Gastrulatie is een stadium van vroege embryonale ontwikkeling. Tijdens deze fase worden de drie kiemlagen van de embryo-, het endoderm, mesoderm en ectoderm, worden gevormd. Gastrulatiestoornissen veroorzaken ernstige misvormingen die in de meeste gevallen de dood tot gevolg hebben.
Wat is gastrulatie?
Gastrulatie is een stadium van vroege embryonale ontwikkeling. Tijdens de embryogenese, de mens embryo- vormt zijn volle vorm. Bemesting van het ei wordt gevolgd door het groefstadium. Dit wordt gevolgd door de vorming van de blastocyst. De blastocyst vertegenwoordigt een met vloeistof gevulde holte. Deze holte dringt binnen tijdens gastrulatie van viercellige organismen. Tijdens dit proces komen drie zaadlobben uit de blastula. Vanwege het tripartiete karakter spreken ontwikkelingsbiologen van een triploblastische basis van menselijke embryogenese. De zaadlobben zijn het product van een eerste differentiatie in verschillende cellagen. Het zijn multipotente clusters van verschillende weefsels. Uit deze clusters worden tijdens het verdere verloop alle structuren van het latere lichaam gevormd. Het binnenste weefselcluster wordt het entoderm genoemd. In het midden ligt het mesoderm. De buitenste laag wordt het ectoderm genoemd. Gastrulatie is een onderdeel van de vroege embryogenese en volgt de vorming van de primitieve streak. De volgende ontwikkelingsstappen zijn de ontwikkeling van de chorda dorsalis en het vouwen van de neurale buis.
Functie en taak
Gastrulatie komt voor in alle viercellige organismen en verloopt op vergelijkbare wijze bij soorten. Bilateraal symmetrische of triploblastische soorten ontwikkelen drie verschillende kiemlagen, het entoderm, mesoderm en ectoderm. Cnidarians en geribbelde kwallen ontwikkelen twee kiemlagen en worden daarom ook wel diploblastisch genoemd. De eerste plaats van gastrulatie bij meercellige en lagere zoogdieren is de blastula. Bij hogere zoogdieren, zoals mensen, is het de blastocyst. Dit is een holle bol gemaakt van een enkele laag cellen. Deze blastocyst wordt aan het begin van gastrulatie omgevormd tot een tweelaagse kiemkiem. Deze bekerkiem is de gastrula. De binnenkant van de primaire zaadlobben is dus het endoderm en de buitenkant van de structuren is het ectoderm. Het endoderm draagt een opening naar buiten, het primordiale mond Naar analogie wordt het endoderm de oorspronkelijke opening genoemd. Het mesoderm ontwikkelt zich tegelijkertijd of licht vertraagd met de vorming van de primaire zaadlob. Het verdere verloop van de ontwikkeling van het primordiale mond onderscheidt bilateraal symmetrische dieren in twee verschillende groepen. Urmouths vormen de mond uit de oermond. Newmouths ontwikkelen, net als mensen, de anus uit de oermond. Hun mond breekt door na gastrulatie aan de andere kant van de blastula. Het gastrulatieproces kan worden vereenvoudigd tot verschillende basisbewegingen. De eerste hiervan is bezwering In deze fase dringt het potentiële endoderm binnen in de met vloeistof gevulde en interne holte van de blastula. Cellen van een blastulapool vervormen, waardoor ze een buitenwandgedeelte binnendringen. Het binnenste deel is nu het endoderm en het buitenste deel wordt vanaf dit punt het ectoderm genoemd. De binnenste holte van de blastula is de primaire lichaamsholte. De fase van bezwering vernauwt zichtbaar deze binnenste lichaamsholte. Deze processen worden gevolgd door involutie. Dit verwijst naar een opkrullende beweging van het entoderm. Bij de daaropvolgende indringing migreren cellen van het endoderm naar de structuren. Deze stap van gastrulatie wordt gevolgd door delaminatie. In dit proces snijden de blastula-cellen endodermcellen af en transporteren ze zo naar de blastocoel. Tijdens de daaropvolgende epibolie, bezwering komt weer voor. Op dooierrijk eieren, overwoekert het ectoderm het endoderm. De gastrulatiefasen vormen de basis van de menselijke vorm en structuur. Ze overlappen meestal met de daaropvolgende processen van embryogenese, zoals neurulatie.
Ziekten en aandoeningen
Stoornissen in de vroege embryogenese resulteren in misvormingen of zelfs verlies van levensvatbaarheid voor de embryo- Neurulatiestoornissen veroorzaken bijvoorbeeld misvormingen van de zenuwstelsel Omdat gastrulatie en neurulatie elkaar vaak overlappen, worden neurulatiestoornissen vaak geassocieerd met gastrulatiestoornissen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de ontwikkelingsstoornis hemimyeloceles. Zwelling en neurologische gebreken kenmerken deze aangeboren aandoening ontwikkeling van het embryo is relatief ongevoelig voor schadelijke invloeden gedurende de eerste twee weken van de kiem. Kiemmisvormingen en chromosomale afwijkingen leiden naar zwangerschap abortus in de meeste gevallen. Vanaf het begin van gastrulatie, na de derde week van ontwikkeling, is er een hoge gevoeligheid voor schadelijke stoffen. Eerst wordt de primitieve streak gevormd. Vanaf dit punt is elk orgaan uitzonderlijk gevoelig voor teratogenen in een specifieke fase. Tijdens gastrulatie kunnen met name twee aandoeningen optreden die het vermelden waard zijn. Deze twee klinische beelden staan bekend als sirenomelia en coccygeal teratoom. Bijgevolg, als de vorming van de primitieve streak wordt verstoord, is er onvoldoende mesoderm in de achterste helft van het embryo. Deze associatie staat bekend als sirenomelia en wordt geassocieerd met misvormingen zoals gefuseerde ledematen, spinale anomalieën, ontbrekende nieren of misvormde geslachtsorganen. De overblijfselen van de primitieve knoop ontwikkelen zich vaak tot tumoren die sacrococcygeale atatomen en coccygeale teratomen worden genoemd, die tot de meest voorkomende tumoren bij de pasgeborene behoren.
