تكوين الأعضاء

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

تُعدّ مرحلة تكوين الأعضاء مرحلة من مراحل التطور الجنيني تبدأ في نهاية مرحلة التكوين الجنيني المبكر وتستمر حتى الولادة . خلال هذه المرحلة، تُشكّل الطبقات الجرثومية الثلاث المتكونة من التكوين الجنيني المبكر ( الأديم الظاهر ، والأديم الباطن ، والأديم المتوسط ) أنسجة وأعضاء الكائن الحي الداخلية . [ 1 ]

يُنتج الأديم الباطن في الفقاريات أنسجة داخل الرئتين والغدة الدرقية والبنكرياس . ويُساعد الأديم المتوسط ​​في إنتاج عضلة القلب والعضلات الهيكلية والعضلات الملساء وأنسجة الكليتين وخلايا الدم الحمراء . أما الأديم الظاهر فيُنتج أنسجة داخل البشرة ويُساعد في تكوين الخلايا العصبية في الدماغ والخلايا الصبغية .

تخضع خلايا كل طبقة من الطبقات الجرثومية الثلاث لعملية التمايز ، وهي عملية تتحول فيها الخلايا الأقل تخصصًا إلى خلايا أكثر تخصصًا من خلال التعبير عن مجموعة محددة من الجينات. ويُحفز تمايز الخلايا بواسطة سلسلة من إشارات الخلية. [ 2 ] ويتأثر التمايز بإشارات الخلايا المجاورة ، وإشارات الخلايا المجاورة ، وإشارات الخلايا الذاتية . تُتبادل إشارات الخلايا المجاورة بين الخلايا المتجاورة. تُرسل إشارات الخلايا المجاورة من خلية واحدة وتستقبلها الخلايا المجاورة عبر مسافات قصيرة. أما إشارات الخلايا الذاتية فتنتج عن إشارات داخلية تُنتجها وتستقبلها الخلية نفسها. تسمح مسارات الإشارات هذه بإعادة ترتيب الخلايا وتضمن تكوّن الأعضاء في مواقع محددة داخل الكائن الحي في الوقت المناسب أثناء النمو. [ 1 ] يمكن دراسة عملية تكوين الأعضاء باستخدام أجنة كائنات نموذجية مختلفة مثل سمك الزيبرا ، والضفدع الأفريقي ، والدجاج ، والفئران . تُعد دراسة الأجنة البشرية صعبة وتثير مخاوف أخلاقية، ولكن يمكن إجراؤها باستخدام العضيات المُطورة في المختبر دون استخدام جنين بشري. [ 1 ] العضيات هي تراكيب عضوية مبسطة مصنوعة من الخلايا الجذعية البالغة، أو الخلايا الجذعية الجنينية، أو الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات . تتمايز هذه الخلايا الجذعية إلى أعضاء مختلفة نتيجة تفاعلها مع خلايا أخرى أو مع المادة التي تنمو عليها. [ 3 ]

الأعضاء التي تنتجها الطبقات الجرثومية

الأديم الباطن هو الطبقة الجرثومية الداخلية للجنين، وهو المسؤول عن تكوين أعضاء الجهاز الهضمي والتنفسي من خلال تشكيل البطانة الظهارية وأعضاء أخرى مثل الكبد والرئتين والبنكرياس. [ 4 ] أما الأديم المتوسط، أو الطبقة الجرثومية الوسطى للجنين، فيُكوّن الدم والقلب والكلى والعضلات والأنسجة الضامة. [ 4 ] بينما يُكوّن الأديم الظاهر، أو الطبقة الجرثومية الخارجية للجنين النامي، بشرة الجلد والدماغ والجهاز العصبي. [ 4 ]

آلية تكوين الأعضاء

تأثرت الدراسات المبكرة لتكوين الأعضاء بشكل كبير باكتشافات كاسبار فريدريش وولف ، وهاينز كريستيان باندر ، وكارل إرنست فون باير في أوائل القرن التاسع عشر. شكلت فكرة وولف، القائلة بأن نمو الأعضاء يعود ببساطة إلى الطي والتوقف الإيقاعي للأغشية، أساسًا للاكتشافات اللاحقة. [ 5 ] وفي وقت لاحق، توسع باندر في هذه الفكرة في عشرينيات القرن التاسع عشر باكتشافه الطبقات الجرثومية الثلاث وآلية تطورها إلى أعضاء. ولاحظ أن كل طبقة جرثومية تتميز بخصائصها نتيجة تفاعلها مع الأنسجة المحيطة. [ 1 ] وفي عام 1828، وصف فون باير فكرة وولف عن حركة الأغشية بمزيد من التفصيل، وقارن بين نمو أنواع مختلفة. وتناقش قوانين فون باير في علم الأجنة كيف تبدو الأنواع المختلفة أكثر تشابهًا وهي أجنة، وكيف تتحول سمات الكائن الحي أثناء النمو من سمات عامة إلى سمات محددة. [ 1 ] وفي البشر، تبدأ الأعضاء الداخلية في النمو في غضون 3-8 أسابيع بعد الإخصاب. تُشكّل الطبقات الجرثومية الأعضاء من خلال ثلاث عمليات: الطيات، والانقسامات، والتكثيف. [ 6 ] تتشكل الطيات في الصفيحة الجرثومية للخلايا، وعادةً ما تُشكّل أنبوبًا مغلقًا يُمكن رؤيته في نمو الأنبوب العصبي للفقاريات. قد تتشكل انقسامات أو جيوب في الصفيحة الجرثومية للخلايا، مُشكّلةً حويصلات أو استطالات. قد تتطور رئتا وغدد الكائن الحي بهذه الطريقة. [ 6 ]

تكوين الأنبوب العصبي. خلال مرحلة تكوين الأنبوب العصبي، يوجه الحبل الظهري الصفيحة العصبية لتنطوي إلى الداخل مكونةً أنبوبًا. يفصل هذا الأنبوب الأديم الظاهر إلى البشرة والأنبوب العصبي. تتحول الخلايا المتبقية من الأديم الظاهر إلى خلايا العرف العصبي التي تهاجر إلى مناطق أخرى من الجنين. سيشكل الأنبوب العصبي الجهاز العصبي المركزي لاحقًا خلال مراحل النمو.

تكوين الجهاز العصبي

تُعدّ مرحلة نمو الحبل الظهري خطوةً أساسيةً في تكوين أعضاء الحبليات ، إذ تُحفّز هذه المرحلة تكوين الصفيحة العصبية ، ثم الأنبوب العصبي في الفقاريات. وتحدث عملية تكوين الأنبوب العصبي، وهي عملية نمو الأنبوب العصبي من الأديم الظاهر، مباشرةً بعد مرحلة التكوين الجنيني. ويُطلق على الجنين في هذه المرحلة اسم النواة العصبية. وفي البشر، تحدث هذه العملية في الأسبوع الثالث من الحمل تقريبًا. [ 7 ] وهناك ثلاثة أنواع من تكوين الأنبوب العصبي: التكوين الأولي، والتكوين الثانوي، والتكوين الوصلي. [ 1 ] يُشكّل التكوين الأولي الجزء الأمامي من الأنبوب العصبي في معظم الفقاريات، وذلك نتيجةً لانعطاف حواف الصفيحة العصبية إلى الأعلى لتكوين طيات عصبية وأخدود عصبي. ثم تتقارب الطيات العصبية وتندمج. [ 7 ] أما في التكوين الثانوي، فتهاجر الخلايا اللحمية المتوسطة أسفل البشرة لتكوين الأنبوب العصبي. يشكل هذا عادةً الطرف الخلفي للأنبوب العصبي. [ 1 ] يحدث التكوين العصبي الوصلي في المنطقة الانتقالية بين التكوين العصبي الأولي والثانوي، ويحتوي على خصائص نمائية لكليهما. في المنطقة الانتقالية، يتشكل الأنبوب العصبي من خلال طي الصفيحة العصبية وهجرة الخلايا اللحمية المتوسطة. [ 1 ] الخطوة الأخيرة من التكوين العصبي هي انغلاق الأنبوب العصبي وانفصاله عن البشرة. قد يؤدي فشل انغلاق الأنبوب العصبي إلى عيوب في الأنبوب العصبي مثل السنسنة المشقوقة وانعدام الدماغ . [ 8 ] يؤدي نمو الأنبوب العصبي إلى تكوين الدماغ والحبل الشوكي. تُطوّر الفقاريات عرفًا عصبيًا يتمايز إلى العديد من التراكيب، بما في ذلك العظام والعضلات ومكونات الجهاز العصبي المركزي . تتحول خلايا العرف العصبي من خلايا طلائية صفائحية الشكل إلى خلايا لحمية متوسطة متحركة. يسمح هذا التحول لها بالهجرة إلى مناطق أخرى من الجنين. يتشكل التجويف الجسمي من انقسام الأديم المتوسط ​​على طول محور القطعة الجسدية . [ 1 ]

تكوين الأعضاء النباتية

تحدث عملية تكوين الأعضاء في النباتات بشكل مستمر ولا تتوقف إلا عند موت النبات. في الساق ، تُنتج القمم النامية للساق بانتظام أعضاءً جانبية جديدة ( أوراق ، أزهار ، أو ثمار) وفروعًا جانبية. في الجذر ، تتشكل جذور جانبية جديدة من نسيج داخلي ضعيف التمايز (مثل محيط الخشب في نبات الأرابيدوبسيس ثاليانا، وهو نبات نموذجي ). في المختبر ، واستجابةً لمزيج محدد من الهرمونات (وخاصةً الأوكسينات والسيتوكينينات )، يمكن لمعظم أنسجة النبات أن تفقد تمايزها وتُشكّل كتلة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات المنقسمة تُسمى الكالس . ومن ثم ، يمكن أن تبدأ عملية تكوين الأعضاء من هذه الخلايا. يعتمد نوع العضو المتكون على التركيزات النسبية للهرمونات في الوسط. يمكن تحفيز عملية تكوين الأعضاء في النباتات في زراعة الأنسجة واستخدامها لتجديد النباتات. [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 جيلبرت، إس إف؛ باريسي، إم جيه إف (2017-05-01). "علم الأحياء النمائي، الطبعة الحادية عشرة 2016". المجلة الأمريكية لعلم الوراثة الطبية، الجزء أ . 173 (5): 1430. doi : 10.1002/ajmg.a.38166 . ISSN 1552-4833 . 
  2. ↑ رانكين، سكوت (2018). "التوقيت هو كل شيء: إشارات Wnt وBMP وRA المتكررة تنظم الكفاءة التطورية أثناء تكوين الأعضاء في الأديم الباطن" . علم الأحياء التنموي . 434 (1): 121-132 . doi : 10.1016/j.ydbio.2017.11.018 . PMC 5785443. PMID 29217200 – عبر NCBI.  
  3. ↑ إيواساوا، كينتارو؛ تاكيب، تاكانوري (2021-12-01). " تكوين الأعضاء في المختبر" . الرأي الحالي في بيولوجيا الخلية . التمايز والتطور. 73 : 84-91 . doi : 10.1016/j.ceb.2021.06.007 . ISSN 0955-0674 . PMC 8678154. PMID 34352726 .   
  4. 1 2 3 كيكر، كليمنس؛ بيتس، توماس؛ بيل، إستر (2016-03-01). "التحديد الجزيئي للطبقات الجرثومية في أجنة الفقاريات" . علوم الحياة الخلوية والجزيئية . 73 (5): 923-947 . doi : 10.1007/s00018-015-2092-y . ISSN 1420-682X . PMC 4744249. PMID 26667903 .   
  5. ↑ ويلمان، جانينا (2015-03-01). "الانطواء إلى الوجود: علم الأجنة المبكر وإبستمولوجيا الإيقاع" . تاريخ وفلسفة علوم الحياة . 37 (1): 17-33 . doi : 10.1007/s40656-014-0052-8 . ISSN 1742-6316 . PMID 26013433 .  
  6. 1 2 "تطور الحيوان - الحث الجنيني" . موسوعة بريتانيكا . تم الاسترجاع في 2018-04-04 .
  7. 1 2 كوارد، كيفن؛ ويلز، داغان (2013). كتاب علم الأجنة السريري ( الطبعة الأولى). مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN  978-1-316-08865-4.
  8. ^ سليبكا، ياروسلاف؛ تونار ، زبينك (2019). الخطوط العريضة لعلم الأجنة ( الطبعة الثالثة). مطبعة كارولينوم. رقم ISBN  9788024641980.
  9. ↑ "المكتبة الإلكترونية لعلوم النبات والتربة" . passel.unl.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-04-04 .