Apa itu perkembangan embrio?
Perkembangan embrio atau embriogenesis terdiri dari serangkaian langkah yang memulai embrio, dimulai dengan pembuahan. Selama proses ini, semua materi genetik yang ada dalam sel (genom) diterjemahkan ke dalam proliferasi sel, morfogenesis dan tahap awal diferensiasi.
Perkembangan penuh embrio manusia membutuhkan waktu 264 hingga 268 hari dan terjadi di tuba uterina dan di dalam rahim. Tahapan perkembangan yang berbeda dapat dibedakan, dimulai dengan tahap blastema —yang terjadi dari pembuahan dan berakhir dengan gastrulasi—, diikuti oleh tahap embrion dan berakhir dengan tahap janin.
Dibandingkan dengan perkembangan kelompok mamalia lain, kehamilan manusia adalah proses prematur. Beberapa penulis menyarankan bahwa proses ini harus berlangsung sekitar 22 bulan, karena proses pematangan otak berakhir setelah kelahiran janin.
Skema tubuh hewan ditentukan oleh gen yang disebut Hox atau gen homeotik. Studi genetik yang dilakukan pada spesies caral yang berbeda menunjukkan keberadaan “regulator genetik” yang sangat lestari ini dalam evolusi, dari kelompok primitif seperti cnidaria hingga organisme kompleks seperti vertebrata .
Tahapan perkembangan embrio
Dari pembuahan hingga masa janin
Proses embriogenesis manusia, sementara dibagi menjadi beberapa minggu dan bulan, termasuk proses berikut:
Minggu 1
Pemupukan
Awal dari embriogenesis adalah pembuahan, yang didefinisikan sebagai penyatuan sel telur dan sperma. Agar proses ini berlangsung, ovulasi harus terjadi, di mana ovum dilepaskan ke dalam rahim dengan bantuan silia dan gerak peristaltik. Fertilisasi terjadi dalam beberapa jam mendekati ovulasi (atau beberapa hari kemudian) di saluran telur.
Ejakulasi menghasilkan sekitar 300 juta sperma yang secara kimiawi tertarik ke sel telur. Setelah memasuki saluran betina, gamet jantan secara kimiawi dimodifikasi di dalam vagina, memodifikasi susunan lipid dan glikoprotein dalam membran plasma.
Sperma yang berhasil harus berikatan dengan zona pelusida dan kemudian ke membran plasma sel telur. Pada tahap ini, terjadi reaksi akrosom, yang mengarah pada produksi enzim hidrolitik yang membantu penetrasi sperma ke dalam sel telur. Dengan demikian pembentukan zigot dengan 46 kromosom di tuba fallopi tercapai.
Proses pendiriannya kompleks dan mencakup serangkaian langkah yang terkoordinasi secara molekuler, di mana ovum mengaktifkan program perkembangannya dan inti haploid dari gamet bergabung untuk membentuk organisme diploid.
Segmentasi dan implementasi
Dalam tiga hari setelah pembuahan, zigot mengalami proses segmentasi bahkan di saluran tuba. Saat proses pembelahan meningkat, satu set 16 sel terbentuk yang menyerupai blackberry; untuk alasan ini disebut morula.
Setelah tiga hari ini, morula bergerak ke rongga rahim, di mana cairan menumpuk di dalam dan blastokista terbentuk, terdiri dari satu lapisan ektoderm dan rongga yang disebut blastokel. Proses pengeluaran cairan disebut kavitasi.
Pada hari keempat atau kelima, blastula terdiri dari 58 sel, 5 di antaranya berdiferensiasi menjadi sel penghasil embrio dan 53 sisanya membentuk trofoblas.
Kelenjar endometrium mengeluarkan enzim yang membantu melepaskan blastokista dari zona pelusida. Implantasi blastokista terjadi tujuh hari setelah pembuahan; Saat menempel pada endometrium, blastokista dapat memiliki 100 hingga 250 sel.
Plasenta
Lapisan sel luar, yang menimbulkan struktur embrion, membentuk jaringan korion yang menghasilkan bagian embrion plasenta. Korion adalah membran terluar dan memungkinkan janin memperoleh oksigen dan nutrisi. Selain itu, ia memiliki fungsi endokrin dan kekebalan.
Kantung kuning telur bertanggung jawab untuk mencerna kuning telur dan pembuluh darah memasok makanan ke embrio, dan amnion adalah membran pelindung dan diisi dengan cairan. Akhirnya, membran alantois bertanggung jawab atas akumulasi limbah.
Minggu 2
Pada hari kedelapan setelah pembuahan, trofoblas adalah struktur berinti banyak yang terdiri dari sinsitiotrofoblas eksternal dan sitotrofoblas internal.
Trofoblas berdiferensiasi menjadi vili dan ekstravili. Vili korion muncul dari yang pertama, yang fungsinya mengangkut nutrisi dan oksigen ke zigot. Ekstravilus diklasifikasikan sebagai interstisial dan intravaskular.
Diferensiasi menjadi epiblas dan hipoblas (yang membentuk cakram laminar) telah terjadi di massa sel bagian dalam. Yang pertama berasal dari amnioblas yang melapisi rongga ketuban.
Tujuh atau delapan hari setelah proses, terjadi diferensiasi ektoderm dan endoderm. Mesenkim muncul dalam sel-sel terisolasi di blastokel dan melapisi rongga ini. Daerah ini menimbulkan pedikel tubuh, dan bersama dengan embrio dan korion, tali pusat muncul.
Pada dua belas setelah pembuahan, pembentukan laguna terjadi dari pembuluh yang terkikis di dalam sinsitiotrofoblas. Kesenjangan ini terbentuk dengan mengisi dengan darah ibu.
Selain itu, perkembangan batang berbulu primer yang dibentuk oleh inti sitotrofoblas terjadi; sekitar ini terletak sinsitiotrofoblas. Vili korion juga muncul pada hari kedua belas.
Minggu 3
Peristiwa yang paling mencolok pada minggu ke-3 adalah pembentukan tiga lapisan germinal embrio melalui proses gastrulasi. Kedua proses dijelaskan secara rinci di bawah ini:
Lapisan kuman
Ada lapisan germinal dalam embrio yang memunculkan penampilan organ tertentu, tergantung pada lokasinya.
Pada hewan triploblastik – metazoa, termasuk manusia – tiga lapisan kuman dapat dibedakan. Dalam filum lain, seperti spons laut atau cnidaria, hanya dua lapisan yang berbeda dan disebut diploblastik.
Ektoderm adalah lapisan terluar dan dalam hal ini kulit dan saraf muncul. Mesoderm adalah lapisan tengah dan dari sini jantung, darah, ginjal , gonad, tulang, dan jaringan ikat lahir. Endoderm adalah lapisan terdalam dan membentuk sistem pencernaan dan organ lain, seperti paru-paru.
Gastrulasi
Gastrulasi dimulai dengan membentuk apa yang dikenal sebagai “garis primitif” di epiblas. Sel-sel epiblas bermigrasi ke garis primitif, luruh dan membentuk invaginasi. Beberapa sel menggantikan hipoblas dan berasal dari endoderm.
Lainnya terletak di antara epiblas dan endoderm yang baru terbentuk dan menimbulkan mesorderm. Sel-sel yang tersisa yang tidak mengalami perpindahan atau migrasi berasal dari ektoderm.
Dengan kata lain, epiblas bertanggung jawab untuk pembentukan tiga lapisan germinal. Pada akhir proses ini, embrio memiliki tiga lapisan germinal yang terbentuk, dan dikelilingi oleh mesoderm ekstra-embion proliferatif dan empat membran ekstra-embion (korion, amnion, kantung kuning telur, dan allantois).
Sirkulasi
Pada hari ke-15, darah arteri ibu belum memasuki ruang intervili. Setelah hari ketujuh belas, fungsi pembuluh darah dapat diamati, membentuk peredaran plasenta.
Minggu 3 sampai minggu 8
Periode waktu ini disebut periode embrion dan meliputi proses pembentukan organ untuk masing-masing lapisan benih tersebut.
Dalam minggu-minggu ini pembentukan sistem utama terjadi dan dimungkinkan untuk memvisualisasikan karakter tubuh eksternal. Sejak minggu kelima, perubahan pada embrio menurun drastis, dibandingkan dengan minggu-minggu sebelumnya.
ektoderm
Ektoderm berasal struktur yang memungkinkan kontak dengan luar, termasuk sistem saraf pusat , perifer dan epitel yang membentuk indera, kulit, rambut, kuku, gigi dan kelenjar.
mesoderm
Mesoderm dibagi menjadi tiga: paraksial, menengah dan lateral. Yang pertama berasal dari serangkaian segmen yang disebut somitomer, dari mana muncul kepala dan semua jaringan dengan fungsi pendukung. Selain itu, mesoderm menghasilkan kelenjar vaskular, urogenital, dan adrenal.
Mesoderm paraksial diatur menjadi segmen-segmen yang membentuk lempeng saraf, sel-sel membentuk jaringan longgar yang disebut mesenkim dan menimbulkan tendon. Mesoderm perantara berasal dari struktur urogenital.
Endoderm
Endoderm merupakan “atap” dari kantung kuning telur dan menghasilkan jaringan yang melapisi saluran usus, pernapasan dan kandung kemih.
Pada tahap yang lebih lanjut lapisan ini membentuk parenkim kelenjar tiroid, paratirodi, hati dan pankreas, bagian dari amandel dan timus, dan epitel rongga timpani dan tabung pendengaran.
Pertumbuhan vili
Minggu ketiga ditandai dengan pertumbuhan vili. Mesenkim korion diinvasi oleh vili yang sudah tervaskularisasi yang disebut vili tersier. Selain itu, sel Hofbauer terbentuk yang memenuhi fungsi makrofag.
notochord
Pada minggu keempat, notochord muncul, tali sel yang berasal dari mesodermal. Ini bertanggung jawab untuk menunjukkan kepada sel-sel di atas bahwa mereka tidak akan menjadi bagian dari epidermis.
Sebaliknya, sel-sel ini berasal dari tabung yang akan membentuk sistem saraf dan merupakan tabung saraf dan sel-sel puncak saraf.
gen Hox
Sumbu embrion anteroposterior ditentukan oleh gen kotak homeotik atau gen Hox . Mereka diatur dalam beberapa kromosom dan menyajikan kolinearitas spasial dan temporal.
Ada korelasi sempurna antara ujung 3 ‘dan 5’ lokasinya pada kromosom dan sumbu anteroposterior embrio. Juga, gen di ujung 3 ‘terjadi lebih awal dalam perkembangan.
Mulai bulan ketiga
Periode waktu ini disebut periode janin dan meliputi proses pematangan organ dan jaringan. Pertumbuhan yang cepat dari struktur ini dan tubuh secara umum terjadi.
Pertumbuhan panjangnya cukup terasa pada bulan ketiga, keempat dan kelima. Sebaliknya, pertambahan berat badan janin cukup besar dalam dua bulan terakhir sebelum kelahiran.
Ukuran kepala
Ukuran kepala mengalami pertumbuhan tertentu, lebih lambat dari pertumbuhan tubuh. Kepala mewakili hampir setengah dari total ukuran janin di bulan ketiga.
Seiring perkembangannya, kepala mewakili sepertiga bagian sampai saat persalinan tiba, ketika kepala hanya mewakili seperempat bagian bayi.
Bulan ketiga
Fitur-fiturnya semakin terlihat seperti manusia. Mata mengambil posisi terakhirnya di wajah, terletak di bagian perut dan bukan di bagian samping. Hal yang sama terjadi dengan telinga, memposisikan diri ke sisi kepala.
Tungkai atas mencapai panjang yang signifikan. Pada minggu kedua belas alat kelamin telah berkembang sedemikian rupa sehingga jenis kelamin sudah dapat diidentifikasi dengan USG.
Bulan keempat dan kelima
Peningkatan panjangnya terlihat jelas dan bisa mencapai setengah panjang rata-rata bayi baru lahir, plus atau minus 15 cm. Adapun beratnya, masih tidak melebihi setengah kilo.
Pada tahap perkembangan ini Anda sudah bisa melihat rambut di kepala dan alis juga muncul. Selain itu, janin ditutupi dengan rambut yang disebut lanugo.
Bulan keenam dan ketujuh
Kulit tampak kemerahan dan berkerut, yang disebabkan oleh kurangnya jaringan ikat. Sebagian besar sistem telah matang, kecuali pernapasan dan saraf.
Sebagian besar janin yang lahir sebelum bulan keenam gagal bertahan hidup. Janin sudah mencapai berat lebih dari satu kilo dan berukuran sekitar 25 cm.
Bulan kedelapan dan kesembilan
Timbunan lemak subkutan terjadi, membantu membulatkan kontur bayi dan menghilangkan kerutan kulit.
Kelenjar sebasea mulai menghasilkan zat keputihan atau keabu-abuan yang bersifat lipid yang disebut vernix caseosa, yang membantu melindungi janin.
Janin dapat memiliki berat antara tiga dan empat kilogram, dan berukuran 50 sentimeter. Saat bulan kesembilan mendekat, kepala memperoleh lingkar yang lebih besar di tengkorak; Fitur ini membantu perjalanan melalui jalan lahir.
Seminggu sebelum lahir, janin sudah bisa mengonsumsi cairan ketuban yang tersisa di ususnya. Evakuasi pertamanya, dengan penampilan kehitaman dan lengket, terdiri dari pemrosesan substrat ini dan disebut mekonium.