Výv. obl. orofac. a krčnej - JAZYK, št. žl., sl. žľazy
Vývoj jazyka prebieha z dvoch odlišných embryonálnych zdrojov, pričom hlavným mechanizmom je proliferácia mezenchýmu, ktorá pod povrchovým epitelom vytvára charakteristické hrbolčeky. Celý proces možno rozdeliť na formovanie predných dvoch tretín a zadnej tretiny jazyka.
Vývoj predných dvoch tretín jazyka
Predné dve tretiny jazyka, ktoré tvoria jeho špičku a telo, vznikajú z prvého faryngového oblúka. Spočiatku sa na spodine primitívneho hltana, konkrétne pred základom štítnej žľazy v mieste foramen caecum, objavuje mediálny hrbolček – tuberculum linguale mediale (tuberculum impar). Tento útvar má však iba induktívnu funkciu a na priamom vytváraní tkaniva jazyka sa nepodieľa.
Skutočný základ pre túto časť jazyka predstavujú párové tubercula lingualia lateralia (laterálne hrbolčeky). Tie sa zakladajú po stranách mediálneho hrbolčeka proliferáciou mezenchýmu z ventromediálnej časti prvého faryngového oblúka. Tieto laterálne výbežky postupne prerastajú cez tuberculum impar a v strednej čiare splývajú. Výsledkom tohto splynutia je vznik stredovej ryhy (sulcus medianus) a väzivovej prepážky (septum linguale mediale).
Vývoj zadnej tretiny jazyka
Zadná tretina jazyka, teda jeho koreň, má zložitejší pôvod zahŕňajúci druhý až štvrtý faryngový oblúk. Podobne ako pri prednej časti, aj tu najprv vzniká útvar s induktívnou funkciou – copula. Tá sa formuje proliferáciou mezenchýmu z ventromediálnych častí druhého faryngového oblúka za základom štítnej žľazy.
Rozhodujúcou štruktúrou pre vývoj koreňa jazyka je však eminentia hypobranchialis. Tá sa zakladá proliferáciou mezenchýmu z ventromediálnych častí tretieho a štvrtého faryngového oblúka. Zatiaľ čo materiál z tretieho oblúka slúži ako definitívny základ pre tkanivo koreňa jazyka, z materiálu štvrtého oblúka sa formuje epiglottis. Hypobranchiálna eminencia postupne prerastá cez copulu, ktorá následne zaniká.
Hranicu splynutia predných dvoch tretín a zadnej tretiny jazyka v dospelosti predstavuje sulcus terminalis.
Diferenciácia svaloviny a pridružených štruktúr
Zatiaľ čo sliznica jazyka je derivátom faryngových oblúkov, svalovina má iný pôvod. Svaly jazyka sa diferencujú z myoblastov, ktoré do oblasti migrujú z okcipitálnych myotómov (somitov). Celý svalový aparát jazyka je inervovaný dvanástym hlavovým nervom – n. hypoglossus (CN XII). Z miestneho mezenchýmu sa následne diferencuje väzivo a cievne zásobenie.
Vývoj povrchových štruktúr a chuťového aparátu prebieha postupne:
Jazykové papily: Hradené a listovité papily sa objavujú koncom 8. týždňa a sú inervované deviatym hlavovým nervom (CN IX). Hubovité papily sú inervované siedmym hlavovým nervom (CN VII). Najneskôr, v 10. až 11. týždni, vznikajú nitkovité papily inervované senzitívnymi nervami.
Chuťové poháriky: Vyvíjajú sa medzi 11. a 13. týždňom. Ich vznik je výsledkom induktívnej interakcie medzi bunkami epitelu jazyka a vcestujúcimi nervovými vláknami chuťových dráh, ktoré pochádzajú z chorda tympani, CN IX a CN X.
Štítna žľaza predstavuje vôbec prvú endokrinnú žľazu, ktorá sa v embryu vyvíja. Jej základ sa objavuje koncom prvého mesiaca, pričom samotná produkcia hormónov sa začína koncom štvrtého mesiaca vývoja. Proces začína ako zhrubnutie entodermového epitelu na spodine primitívneho hltana, z ktorého sa formuje výchlipka (diverticulum) štítnej žľazy. V dôsledku rastu zárodku dochádza k pasívnemu zostupu tohto základu do oblasti krku. Počas migrácie zostáva štítna žľaza spojená s jazykom prostredníctvom vývodu nazývaného ductus thyreoglossus. Tento kanálik postupne regreduje a do konca druhého mesiaca úplne zaniká, kedy žľaza dosahuje svoju definitívnu lokalizáciu a tvar. Pozostatkom proximálneho ústia tohto vývodu na jazyku je foramen caecum.
Histogenéza štítnej žľazy začína ako solídna masa buniek entodermového epitelu, ktoré proliferujú do podoby epitelových povrazcov. Tie sa neskôr rozdelia na dva hlavné povrazce pre oba laloky žľazy. Následným prerastaním okolitého mezenchýmu s cievami dochádza k rozvoľneniu buniek a rozpadu povrazcov na malé skupiny. V každej takejto skupine sa objavuje lúmen, okolo ktorého sa formuje jedna vrstva buniek – folikulárne bunky. V 11. týždni sa začína produkcia koloidu, vznikajú definitívne folikuly, zvyšuje sa koncentrácia jódu a spúšťa sa sekrécia hormónov, ako je tyroxín. Špecifickú skupinu tvoria parafolikulárne bunky (C-bunky), ktoré do mezenchýmu okolo folikulov migrujú z ultimobranchiálneho telieska (pôvodom zo 4. a 5. faryngovej výchlipky) a následne produkujú hormón kalcitonín.
V rámci vývoja sa môžu vyskytnúť rôzne vrodené chyby štítnej žľazy a jazyka. Medzi časté anomálie štítnej žľazy patria tyreoglosálne cysty (mediálne krčné cysty), ktoré sú pozostatkom ductus thyreoglossus. Vždy sa nachádzajú v strednej čiare krku alebo v jej blízkosti, často tesne pod jazylkou, a nevykazujú endokrinnú aktivitu. Častou anatomickou variáciou je lobus pyramidalis vychádzajúci z isthmu žľazy. Zriedkavejšie sa vyskytuje ektopická štítna žľaza, ktorá sa môže nachádzať kdekoľvek pozdĺž dráhy pôvodného zostupu. Najčastejšou formou je lingválna štítna žľaza lokalizovaná na báze jazyka. Klinicky je mimoriadne dôležité odlíšiť túto ektopickú žľazu od tyreoglosálnej cysty, pretože môže predstavovať jediné funkčné tkanivo štítnej žľazy v tele. Akcesórna štítna žľaza predstavuje zvyšok hornej časti vývodu, ktorý môže vykazovať endokrinnú aktivitu aj pri zachovaní normálne uloženej žľazy.
Vrodené chyby jazyka zahŕňajú napríklad lingválne cysty, ktoré sú taktiež zvyškami ductus thyreoglossus na báze jazyka a môžu vyvolávať dysfágiu (ťažkosti s prehĺtaním). Poruchy veľkosti sa prejavujú ako makroglosia (neobvykle veľký, hyperplastický jazyk) alebo mikroglosia (veľmi malý, hypoplastický jazyk). Relatívne častou chybou je ankyloglosia (prirastený jazyk), kedy je frenulum príliš krátke a zasahuje až k špičke jazyka. Táto anomália sa však často spontánne upravuje predĺžením frenula počas rastu a chirurgická korekcia zväčša nie je nutná.
Vývoj veľkých slinných žliaz prebieha podľa všeobecných princípov vývoja exokrinných žliaz. Základom sú solídne epitelové čapy, ktoré vznikajú z ektodermu (v prípade príušnej žľazy) alebo z entodermu (v prípade podsánkovej a podjazykovej žľazy) primitívnej ústnej dutiny (stomodea). Tieto čapy vrástajú do pod nimi ležiaceho mezenchýmu, kde sa začínajú vetviť a vytvárať povrazce s typickým klubkovitým zakončením. Neskôr dochádza k luminizácii týchto povrazcov, čím sa menia na vývody. Epitelové bunky v klubkovitých zakončeniach sa následne diferencujú na acinárne bunky seróznych acinov. Produkcia sekretu začína medzi 16. až 18. týždňom, pričom najskôr nastupuje v podsánkovej žľaze a neskôr v príušnej. Z okolitého mezenchýmu sa diferencuje puzdro, septa, väzivo a cievne zásobenie. Mucinózne bunky (mucinózne tubuly) sa vyvíjajú až krátko po narodení.
Konkrétne žľazy sa zakladajú v nasledujúcom poradí: príušná žľaza (gl. parotis) sa formuje ako prvá na začiatku 6. týždňa vo forme ektodermového čapu vyrastajúceho zo stomodea v blízkosti jeho laterálneho uhla. Podsánková žľaza (gl. submandibularis) sa objavuje ako druhá koncom 6. týždňa z entodermového epitelového čapu na spodine primitívnej ústnej dutiny. Jej hlavný vývod vzniká z lineárnej brázdy laterálne od základu jazyka a rýchlo sa uzatvára. Podjazyková žľaza (gl. sublingualis) vzniká najneskôr, v 8. týždni, z mnohopočetných entodermových čapov v sulcus paralingualis. Tieto čapy sa vetvia a luminizujú, čím vytvárajú 10 až 12 samostatných vývodov otvárajúcich sa na spodine ústnej dutiny.
Proces neurulácie, teda formovania neurálnej trubice, sa začína v 3. týždni vývoja vytvorením neurálnej platničky. Táto platnička predstavuje základ celého centrálneho nervového systému a vzniká zhrubnutím dorzálneho ektodermu (neuroektodermu) pod indukčným vplyvom chorda dorsalis. Neurulácia pokračuje prehĺbením neurálnej platničky, čím sa nadvihujú jej okraje (neurálne valy) pozdĺž stredovej čiary a vzniká neurálna brázda. Medzi 22. a 23. dňom neurálne valy splývajú, primárne v oblasti 4. až 6. somitu, čím sa uzatvára neurálna trubica a jej pôvodné spojenie s povrchovým ektodermom sa ruší.
Neuroektodermové bunky, ktoré nie sú zavzaté do neurálnej trubice, vytvárajú po stranách dva podĺžne bunkové pruhy – neurálnu lištu (crista neuralis). Uzatváranie trubice pokračuje kraniálnym a kaudálnym smerom, pričom jej lúmen dočasne komunikuje s amniovou dutinou cez otvory: neuroporus anterior (uzatvára sa asi v 25. dni) a neuroporus posterior (uzatvára sa v 27. dni, po čom nasleduje vaskularizácia). Celý vývoj neurálnej trubice je dokončený do 28. dňa. Medzi poruchy tohto procesu patria rázštepy ako spina bifida, anencefália, encefalokéla či meningokéla.
Miecha sa vyvíja z kaudálnej časti neurálnej trubice, konkrétne od úrovne 4. somitu nižšie. V 5. týždni možno v stene neurálnej trubice rozlíšiť tri zóny: ventrikulárnu, intermediálnu a marginálnu. Intermediálna zóna sa mení na sivú hmotu miešnu, pričom jej bunky obsahujú neuroblasty a glioblasty, ktoré sa diferencujú na neuróny a neuroglie. Ventrolaterálne časti tejto zóny tvoria bazálne platničky, kým dorzolaterálne časti predstavujú alárne platničky; hranicu medzi nimi vyznačuje sulcus limitans. Ventrikulárna zóna, obsahujúca neurálne kmeňové bunky, je vystlaná vrstvou ependýmových buniek ohraničujúcich canalis centralis.
Po 6. týždni dochádza k prestavbe miechy na definitívnu štruktúru. Mohutnou proliferáciou neuroblastov sa bazálne platničky vyklenujú ventrálne. Keďže ventrálna platnička rastie pomalšie, prehlbuje sa ventrálna časť miechy za vzniku fisura mediana anterior. Vznikajú predné rohy miešne, ktoré sú podkladom pre ventrálne a laterálne miešne stĺpce. Axóny motoneurónov následne vytvárajú predné korene miešne. Neuroblasty v alárnej platničke zas podmieňujú obliteráciu zadnej časti canalis centralis a vznik septum medianum posterius.
Zadné korene miešne vznikajú z neuritov miešnych ganglií (deriváty crista neuralis), ktoré v tomto čase vykazujú morfológiu bipolárnych neurónov a vstupujú do miechy. Myelinizácia axónov v mieche začína v 4. mesiaci prostredníctvom oligodendrocytov. Najskôr sa myelinizujú vlákna predných a zadných koreňov spolu s vláknami v prednej komisúre. V 6. mesiaci sa dokončí myelinizácia vlákien zadných povrazcov a koncom nitromaternicového života sa myelinizuje tractus spinocerebellaris. Proces myelinizácie niektorých dráh, napríklad kortikospinálnych, končí až v období 1. až 2. roku života, čo vysvetľuje neskorý nástup plnej koordinácie pohybov u batoliat.
V priebehu embryonálneho vývoja vypĺňa miecha celú dĺžku chrbticového kanála, pričom neuroblasty sa v tomto štádiu tvoria aj na úrovni kokcygeálnych segmentov. Zásadná zmena nastáva v druhom mesiaci vývoja, kedy zaniká chvostová časť ľudského embrya spolu s najkaudálnejším úsekom miechy. V prvých mesiacoch, kedy miecha ešte zaberá celý kanál, prechádzajú spinálne nervy priamo cez najbližšie medzistavcové otvory (foramina intervertebralia).
Od tretieho mesiaca však dochádza k nerovnomernému tempu rastu, kedy chrbticový kanál a dura mater rastú podstatne rýchlejšie než samotná miecha. V dôsledku tohto procesu sa kaudálny koniec miechy ocitá relatívne vyššie. Keďže je však miecha svojím kaudálnym koncom fixovaná k dnu chrbticového kanála, jej spodný koniec sa vyťahuje do podoby tenkého vlákna – filum terminale.
Tento relatívny posun miechy smerom nahor pokračuje počas celého prenatálneho i včasného postnatálneho obdobia. V šiestom mesiaci vývoja siaha koniec miechy k prvému sakrálnemu stavcu (S1). U novorodencov sa končí na úrovni druhého až tretieho bedrového stavca (L2–L3), zatiaľ čo u dospelého jedinca sa koniec miechy premieta už len na úroveň prvého až druhého bedrového stavca (L1–L2). Keďže miešne nervy musia naďalej prestupovať cez svoje pôvodné medzistavcové otvory, miesta výstupu ich koreňov z miechy sa posúvajú kraniálnejšie, čo vedie k ich výraznému predlžovaniu. V bedrovej a krížovej časti chrbticového kanála sú tak tieto korene usporiadané paralelne a vytvárajú útvar pripomínajúci konský chvost – cauda equina.
Proces myelinizácie axónov v mieche sa začína vo štvrtom mesiaci intrauterinného života za účasti oligodendrocytov. Tento proces však nie je pri narodení dokončený a prebieha až do druhého roku života (týka sa to napríklad kortikospinálnych dráh). Až po kompletnej myelinizácii vstupujú nervové dráhy plne do svojej funkcie, čo vysvetľuje, prečo batolatá spočiatku nedokážu plne koordinovať svoje pohyby.
Významnou, hoci prechodnou štruktúrou vznikajúcou počas neurulácie v treťom týždni embryonálneho vývoja, je neurálna lišta (crista neuralis). Obsahuje multipotentné a plastické kmeňové bunky (NCSCs), ktoré prechádzajú procesom epitelovo-mezenchýmovej transformácie (EMT). Počas tohto procesu sa bazálna membrána rozpadá, čo umožňuje bunkám vycestovať z miesta ich vzniku. Vďaka svojej schopnosti migrovať do celého embrya a diferencovať sa na širokú škálu rôznych tkanív a typov buniek sa neurálna lišta niekedy označuje aj ako „štvrtý zárodočný list“.
Samotná migrácia buniek neurálnej lišty je sprevádzaná poklesom expresie molekúl adhezívnych spojov a vzostupom adhézie k extracelulárnej matrix (ECM) prostredníctvom integrínov. Bunky aktívne degradujú ECM a migrujú ako jednotlivé bunky pozdĺž vlákien matrix alebo nervových vlákien. Počas cesty sú modifikované regionálnymi faktormi, čo vedie k vzniku rôznych mezenchýmových fenotypov. Po dosiahnutí cieľového miesta sa migrácia zastaví, bunky začnú proliferovať a definitívne sa diferencujú na príslušné tkanivové komponenty.
Neurálna lišta (crista neuralis) je zdrojom širokého spektra buniek a tkanív, ktoré sa klasifikujú do viacerých hlavných skupín. Primárne z nej vznikajú deriváty periférneho nervového systému (PNS), ktoré zahŕňajú senzitívne neuróny ganglií miešnych a hlavových nervov (konkrétne nervov V, VII, IX a X), ako aj neuróny ganglií a pletení autonómneho nervového systému. Špecifickými bunkovými derivátmi sú chromafinné bunky drene nadobličiek a bunky paraganglií. Okrem neurónov poskytuje neurálna lišta aj glie PNS, menovite Schwannove bunky a satelitné bunky.
Významnou kategóriou sú mezenchýmové deriváty, ktoré zahŕňajú kraniálny mezenchým označovaný ako ektomezenchým. Ten sa podieľa na formovaní leptomeningov pre predný a stredný mozog a na vývoji štruktúr faryngových oblúkov vrátane ich chrupaviek a kostičiek stredného ucha. Ektomezenchým je ďalej základom pre chondrokranium, viscerokranium a kosti lebky, konkrétne kosti nosové, orbitálne, podnebné a maxilárne.
Z hľadiska ďalších tkanivových derivátov je neurálna lišta zdrojom väziva v rôznych lokalitách – od dermis a tukového väziva až po stromy slinných a slzných žliaz, thymu, štítnej žľazy či hypofýzy. V rámci kože z nej vznikajú hladká svalovina dermy, Merkelove bunky a melanocyty. V oblasti oka dáva základ rohovke a ciliárnemu svalu. Nepostrádateľnú úlohu zohráva aj pri vývoji zubov, kde z nej vznikajú odontoblasty.
V kardiovaskulárnom systéme sa bunky neurálnej lišty podieľajú na formovaní polmesiačikovitých chlopní, výtokovej časti srdca, steny aorty a tepien aortálnych oblúkov, pričom tvoria aj hladkú svalovinu ciev a pericyty. V rámci fylogeneticky starších štruktúr nižších stavcov prispieva k tvorbe kožného skeletu, ako sú šupiny rýb, vtáčí zobák či dorzálne plutvy.
Medzi ďalšie špecifické deriváty patria parafolikulárne C-bunky štítnej žľazy a neurosekrečné bunky nachádzajúce sa v pľúcach, srdci a gastrointestinálnom trakte.
Poruchy vývoja neurálnej lišty sa označujú ako neurokristopatie. V kraniálnej oblasti môže ísť o DiGeorgeov syndróm, hemifaciálnu mikrosómiu, rázštepy pery a podnebia či defekty prednej očnej komory. V oblasti hrudnej neurálnej lišty je typickým príkladom Hirschsprungova choroba. S bunkami neurálnej lišty súvisia aj niektoré nádorové ochorenia, ako sú malígne melanómy, neurofibrómy, Ewingov sarkóm či neurofibromatóza.