunt vizibile genele. Tot în această perioadă se formează grăsimea brown în jurul arterelor carotidă şi subclavie, posterior de stern şi perirenal. Ea conţine o mare cantitate de mitocondrii care, prin oxidarea acizilor graşi, menţin temperatura corpului. Săptămânile 21-25 sunt caracterizate prin creşterea mare în greutate. Corpul a devenit relativ proporţionat, dar pielea este încreţită, transparentă şi de culoare roşiatică, din cauza numeroaselor capilare sanguine. În săptămâna a 24-a celulele alveolare pulmonare elaborează suractantul, o substanţă lipidică, care scade tensiunea superficială la nivelul de contact aeralveolă, eliminând posibilitatea de atelectazie sau colaps pulmonar. Între să ptămânile 26-29, fetusul este viabil, chiar dacă se naşte prematur, datorită dezvoltării suficiente a plămânilor şi a vaselor sale. Sistemul nervos central este de ajuns de matur pentru a controla mişcările respiratorii ritmice şi temperatura corpului. Ochii se redeschid. Stratul de grăsime albă sucutanat este bine dezvoltat, în special în jurul articulaţiei radiocarpiene. La finele săptămânii a 28-a, eritropoieza scade la nivelul splinei, funcţia ei fiind preluată de măduva osoasă. În săptămânile 30-40, pielea devine netedă, cantitatea de grăsime albă ajunge la 7-8% din greutatea corpului. Reflexul pupilar la lumină este prezent din săptămâna a 30-a. În săptămâna a 36-a, circumferinţa capului este egală cu cea a abdomenului, după care ultima poate deveni mai mare. Cu cât se apropie termenul de naştere, creşterea încetineşte, la termen, fetusul are o lungime de 50-51cm vertex-călcâi şi o greutate de 3200-3400g. În ultimile săptămâni, fetusul scade cu cca 14g grăsime pe zi, grăsime care la naştere reprezintă cca 16% din greutatea corporală. Pielea devine albă sau roz-albăstruie, toracele este proeminent, testiculele sunt în scrot. În această ultimă perioadă, creşterea fetală este influenţată de glucoza maternă şi de către aminoacizii materni ca sursă de energie pentru metabolismul fetal. Insulina necesară 10
metabolismului glucidic este secretată de pancreasul fetal; insulina maternă străbate placenta în cantitate insuficientă. Alţi factori care influenţează dezvoltarea sunt: alimentaţia mamei, fumatul, sarcina gamelară, circulaţia placentară, factorii genetici
TEMA III – Săptămâna a-3-a PROCESUL DE CREŞTERE - VIAŢA EXTRAUTERINĂ La naştere, există aproximativ 100 de trilioane de celule în organism. 72 de ore – copilul poate pierde cca 10% din greutatea natală – 2500g. Talia natală este de 49cm. Reacţionează la figura umană şi este sensibil la lumină. Suspensia ventrală nu permite controlul asupra poziţiei capului. Copilul neo-natal are cel mai frecvent ochii albaştri, deoarece irisul nu dispune încă de melanocite. Treptat însă, aceştia produc pigmenţi care determină şi explică schimbarea culorii irisului. Pruncul întoarce capul dintr-o parte în cealaltă. 3 săptămâni – apare suferinţa. 1 lună – ridică pieptul. Membrele inferioare sunt destinse. Ţine capul în suspensie ventrală câteva secunde. Emite sunete laringiene. Se constată reflexul de mers şi de apucare prin flectarea degetelor în pumn. Priveşte persoane şi urmăreşte obiecte cinetice. Este atent la faţa mamei atunci când aceasta îi vorbeşte. Comută privirea în direcţia sunetului. Plânge la foame şi disconfort. Face mişcări atunci când i se vorbeşte sau zâmbeşte. 1½ lună – apar lacrimile. 2 luni - localizează şi fixează obiectele. Recunoaşte figura mamei. Apar surâsul şi plăcerea. Emite vocale solitare. E atent când i se vorbeşte. Zâmbeşte la contacte sociale. 3 luni - întinde mâna spre jucărie dar nu o nimereşte. Apare râsul şi se constată mimica dezolării. Urmăreşte mişcările propriilor mâini. Localizează direcţia sunetului. Via sunete articulate se manifestă gânguritul. Până să coboare laringele cu cca 3cm, copilul în acelaşi timp emite sunete şi deglutează. 11
Reflexul hidrocinetic al pruncului se explică prin experienţa ancorată intrauterin în oceanul amniotic. 4 luni - greutatea se dublează în raport cu cea natală. Poziţia capului e fermă iar mâinile se-ating în joacă. Nu poate ridica jucăriile pe care le scapă din mâini. Râde în hohote sau cascadă. Manifestă supărare şi furie la contuzionarea sau sistarea contactului social. Mimica şi gestica trădează plăcerea. 5 luni - apar anxietatea şi agresivitatea. Se sprijină în antebraţe şi îşi duce piciorul la gură. Ţine spatele drept. Duce obiectele la gură cu ambele mâini. Stropeşte cu apă. Întinde braţele spre biberon. Caută cu privirea obiectul de joacă atunci când îl scapă. Reţine în mână un obiect şi priveşte la altul. Mama devine persoana privilegiată. Deosebeşte persoanele străine de celelalte. 6 luni - volumul creierului atinge 50% din valoarea definitivă. Zâmbeşte imaginii din oglindă. Încearcă să recupereze obiectul pierdut. Surâde persoanei cunoscute. Trece repede de la plâns la râs. Imită mimica anturajului. 7 luni - se sprijină pe o mână şi se rostogoleşte. Ridică spontan capul. Duce mâncarea la gură cu o singură mână. Transferă un cub dintr-o mână în cealaltă. Spune Ba sau Da ori Ea. Vrea să fie cu mama şi în braţele ei în momentele de relaxare ori avanictemerale. Un grup de cercetători de la Universitatea Türku din Finlanda a descoperit că, dacă bebeluşilor adormiţi li se creează un mediu cu anumite sunete, în dimineaţa următoare ei le vor recunoaşte. Una din explicaţiile date de medici acestui fenomen este aceea că bebeluşii nu îşî debranşează creierul atunci când dorm, aşa cum se întâmplă în cazul adulţilor. La o vârstă precoce se ştie faptul că intuiţia şi instinctele acţionează în mod prioritar, pentru că lipsesc experienţele şi elementele care structurează o judecată analitică a puiului de om. Dar bebeluşii rămân conectaţi în mare măsură la stimulii externi - sunet, lumină, miros, contactul fizic pentru a acumula experienţe în mod continuu, dincolo de bariera ciclului veghe-somn. Pe măsură ce omul se îndreaptă spre maturitate, trecând prin copilărie şi adolescenţă, emisfera stângă a creierului e stimulată prioritar (memorie, analiză, strategie, logică), în detrimentul emisferei drepte (instinct, intuiţie, creativitate). Astfel, la adulţi, în timpul somnului, creierul se deconectează de la realitate, ceea ce permite ES să se refacă. În locul ei 12
este activată ED - somnul este una dintre metodele de anihilare a discernământului, alături de stres puternic, consum de droguri şi băuturi alcoolice. Gândirea alternativă e puţin productiv / unilateral / infirm.
Emisferele cerebrale - principalele specializări : EC-S
EC-D
Capacitate lingvistică Capacitate lingvistică pauperă Are nevoie de cuvinte Construieşte imagini dezvoltată Respectă sintaxa Priveşte aspecte non-verbale / paraSpirit logic-analitic-raţional Sintaxă verbale vizuală Sintaxă fonică Atenţie focalizată Atenţie difuză Conştiinţa timpului Non-temporal Limbaj digital Limbaj analogic Nevoia de explicaţie Se sprijină pe intuiţie Gândire secvenţială Holognosie
La copii - până la o anumită vârstă - creierul rămâne, în timpul somnului, conectat la stimulii externi, ceea ce înseamnă că bebeluşii accesează concomitent serviciile ambelor emisfere ale creierului. În starea de veghe se păstrează acelaşi tip de gândire izocronă -mult mai productivă şi mai vastă. Trecerea la gândirea alternativă începe odată cu intrarea copilului în sistemul educaţional instituţionalizat, unde - în mod eronat - se stimulează o gândire analitică, ceea ce provoacă un grav dezechilibru în personalitatea, comportamentul şi modul de a raţiona şi relaţiona al omului din viitor. 8 luni - apare bucuria. Cuvintele sunt tranşate sau măcelărite. Elementele izofone sunt iterate - MA-MA şi TA-TA. Teama faţă de persoanele alogene este manifestă. Revendică 13
prezenţa mamei. E capabil de furie pentru a obţine sau refuza ceva. Plânge când e certat şi se bucură atunci când i se vorbeşte frumos. 9 luni - adoptă şi speculează poziţia şarpelui. Caută şi descoperă obiectele ascunse. Se ridică singur în picioare. Arată un obiect cu arătătorul. Pronunţă un cuvânt cu sens. Bea din cană. Se exprimă prin gestică. 10 luni - greutatea în raport cu cea natală se triplează. Ascultă ceasul. Reacţionează când i se pronunţă numele. Suge policele. 1 an - copilul cu un volum al creierului de 60% din valoarea celui definitiv se ridică şi face câţiva paşi, dar cade. Se deplasează sprijinindu-se în mâni şi picioare. Merge ţinut de-o mână. Râde când îşi vede chipul în oglindă. Vrea să-l atingă, dar nu-1 recunoaşte încă. Reuşeşte să emită sunete cărora li se dă sau recunoaşte un sens. Loveşte mingea şi selectează jocurile. Imită câinele sau vaca şi ceasul. Manipulează linguriţa. 1 an şi 3 luni - merge singur. Se caţără pe scări. Stă în genunchi. Clădeşte un turn din 2 cuburi. Trasează o linie cu creionul. Priveşte atent imaginile tomice. Manifestă câteva dorinţe sau necesităţi. Se hrăneşte singur cu linguriţa. Îşi îmbrăţişează părinţii. 1½ an - copilul e sigur pe mersul lui. Construieşte un turn din 3 cuburi. Îl interesează pozele. Sare pe ambele picioare. Fuge cu dificultate. Răsfoieşte cartea ventilând 2 pagini deodată. Cunoaşte semnificaţia a 10 cuvinte. Vorbeşte despre el la altă persoană. Numeşte poze. Identifică mai multe părţi ale corpului. Formează propoziţii simple. Ajută la strânsul jucăriilor. Se echipează singur. 2 ani - volumul creierului atinge 75% din valoarea definitivă, iar capul copilului reprezintă '/5 din corp. Răsfoieşte o carte filă cu filă. Desenează cercul şi linia verticală. Aleargă. Cere hrană şi de băut. Spune când vrea să meargă la toaletă. Repetă cuvintele mamei. 2½ ani - apare controlul sfincterial. Merge pe vârfurile picioarelor. Copilul sare. Ţine creionul strâns în pumn. Realizează diferenţele de sex. Foloseşte pronumele Eu şi îşi descoperă numele întreg. 3 ani - Apare sentimentul de pudoare. Întreabă mereu De ce? Descoperă şi valorifică elemente de topică (sus - jos şi faţă - spate). Nu poate desena o dreaptă paralelă cu una din marginile mesei. Mănâncă decent Urcă scările alternând picioarele. Merge pe bicicletă. 14
Numără până la 10. Participă la jocuri simple. Stă într-un picior. Se spală pe mâini. Repetă cântece. Îşi cunoaşte numele şi sexul. Lobul frontal drept al creierului controlează percepţia sinelui. 4 ani – copilul, cu o înălţime dublă faţă de cea natală, achiziţionează cea. 50 de cuvinte pe lună. Sare într-un picior. Apare starea afectivă de mândrie. Distinge dreapta - stânga. Copilul nu înţelege noţiunea de echidistanţă. Numără monede. Spune o poveste. Mitraliază cuvintele. Merge singur la toaletă. 5 ani - fineţea auzului se dublează. Se raportează la alţii imitându-i. Apare limbajul interior. Se diferenţiază culorile intermediare - portocaliu/indigo. Distinge dimineaţa de seară. Numără 10 monede corect. Pune întrebări asupra sensului indicat sau vehiculat de cuvinte. Repetă regulile jocurilor. Pe linia generalizării observăm plasarea simetrică a punctelor de o parte şi de alta a mijlocului (intercalările). 6 ani - interogarea sau interpelarea celorlalţi vizează 29% explicaţii etiologice, 50% motivări psihologice şi 21% justificarea exigenţelor societăţii. Capul reprezintă '/6 din corp. Numeşte anotimpurile. 7 ani - creierul are 1200 de grame. Se descoperă conservarea masei. Cresc îndeosebi lobii frontali a căror pondere ajunge la 27% din masa cerebrală. Se cultivă simţul topografic. Se ajunge la generalizarea raportului de echidistanţă - punctele dispuse în linie dreaptă. Copilul abia intrat în şcoală va realiza la interval de 1 an conservarea volumului/greutăţii. Inteligenţa presupune concentrare de potasiu în creier. Emisia undelor tetha sucombă. Ele apar la adulţi doar în actele de dominare sau extensie a personalităţii, frustrare şi decizie.
TEMA IV – Săptămâna a-4-a
15
DEZVOLTAREA PIELII ŞI A DERIVATELOR EI Pielea Pielea are o dublă origine: ectodermală, pentru epidermă şi mezodermală pentru derm şi hipoderm. În luna a doua, epiderma este formată din două straturi: unul profund, germinativ, şi unul superficial denumit periderm. În decursul lunii a treia, apare şi al treilea strat, intermediar. Celulele mezenchimale, care vin în raport cu celulele ectodermale, se condensează, spre finele lunii a II-a, formând corionul (dermul). Tot în această perioadă, celulele mai profunde se diferenţiază în ţesut areolar subcutanat sau hipoderm. Părul Prima etapă în diferenţierea părului constă dintr-o invaginare a straturilor epidermei, în grosimea corionului. Această invaginaţie denumită folicul pilos este alcătuită, la periferie, dintr-un strat de celule cubice, ce va forma teaca externă a părului. Extremitatea liberă, profundă, a foliculului este dilatată, formând bulbul părului şi, în dreptul ei, mezenchimul condensat alcătuieşte papila părului. Unghiile Unghiile se formează printr-un proces de keratinizare a epidermei. În decursul lunii a treia, pe vârful degetelor, apar îngroşări ale epidermei. Acestea sunt denumite câmpuri ungheale. Unghia adevărată se formează în stratul profund al plicei ungheale proximale, care ia denumirea de matricea unghiei. Aceasta reprezintă zona de creştere şi se întinde distal sub forma unei zone albicioase numită lanula.
16
Glandele sudoripare Glandele sudoripare apar sub forma unor muguri plini. Mugurele se alungeşte şi capătul lui terminal formează o serie de anse caracteristice glandei. În luna a VII-a apare şi lumenul. Glandele sebacee Apar sub forma unui mugure plin al tecii externe a foliculului pilos. Ulterior, capătă lumen prin degenerescenţa grasă a celulelor centrale.
TEMA V – Săptămâna a-4-a
DEZVOLTAREA FEŢEI Dezvoltarea feţei se realizează între săptămânile 5-8, pe seama mugurilor formatori ai feţei. Mugurele frontal generează fruntea, osul frontal, oasele nazale.
17
Mugurele nazal medial generează porţiunea medială a oaselor nazale, septul nazal membranos, vomerul, lama perpendiculară a etmoidului, porţiunea mediană profundă a buzei şi gingiilor superioare, frâul buzei superioare, oasele incisive. Mugurele nazal lateral generează partea laterală a nasului până la unghiul medial al orbitei, partea laterală a oaselor nazale, procesul frontal al maxilarului, masele laterale ale etmoidului cu cornetul nazal superior şi cornetul nazal mijlociu, cornetul nazal inferior, lama ciuruită a etmoidului, osul lacrimal. Mugurele maxilar generează buza superioară, regiunea superioară a obrajilor, maxilarul, oasele zigomatice, oasele palatine, scuama temporalului. Mugurele mandibular generează buza inferioară, gingiile, frâul buzei inferioare, bărbia, partea inferioară a obrajilor, mandibula.
TEMA VI – Saptămâna a-5-a
REGIUNEA BRANHIALĂ
18
Această regiune are ca limite stomodeumul (situat superior), proeminenţa cardiacă (situată inferior) şi pereţii laterali ai capului şi gâtului (situaţi lateral). Ea generează formaţiuni din structura gurii primitive, a gâtului şi a toracelui. Regiunea este formată din arcuri şi şanţuri branhiale. Pe peretele faringian, în regiunea dorsală, există o zonă de formă triunghiulară, unde nu există şanţuri. Această zonă se numeşte câmp mezobranhial. Derivatele sale sunt: limba, epiglota şi tiroida. Limba se formează prin fuziunea a trei muguri linguali: • Un mugure central impar • Doi muguri laterali pereche Epiglota. Se dezvoltă din arcurile branhiale III şi IV. Ea se formează din prelungire eminenţei hipobranhiale (furcula) şi se continuă cu prelungirile aritenoide, care vor genera cartilajele aritenoide. Tiroida. Apare la sfârşitul săptămânii a 3-a. Ea se dezvoltă din planşeul viitorului faringe, unde, pe linia mediană, anterior de eminenţa hipobranhială, se formează o înfundare a endodermului (canalul tireoglos), care străbate planşeul cavităţii bucale. La extremitatea anterioară, canalul prezintă o dilataţie care dă naştere unui mugure, prin diviziunea căruia se formează lobii tiroidieni. În tiroidă se formează o serie de cavităţi (care vor genera foliculii tiroidieni). În luna a III-a, apare coloidul, care umple cavităţile foliculare.
TEMA VII – Săptămâna a-5-a
19
DEZVOLTAREA MEMBRELOR Modul lor de dezvoltare arată că sunt prelungiri ale peretelui lateral al corpului, care reprezintă primordiile membrelor. În decursul săptămânii a şasea, are loc o primă segmentare a primordiilor, prin apariţia unui şanţ circular, distal, ce separă paletele de restul membrului. Paletele sunt lăţite, în timp ce restul membrului a devenit cilindric. În săptămâna a şaptea, apare un nou şanţ care separă braţul de antebraţ (coapsa de gambă) şi concomitent apar îngroşările digitale, pe marginea liberă a paletelor.
TEMA VIII – Săptămâna a-6-a
DEZVOLTAREA SISTEMULUI OSOS
Dezvoltarea scheletului axial
Coloana vertebrală îşi are originea în celulele peretelui ventro-medial al somitelor care îşi pierd aranjamentul lor regulat şi formează o masă difuză numită sclerotom, care migrează şi înconjoară tubul neural. Această teacă mezenchimatoasă este divizată transversal prin septuri intersegmentare. Coastele apar ca prelungiri ale arcurilor vertebrale trimise între miotoame. Sternul. Schiţa sternului alcătuieşte barele sternale. Barele se apropie una de alta, pe linia mediană şi fuzionează formând sternul. Dezvoltarea craniului 20
Stadiul mezenchimatos. Apare dintr-o condensare a mezodermului înconjurător, care formează o capsulă în jurul encefalului. Stadiul cartilaginos. Apare sub forma unor centri în care ţesutul conjunctiv mezenchimatos se transformă în ţesut conjunctiv cartilaginos. Stadiul osos. La nivelul craniului cartilaginos, începe procesul de osificare prin apariţia unor centri primari de osificare. După naştere, apar centrii secundari de osificare, care duc la formarea osului definitiv. Dezvoltarea scheletului membrelor Membrul toracic şi centura scapulară. Clavicula. Blastemul ei apare în săptămâna a 6-a şi la embrionul de 15mm, la cele două extremităţi, se observă câte un centru de condrificare, dar, în acelaşi timp, în blastem apar şi centrii de osificare. Aceştia fuzionează la finele lunii a doua şi trimit prelungiri spre cartilajele extremităţilor, care între timp s-au format. Scapula posedă o schiţă unică cartilaginoasă, în care apar: un centru primar pentru corp, spină şi acromion; un al doilea centru primar pentru procesul coracoid, în primul an de la naştere. Humerusul. În perioade diferite, apar trei centri primari de osificare (unul pentru diafiză şi câte unul pentru fiecare epifiză). Radiusul se condrifică în săptămâna a şaptea, iar centrii de osificare apar după cum urmează: pentru epifiza proximală până la 8 ani, iar pentru epifiza distală în primul an după naştere. Ulna. Centrii de osificare apar pentru epifiza distală la 6 ani; pentru olecran, aceştia apar între 19-20 ani. Oasele carpului se osifică după naştere. Primul metacarpian are un centru epifizar proximal, spre deosebire de toate celelalte metacarpiene, care au câte un centru epifizar distal. 21
Atât metacarpienele, cât şi falangele, au toţi centrii prezenţi, la vârsta de 3 ani. Membrul pelvin şi centura pelvină. Coxalul se osifică prin trei centri care îşi fac apariţia în primele săptămâni, câte un centru de fiecare os. Oasele coxale, împreună cu sacrul, formează bazinul care, pe măsură ce creşte, suferă modificări importante în diametrele sale. Femurul are mai mulţi centri de osificare pentru epifiza proximală: pentru capul femural apare la 10 luni după naştere; pentru trohanterul mare între 3-5 ani; pentru trohanterul mic între 9-10 ani. Tibia. Fuzionarea epifizei proximale cu diafiza se face la pubertate. Centrul epifizei distale apare după luna a şasea. Fibula are un centru epifizar proximal care apare în jurul vârstei de 6 ani şi un centru epifizar distal, ce apare în prima jumătate a celui de-al 2-lea an. Oasele tarsului. Sunt prezente în momentul naşterii, deoarece şi funcţional sunt solicitate mai devreme. În toate cazurile, calcaneul şi astragalul au centrii apăruţi la această dată; cuboidul are acest centru numai în 60% din cazuri; în cel de-al doilea an, apare centrul exocuneiformului. Pentru celelalte tarsiene centrii apar în anul al 13-lea. Centrul cel mai tardiv este cel pentru tuberul calcanean, care apare între 8-9 ani. Metatarsienele şi falangele prezintă aceleaşi caracteristici ca şi metacarpienele şi falangele mâinii şi degetelor.
22
TEMA IX – Săptămâna a-6-a
DEZVOLTAREA SISTEMULUI MUSCULAR Primul semn al diferenţierii celulelor musculare, din masa de ţesut mezenchimatos, constă în alungirea celulelor ce vor deveni mioblaste. Indiferent de felul muşchiului căruia îi vor da naştere, aceste celule au un caracter comun: la data apariţiei sunt anastomozate între ele prin prelungirile lor. În protoplasma lor, numită sarcoplasmă, există formaţiuni granulare, prin unirea cărora se formează miofibrile. Mioblastele, ce vor deveni fibre ale muşchiului neted, se alungesc şi păstrează nucleul cu formă alungită în poziţie centrală. Primul muşchi neted care apare este cel din peretele esofagului (săptămâna a cincea). Fibrele ce vor deveni componente ale muşchilor striaţi, îşi diferenţiază în luna a treia, în miofibrile, benzi clare alternând cu benzi întunecate limitate la fasciculele de fibrile. Spre finele lunii a treia, mioblastele muşchilor striaţi prezintă nuclei numeroşi dispuşi central. În decursul lunii a cincea, nucleii sunt împinşi la periferie prin înmulţirea fibrilelor. Muşchiul cardiac derivă din mezodermul care înconjoară tubul cardiac primitiv. Miofibrilele apar la periferia celulei şi se continuă pe distanţe mari, trecând în protoplasma celulei vecine. Nucleii celulelor sunt centrali. Ceea ce caracterizează această musculatură este apariţia, în ultima perioadă a vieţii fetale, a discurilor intercalare.
23
TEMA X – Săptămâna a-7-a
DEZVOLTAREA APARATULUI RESPIRATOR Laringele Laringele are o origine dublă: regiunea supraglotică se dezvoltă din peretele ventral al faringelui, iar regiunea sub-glotică din extremitatea cranială a traheei. Traheea şi bronhiile După ce spre finele săptămânii a treia mugurele primitiv s-a bifurcat în cele două bronhii, segmentul cuprins între locul de bifurcare şi locul de origine se alungeşte devenind trahee. Plămânii Bronhiile primare încep să se ramifice: bronhia dreaptă dă două ramuri laterale, una superioară mică pentru lobul superior pulmonar, alta mijlocie pentru lobul mijlociu, capătul caudal al bronhiei primitive rămânând să deservească lobul inferior al pulmonulul drept. Bronhia primară stângă dă o singură ramificaţie laterală pentru lobul superior stâng, capătul terminal al bronhiei formând bronhia secundară inferioară pentru lobul inferior al pulmonului stâng. Mugurii bronhiali secundari se vor
24
divide dihotomic, în grosimea ţesutului înconjurător dorsal şi vor împinge treptat acest ţesut, care îmbracă aceste ramificaţii. Aceste ramificaţii şi învelişul lor alcătuiesc o proeminenţă ovală denumită proeminenţă pulmonară.
TEMA XI – Săptămâna a-8-a
DEZVOLTAREA APARATULUI CARDIOVASCULAR Primordiul cordului se formează într-o regiune numită arie cardiogenă, dintr-o structură numită tubul cardiac primitiv. Între săptămânile cinci-opt, tubul cardiac primitiv suferă un proces de remodelare şi septare prin care lumenul unic va fi transformat în cele patru camere ale cordului definitiv. În timpul săptămânii a şasea se formează un sept interventricular muscular ce va separa parţial ventriculele. În jurul zilei 26, în timpul remodelării atriale, partea superioară a atriului va fi coborâtă pe linie mediană. În ziua 28, această coborâre determină apariţia septului prim, de formă semilunară. În timp ce septul prim se dezvoltă, o porţiune de ţesut în forma de semilună apare în partea superioară a atriului drept, adiacent septului prim. Acesta este septul secund. Septul interatrial matur se formează prin fuzionarea celor două septuri parţiale embrionare, septul prim şi septul secund. Pe măsura dezvoltării septului prim, patru expansiuni tisulare se dezvoltă la periferia canalului atrioventricular. Aceste îngroşări poartă numele de pernuţe: dreaptă, stângă, superioară şi inferioară. Pernuţele superioară şi inferioară se unesc formând septul 25
intermediar care divide canalul atrioventricular comun în două canale atrioventriculare drept şi stâng. Valvele atrioventriculare încep să se formeze între săptămânile 5-8. Miocardul înconjurător al canalelor atrioventriculare drept şi stâng formează anterior şi posterior cuspidele. Aceste cuspide sunt strâns legate de marginea canalelor. Marginea liberă a fiecărei cuspide este ataşată de pereţii posteriori şi anteriori ventriculari prin tendoane subţiri numite coarde tendinoase care se inseră pe mici ridicături ale miocardului, numite muşchi papilari.
TEMA XII – Săptămâna a-9-a
DEZVOLTAREA APARATULUI DIGESTIV Aspecte generale Aparatul digestiv îşi are originea în segmentele tubului digestiv primitiv format din: Intestinul cefalic. Se întinde de la nivelul membranei faringiene şi până la jumătatea celei de a doua porţiuni a duodenului. Intestinul mijlociu. Se întinde până la flexura splenică. Intestinul posterior. Se întinde de la flexura splenică şi până la membrana cloacală (separă intestinul posterior de exterior). Esofagul
26
Esofagul prezintă două segmente, fiecare
având o origine separată: un segment
retrotraheal provenit din porţiunea faringiană a intestinului cefalic şi un segment infratraheal provenit din porţiunea pregastrică a intestinului cefalic. Stomacul Apare sub forma unei dilataţii fuziforme, aşezată în plan mediosagital. Deci prezintă două feţe, una dreaptă şi una stângă şi două margini (anterioară şi posterioară). La data apariţiei este situat în poziţie înaltă, în regiunea viitorului gât. În timpul coborârii, stomacul suferă modificări de formă şi poziţie. Stomacul se curbează mai mult pe marginea sa posterioară (marea curbură) şi mai puţin pe marginea anterioară (mica curbură). Tot ca o consecinţă a acestui proces, concomitent apare deplasarea de 90 de grade a stomacului spre dreapta. Intestinul Intestinul este un tub cu calibrul uniform, întinzându-se de la pilor până la cloacă. Ventral comunică cu vezicula ombilicală prin intermediul canalului vitelin. În raport cu originea canalului vitelin, intestinul este împărţit într-o ramură superioară şi o ramură inferioară. Din ramura superioară se diferenţiază duodenul, jejunul şi cea mai mare parte din ileon, iar din cea inferioară restul ileonului şi colonul cu segmentele sale. Cloaca este porţiunea dilatată, terminală, a intestinului posterior ce serveşte ca rezervor comun pentru urină şi fecale. Ficatul Ficatul apare sub forma unul diverticul ventral al intestinului anterior. Capătul cranial al acestui diverticul dă doi muguri: mugurele hepatic, mugurele veziculei biliare şi al canalului cistic. 27
Pancreasul Pancreasul apare în regiunea intestinului care va deveni duoden. El prezintă doi muguri: unul ventral şi unul dorsal. Mugurele pancreatic ventral formează partea inferioară a capului pancreatic. Restul pancreasului este dat de către mugurele dorsal.
TEMA XIII – Săptămâna a-10-a
DEZVOLTAREA APARATULUI EXCRETOR Aparatul uro-genital îşi are originea într-o bandă de ţesut, întinsă din regiunea cervicală până în regiunea caudală a embrionului, numită creastă uro-genitală. În ontogeneza şi filogeneza rinichiului, se succed trei etape: pronefros, mezonefros şi metanefros. Pronefrosul
28
Pronefrosul reprezintă prima etapă în dezvoltarea rinichiului ce apare încă de timpuriu. La om, el este un organ abia schiţat, rudimentar, având o existenţă pasageră. Astfel, în ziua a 28-a nu mai există nici o urmă a pronefrosului. Mezonefrosul La sfârşitul săptămânii a 4-a, înainte ca pronefrosul să regreseze definitiv, apare a doua schiţă a rinichiului - mezonefrosul. El va da naştere, la bărbat, canalelor excretoare ale testiculului, iar la femeie dispare fără a da derivate. Metanefrosul (rinichiul definitiv) Metanefrosul (rinichiul definitiv) îşi face apariţia încă din săptămâna a 5-a, înainte ca mezonefrosul să involueze. Metanefrosul are o dublă origine: diverticulul metanefrogen sau diverticulul ureteral şi blastemul metanefrogen (porţiunea caudală a cordonului nefrogen). La capătul terminal, diverticulul metanefrogen (mugurele ureteral) prezintă o dilataţie numită ampulă. Din mugurele ureteral se va forma ureterul. Sub acţiunea inductoare a blastemului metanefrogen, cu care ampula mugurelui ureteral este în contact, ampula proliferează şi se ramifică dihotomic, repetat, dând naştere pelvisului renal, calicelor mari, calicelor mici şi tubilor colectori ai rinichiului.
TEMA XIV – Săptămâna a-10-a
DEZVOLTAREA APARATULUI GENITAL 29
Organele genitale externe La finele săptămânii a 5-a, sub cordonul ombilical, se formează o ridicătură conică numită tuberculul genital. Tuberculul genital creşte formând schiţa penisului, sau a clitorisului. Diferenţierea testiculului În ţesutul central care formează medulara testiculului, se diferenţiază cordoane celulare, pline, aşezate radiar, în care se observă celulele germinale. Aceasta este schiţa viitorilor tubi seminiferi. Fiecare cordon testicular se divide în 3-4 cordoane flexoase numite tubi contorţi. Fiecare grup de tubi contorţi este separat de ceilalţi prin septuri conjunctive plecate de la albuginee spre mediastinul testicular, formându-se astfel lobulii testiculului.
Diferenţierea ovarului În masa centrală a glandei apar îngrămădiri de celule indiferente printre care se văd şi rare celule germinale. Sub epiteliul germinativ, periferic şi înconjurând medulara primitivă, se produce o îngrămădire celulară care formează corticala primitivă a ovarului. În decursul lunii a 3-a, ovarul creşte si epiteliul germinativ proliferează dând naştere corticalei secundare, în timp ce medulara şi corticala primară degenerează şi sunt invadate de o reţea vasculo-fibroasă. În acest mod ia naştere medulara definitivă.
TEMA XV – Săptămâna a-11-a 30
DEZVOLTAREA SISTEMULUI NERVOS Aspecte generale Sistemul nervos îşi are originea în placa neurală, întinsă de o parte şi de alta a liniei mediane a spatelui embrionar. Pe mijlocul ei apare un şanţ, şanţul neural. Marginile şanţului, care se înalţă, formează plicile neurale. Plicile neurale se unesc şi formează tubul neural. Măduva spinării Măduva spinării este formată pe seama porţiunii mijlocii şi inferioare a tubului neural.
Encefalul Encefalul se dezvoltă din porţiunea cefalică a tubului neural. După închiderea tubului neural, se văd cele trei vezicule: prozencefalul sau creierul anterior; mezencefalul sau creierul mijlociu şi rombencefalul sau creierul posterior. Din prozencefal iau naştere: • Rinencefalul sau creierul olfactiv, corpii striaţi, cortexul cerebral. • Veziculele optice, talamusul, metatalamusul, hipotalamusul, chiasma optică, hipofiza nervoasă, tuberculii mamilari.
31
Mezencefalul rămâne ca atare şi va da coliculii cvadrigemeni, tegmentul şi pedunculii cerebrali. Din rombencefal iau naştere: • Cerebelul, puntea. • Bulbul rahidian.
TEMA XVI – Săptămâna a-11-a
DEZVOLTAREA ORGANELOR DE SIMŢ Organele gustului Organele gustului sunt reprezentate prin mugurii gustativi. Ei se diferenţiază în decursul lunii a II-a sub forma unei îngroşări a epiteliului lingual, a vălului palatin, a epiglotei, fiind foarte numeroşi în peretele lateral al şanţului care înconjoară papilele circumvalate. Celulele epiteliale ale mugurilor se alungesc perpendicular pe suprafaţa epiteliului de origine şi se diferenţiază în celule gustative şi celule de susţinere. Celulele gustative se termină printr-o prelungire receptoare şi pe corpul lor se găsesc butonii terminaţiilor nervilor cerebrali VII, IX şi X. Aceşti muguri sunt conţinuţi într-o cavitate ovoidă a epiteliului, care se deschide la suprafaţă prin porul gustativ, prin care ies fibrele receptoare. Nasul şi formaţiunile olfactive Primordiul organului olfactiv apare sub forma a două plăci de ectoderm îngroşat, placodele olfactive, situate pe faţa infero-laterală a creierului anterior. În săptămâna a 5-a, 32
placodele se găsesc situate în fundul unor depresiuni, fosetele olfactive. Procesele nazale se unesc între ele şi cu mugurele maxilar, formând doi saci olfactivi orbi. Orificiile de intrare în sacii olfactivi reprezintă narinele primitive; membrana buconazală, care separă sacii olfactivi de stomodeum, se resoarbe şi apar coanele primitive. Septul nazal creşte, se uneşte cu premaxila şi cu palatul dur, separând cele două fose nazale. Ochiul şi anexele sale La formarea ochiului şi a anexelor sale, iau parte tubul neural (care generează retina), ectodermul (care generează cristalinul) şi mezodermul (care generează tunicile ochiului). Urechea Urechea internă este de origine epitelială şi primordiul ei este o îngroşare ectodermală situată de o parte şi de alta a creierului posterior. Urechea medie este derivată a pungii branhiale endodermice. Urechea externă. Meatul acustic extern este derivatul primei pungi ectodermice.
33
PARTEA a-II-a GENETICĂ UMANĂ
TEMA XVII – Săptămâna a-12-a
34
DIVIZIUNEA CELULARĂ Diviziunea mitotică Principalele etape ale mitozei sunt următoarele: • Profaza - se caracterizează prin „apariţia” cromozomilor şi a fusului de diviziune. • Prometafaza - membrana nucleară dispare. Cromozomii se ataşează prin centromer pe fibrele fusului extins între centrioli. • Metafaza - este faza în care se observă cel mai bine că, cromozomii sunt scindaţi în două cromatide. Ei se dispun într-un plan ecuatorial al celulei. • Anafaza - cromatidele aceluiaşi cromozom se separă şi se îndreaptă spre fiecare pol al fusului. • Telofaza - membrana nucleară se reformează. Cromozomii nu mai sunt individualizaţi. Diviziunea mitotică are loc în celulele somatice ale corpului şi conduce la apariţia a două noi celule fiice, fiecare cu 2n ( 46 ) de cromozomi, care vor rămâne „în repaus” până la următoarea diviziune. Diviziunea meiotică Meioza comportă două stadii, unul reducţional şi altul divizional sau ecvaţional. În profaza primei diviziuni meiotice se disting cinci faze: • Leptoten: cromozomii au forma unor filamente subţiri; ei sunt deja replicaţi; • Zigoten: se distinge prin împerecherea cromozomilor omologi. • Pahiten: este un stadiu în care sinapsa este completă. Cromozomii continuă să se contracte. Perechile de cromozomi asociaţi se numesc bivalenţi; • Diploten: atracţia dintre cromozomii omologi încetează şi ei tind să se separe. • Diachineză - se distinge prin spiralizarea accentuată a cromozomilor. 35
A doua diviziune meiotică este similară cu diviziunea mitotică. Urmează fazele: • Prometafază: membrana nucleară dispare şi începe formarea fusului. • Metafaza: Cromozomii se dispun într-un plan ecuatorial al celulei • Anafază: cromozomii omologi, fiecare format din două cromatide, se separă şi fiecare migrează spre unul dintre polii celulei. • Telofază: începe despiralizarea cromozomilor. Meioza are loc în gonade, în cursul căreia din celule diploide se formează gameţi haploizi; numărul de cromozomi diploid se reduce la numărul haploid (23).
TEMA XVIII– Săptămâna a-12-a
STRUCTURA ACIZILOR NUCLEICI Acizii nucleici sunt biomolecule cu grad înalt de polimerizare, unitatea de structură fiind nucleotidul. Nucleotidul este constituit din: baza azotată, pentoza, radicalul fosfat. • Bazele azotate: bazele purinice: bazele purinice din structura acizilor nucleici sunt adenina (A) şi guanina(G); bazele pirimidinice sunt reprezentate prin timină (T), citozină (C) şi uracil (U). • Pentoza. În structura acizilor nucleici găsim dezoxiriboza (în ADN) şi riboza (în ARN). • Radicalul fosfat. 36
Acidul dezoxiribonucleic (ADN) Structura primară este rezultatul succesiunii a patru tipuri de nucleotide, cu formarea lanţului polinucleotidic (monocatena) din componenţa moleculei de ADN. Structura secundară. Molecula de ADN natural are o structură dublu catenară. Structura terţiară. Se consideră că ADN-ul are catenele complementare antiparalele spiralizate în jurul unui ax ipotetic comun, cu rotaţie orientată spre dreapta. Tipuri de ADN celular. În celula eucariotelor găsim ADN nuclear (cromozomial) şi ADN mitocondrial (citoplasmatic). Acidul ribonucleic (ARN) Structural, molecula de ARN, prezintă câteva particularităţi: componenta glucidică este riboza; timina este înlocuită în ARN cu uracilul; ARN are o strucură monocatenară. Există mai multe tipuri de ARN: ARN-m. Acest ARN este purtătorul mesajului genetic corespunzător genei pe care a copiat-o din structura ADN. ARN-r - localizat în masa ribozomilor. ARN-t - îndeplineşte funcţia de cărăuş „specific" al aminoacizilor spre locul de formare a proteinelor. Codul genetic Informaţia genetică este înregistrată în moleculele de acizi nucleici sub forma unui cod, iar acest cod este determinat de ordinea nucleotidelor în cadrul structurii primare a ADN-ului. Codul genetic se caracterizează prin câteva proprietăţi: • Unitatea de funcţie pentru codul genetic este codonul (format din trei nucleotide).
37
• Codul este degenerat - nu există „virgule” (codonii nu prezintă limită de demarcaţie între ei). • Codul genetic nu este suprapus (un acelaşi nucleotid nu poate aparţine la doi codoni vecini). • Codul genetic este universal în lumea vie.
TEMA XIX – Săptămâna a-13-a
CROMOZOMII UMANI. CONCEPTUL DE GENĂ Numărul cromozomilor la om În mod normal, la specia umană numărul cromozomilor în celula somatică este de 46, iar în celulele gametice de 23. În celulă există două tipuri de cromozomi: cromozomi somatici sau autozomi şi cromozomi sexuali sau gonozomi. Astfel, în celula somatică diploidă găsim (normal) 44 autozomi şi doi cromozomi sexuali care pot fi XY la mascul (46, XY) şi XX la femeie (46, XX). În celulele gametice haploide, cu număr înjumătăţit de cromozomi, găsim la femeie 22 autozomi şi un cromozom X (23, X), iar la bărbat 22 autozomi şi un cromozom X sau Y (23, X sau 23, Y). Morfologia cromozomilor umani Dintre elementele morfologice ale unui cromozom menţionăm: 38
• Cromatidele. Fiecare cromozom se prezintă format din două subunităţi filamentoase, numite cromatide. • Centromerul este zona unde cele două cromatide sunt unite. • Braţele cromozomului: braţul scurt notat convenţional cu „p” şi braţul lung, notat cu „q”. • Sateliţii sunt formaţiuni mici, cu aspect corpuscular, situate la extremitatea unui braţ cromatidic, legate de corpul cromozomului printr-un filament subţire. • Telomerele. Înţelegem prin telomer structura din zona terminală, liberă, a unui cromozom, care asigură individualitatea şi nefuziunea între cromozomi. Nomenclatura şi tipul cromozomilor umani În funcţie de poziţia centromerului şi diferenţa de lungime între braţele „p” şi „q”, folosim următoarea nomenclatură: • Cromozom metacentric este cromozomul la care braţele „p” şi „q” sunt egale. • Cromozom submetacentric este atunci când centromerul delimitează un braţ scurt proximal „p” şi un braţ lung distal „q”. • Cromozom acrocentric este atunci când centromerul cu poziţie aproape terminală delimitează un braţ „p” foarte scurt. • Cromozomul telocentric este cromozomul care nu prezintă decât un singur braţ „q” datorită poziţiei strict terminală a centromerului
Conceptul de genă „Gena" poate fi definită ca un „segment polinucleotidic din molecula de ADN (cromozomial sau mitocondrial) care deţine informaţia genetică necesară sintezei unui lanţ polipeptidic cu structură şi funcţie specifice”. 39
Din punct de vedere structural, genele sunt formate dintr-o alternanţă de secvenţe informaţionale (exoni) şi secvenţe noninformaţionale (introni). Intronii sunt transcrişi iniţial în ARN (ARN premesager), dar, ulterior, sunt eliminaţi. ARN-ul mesager matur se formează prin sudarea exonilor. Numai acest ARN părăseşte nucleul celulei şi trece în citoplasmă. Alelele reprezintă forme contrastante ale genei, care condiţionează mai multe forme de exprimare a unui caracter. Totalitatea genelor unui organism poartă denumirea de genotip. Fenotipul reprezintă suma însuşirilor morfologice, fiziologice, biochimice şi de comportament ale unui individ, ca rezultat al interacţiunii dintre genotip şi mediu.
TEMA XX– Săptămâna a-14-a
MUTAŢII ŞI FACTORI MUTAGENI Clasificarea mutaţiilor Există trei tipuri principale de mutaţii: mutaţii genomice, mutaţii cromozomice şi mutaţii genice. Mutaţii genomice Mutaţiile genomice sunt abateri de la numărul cromozomilor în celula gametică sau somatică a individului. Aceste abateri sunt consecinţa unor anomalii apărute în timpul meiozei sau mitozei. Mutaţiile genomice pot fi clasificate în : aneuploidii şi poliploidii. 40
• Aneuploidia este situaţia când în gamet, zigot sau celulă somatică există un cromozom în plus sau în minus (genomul are 47 sau 45 de cromozomi). Situaţiile în care genomul este suplimentat cu 1; 2; 3; 4 cromozomi, se definesc astfel: trisomia (47 cromozomi); tetrasomia (48 cromozomi); pentasomia (49 cromozomi), hexasomia (50 cromozomi) etc. • Poliploidia apare atunci când în celulă sunt prezente seturi haploide suplimentare de cromozomi, faţă de numărul normal. După numărul de seturi haploide, celulele pot fi: triploide (un set haploid suplimentar-46+23=69 cromozomi); tetraploide (două seturi haploide suplimentare - 46+46=92 cromozomi); poliploide ( mai multe seturi haploide suplimentare) etc. Mutaţii cromozomice Din această grupă menţionăm următoarele tipuri: 1. Aberaţiile intracromozomiale pot fi evidenţiate prin: • Cromozomii inelari. • Inelele acentrice. • Inversia paracentrică. • Inversia pericentrică. 2. Aberaţiile intercromozomiale sunt de tipul: • Duplicaţia cromozomică. • Cromozomii policentrici. • Translocaţii (fuziuni) intercromozomiale.
Mutaţii genice
41
Mutaţia genică se realizează prin următoarele mecanisme: • Substituţia unei baze azotate. • Deleţia unei baze. • Adiţia unei baze. • Inversia unui codon. Factori mutageni Mutaţia este schimbarea bruscă în zestrea genetică, ca răspuns la acţiunea unor factori (endogeni sau exogeni) modificanţi. Mutaţiile pot fi clasificate în: Mutaţiile spontane. În populaţie se produc mutaţii la care nu putem defini cu precizie cauzele apariţiei lor. Mutaţiile induse. Modificările înscrise în zestrea genetică a organismelor, induse de factori (nocivi) cunoscuţi, în condiţii naturale sau artificiale, sunt considerate mutaţii induse sau artificiale. Factorii mutageni care induc mutaţii în numărul şi structura cromozomilor sau genelor din celulele somatice şi germinative sunt împărţiţi în trei grupe: fizici, chimici-medicamentoşi şi biologici. Factori mutageni fizici. Ca factori fizici, implicaţi în efectele mutagene ale materialului genetic, sunt radiaţiile, şi, în special, radiaţiile ionizante. Factori mutageni chimici şi medicamentoşi – sunt reprezentaţi de: agenţii alchilanţi, peroxizii organici, analogii bazelor azotate, unele antibiotice, acridinele. Factori mutageni biologici. Dintre virusurile considerate a induce efecte mutagene menţionăm pe cele implicate în următoarele boli: • Rubeola. • Oreionul. • Hepatita infecţioasă. 42
În apariţia mutaţiilor genice este implicată şi vârsta genitorilor.
TEMA XXI – Săptămâna a-14-a
LEGILE LUI MENDEL Legile sau regulile mendeliene sunt enunţate în felul următor: Monohibridismul şi legea purităţii gameţilor. Conform acestei legi, gameţii sunt întotdeauna puri din punct de vedere genetic, adică nu conţin decât unul dintre factorii ereditari pereche. Prin combinarea probabilistică a acestor gameţi puri, apare, în generaţia a doua, fenomenul segregării, în proporţie de 3 dominant la 1 recesiv. Dihibridismul şi legea segregării independente a perechilor de caractere. Fiecare pereche de factori ereditari segregă independent de alte perechi de factori ereditari. Raportul de segregare în generaţia a doua este de 3 dominant la 1 recesiv pentru fiecare pereche de factori ereditari. În cazul a două perechi de caractere, raportul de segregare este de 9:3:3:1. Legile mendeliene se aplică şi la specia umană. Omul nu constituie însă un material comod pentru cercetarea genetică, din punctde vedere al legilor lui Mendel, din următoarele motive: • Experimentul nu este conceput pe specia umană (imposibilitatea de „încrucişări" consangvine). • Este dificil de a urmări legile ce guvernează transmiterea caracterelor ereditare, deoarece la edificarea unui caracter participă mai multe sisteme. • La om există un număr mic de descendenţi realizat de un cuplu etc. 43
TEMA XXII – Săptămâna a-15-a
MALFORMAŢIILE ŞI ETIOLOGIA ACESTORA. MALADII METABOLICE EREDITARE Malformaţii congenitale Malformaţia congenitală este o anomalie anatomo-structurală importantă, prezentă la naşterea copilului. Aceste malformaţii sunt rezultatul unor tulburări ale dezvoltării embrionare survenite în cursul primelor trei luni de viaţă intrauterină. Cele mai frecvente malformaţii sunt: malformaţiile membrelor, malformaţiile cardiace, malformaţiile organelor genitale externe, malformaţiile digestive şi ale diafragmului, aberaţiile cromozomice, malformaţiile faciale, malformaţiile sistemului nervos, malformaţiile renale şi urinare. Morfodisplazii genomice Morfodisplaziile determinate de „alterarea” genomului sunt cele mai severe pentru individ. Datorită malformaţiilor majore, induse de aberaţiile genomice şi cromozomice, majoritatea sunt neviabile. Frecvent întâlnite în populaţie la nou-născuţi sau la embrionii spontan avortaţi sunt: trisomia 21, trisomia 18, trisomia 13, sindromul Turner 45, X0; trisomia X (47, XXX); sindromul tetra sau penta (48, XXXX; 49, XXXXX), sindromul Klinefelter (47, XXY); dublul cromozom Y (47, XYY).
44
Genopatiile Grupul de boli date de mutaţii genice sunt condiţionate de mutaţia unei gene sau a mai multor gene. Genomutaţiile pot fi împărţite în două mari grupe de boli: boli moleculare monogenice şi boli poligenice. • Bolile moleculare monogenice sunt: Sindromul Down (trisomia 21). Sindromul Edwards (trisomia 18). Sinromul Patau (trisomia 13). Sindromul Turner (45, X 0). Sindromul Klinefelter (47, XXY). Sindromul extra X (47, XXX) şi extra Y (47, XYY). • Bolile poligenice. Majoritatea acestor boli de predispoziţie genetică sunt condiţionate poligenic. În acest grup, indivizii moştenesc nu boala ca atare, ci predispoziţia genetică pentru o anume boală, iar factorii de mediu direcţionează efectul morbid. Ca boli de predispoziţie genetică menţionăm: diabetul zaharat, hipertensiunea arterială esenţială, ulcerul gastroduodenal, cardiopatiile ischemice, dischineziile biliare, boala litiazică, majoritatea malformaţiilor viabile (cauzate de mutaţii poligenice), schizofrenia, unele forme de cancer (de exemplu, cancerul de sân) etc. Factori teratogeni Factori materni. Vârsta părinţilor, mai ales a mamei, poate influenţa apariţia malformaţiilor. Starea nutriţională a mamei gestante este un alt factor de influenţă în dezvoltarea embrionului. Deficienţa în: vitamine, substanţe minerale, aminoacizi esenţiali etc. măreşte 45
incidenţa malformaţiilor la nou-născut, ridică indicele de mortalitate perinatală precum şi cel de naşteri premature. Şi antecedentele ginecologice ale gestantei pot constitui factori ce perturbă dezvoltarea embrionului. Întreruperea unei sarcini este urmată de instalarea unei zone (zona de nidare) unde activitatea endometrului este deficitară sau anormală. Dintre femeile care au născut copii malformaţi, peste 60% au avut în antecedenţă cel puţin o întrerupere de sarcină. Efecte teratogene pot fi cauzate de unele boli cronice cum sunt: diabetul, obezitatea, hipertensiunea arterială etc. Factori fizici. Radiaţiile ionizante sunt frecvent implicate în apariţia malformaţiilor congenitale. S-a stabilit că peste 80% dintre copiii care mor de leucemie sau tumori maligne au fost iradiaţi în perioada embriofetală, în urma unei radiografii obstetricale la organismul matern. Factori chimici şi medicamentoşi. Unele substanţe chimice si medicamente au efect teratogen important. Pentru a-şi exercita efectul distructiv la nivelul embrionului sau fătului, trebuie traversată bariera placentară. Dintre produsele chimice şi medicamentoase cu efecte nocive pentru embrion şi făt menţionăm: • Substanţe chimice ca: insecticide, ierbicide, pesticide, sulfură de carbon, benzen, ioni de mercur, plumb, cupru, fosfor etc., care ingerate prin diferite căi de organismul matern gestant, măresc incidenţa de avorturi spontane şi naştere de copii malformaţi. • Medicamente de tipul: barbiturice, chinină, talidomidă, sedative, hidroxizine, antimitotice, unele tipuri de antibiotice (streptomicină şi tetraciclină), hormoni (steroizi, androgeni, progestogeni, cortizon, hormoni hipofizari); ele induc, de asemenea, efecte teratogene la embrion. De exemplu, anticonvulsivantele (cum este hidantoina), antagoniste ale acidului folic, dau anomalii ale dezvoltării feţei şi malformaţii cardiace. Factori biologici. Agenţii infecţioşi de natură virală ca: rubeola, rujeola, hepatita virală, herpesul, parotidita, poliomielita, virusul gripal etc. pot induce efecte teratogene. 46
Maladii genetice de metabolism ce afectează sinteza aminoacizilor Fenilcetonuria sau oligofrenia fenil piruvică. Este o maladie metabolică umană cu o frecvenţă de 1/25000 de nou-născuţi. Boala este uşor detectabilă, deoarece prezenţa acidului fenil piruvic în urina bolnavilor poate fi evidenţiată cu FeCl 3, care dă o coloraţie verde caracteristică. Cauza acestei maladii este blocarea transformării fenilalaninei în tirozină datorată deficienţei enzimei hepatice fenilalanin-hidroxilaza. Din această cauză, în organism se acumulează acid fenil piruvic, care prin analogia sa structurală cu fenil-alanina se substituie acesteia în procesele metabolice şi le dereglează, în primul rând fiind afectat sistemul nervos (idioţi fenil piruvici). Tratamentul acestei maladii se realizează printr-un regim alimentar aplicat copiilor până la vârsta de 3 ani, din care s-a eliminat fenilalanina. Gena mutantă ce determină blocajul sintezei enzimei fenilalanin-hidroxilaza este o genă autozomală recesivă, responsabilă de o distribuţie egală la ambele sexe a maladiei. Alcaptonuria. Este o maladie metabolică ereditară, provocată de o mutaţie a genei implicate în transformarea acidului homogentizic (alcapton) în acid fumaric şi acid acetoacetic. Enzima care catalizează această reacţie este homogentizat-oxidaza din ficat şi rinichi, iar gena care determină sinteza sa este recesivă, plasată pe autozomi. Din cauza absenţei enzimei respective la bolnavii de alcaptonurie, acidul homogentizic (alcaptonul) nu este degradat, se acumulează în organism şi este eliminat direct în urină. Fiind un agent puternic reductor, alcaptonul se oxidează uşor şi determină o coloraţie închisă a urinei. Albinismul. Este o maladie metabolică provocată de o genă autozomală recesivă, implicată în sinteza enzimei tirozinaza, care catalizează formarea DOPA kinonei din 3,4dehidroxifenil-alanina (DOPA) ce provine din tirozină. Blocarea formării DOPA kinonei determină imposibilitatea sintezei indol 5,6 kinonei, care prin copolimerizare cu o proteină formează granulele de melanină. Absenţa acestui pigment din piele, păr şi ochi este asociată cu defecte de vedere, sensibilitate la lumină etc. Fiind determinată de o genă autozomală recesivă, maladia apare în majoritatea cazurilor la descendenţii indivizilor heterozigoţi aparent sănătoşi. 47
Tirozinoza. Este o maladie metabolică foarte rară, cauzată de deficienţa enzimei phidroxipiruvat-oxidaza, care catalizează transformarea acidului p-hidroxifenilpiruvic în acid 2,5-dihidroxifenilpiruvic. Ca urmare, are loc o eliminare excesivă de acid p-hidroxifenilpiruvic şi tirozină în urină. Cretinismul sporadic cu guşă. Este o maladie metabolică ereditară, provocată de absenţa unei enzime ce catalizează transformarea tirozinei în tiroxină. În acest fel are loc un blocaj al hormonogenezei tiroidiene. Unele cercetări par să arate că blocajul poate avea loc şi la alte niveluri ale hormonogenezei tiroidizilor.
48
