ORGANOGENESIS: TURUNAN ENDODERM

Transkripsi

1 ORGANOGENESIS: TURUNAN ENDODERM Saluran pencernaan, hati & pankreas Saluran pernafasan (Trakea & paruparu) Pembentukan saluran pencernaan Pembentukan saluran pencernaan tergantung pelipatan embrio di wilayah cephalocaudal & lateral Tabung pertama, memanjang ke seluruh panjang tubuh embrio menjadi saluran/ tabung pencernaan forgut (usus depan), midgut (usus tengah), hindgut (usus belakang). Bagian anterior berbatasan dengan stomodeum; bagian posterior berbatasan dengan proktodeum. Turunan endoderm hanya akan menjadi lapisan epitel saluran pencernaan saja dan kelenjar pencernaan Tunas tunas tabung/ saluran pencernaan membentuk: hati, empedu dan pankreas Diagram pembentukan saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan (hati & pankreas) 1

2 Tabung pencernaan merupakan turunan dari usus / primitive gut. Ketika endoderm melekuk ke arah dalam di bagian tengah embrio terbentuklah wilayah usus depan/foregut dan usus belakang/ hindgut Pada bagian ekor, endoderm membentuk: hindgut (usus belakang), di bagian tengah antara forgut dan hindgut: midgut (usus tengah) Midgut kantung yolk dihubungkan dengan tangkai yang besar disebut: duktus vitelin Pada bagian ujungcephalic cephalic, foregut berikatan secara temporer dengan membran ectodermal endodermal yang disebut: membran buccopharyngeal pada minggu ke 4 sobek/terbuka: berhubungan dengan rongga amnion dan usus primitif rongga oral Usus belakang minggu ke 7 membran proktodeum pecah terbuka: membran kloaka Pada mns, pd tahap awal kantung yolk berperan nutritif kemudian vestigial 2

3 Pada umur 28 hari, tunas dari tabung pencernaan membentuk kl kelenjar pencernaan yang penting yaitu: Hati Pankreas Empedu Tabung pencernaan berdiferensiasi lebih lanjut Tabung pencernaan dan turunannya Pada bagian posterior dari farings, tabung pencernaan menyempit membentuk esofagus, kemudian lambung, usus halus dan usus besar. Sel sel endoderm hanya menjadi epitel yang membatasi tabung pencernaan dan kelenjarkelenjarnya. Sel sel mesenkim mesodermal akan mengelilingi tabung untuk menjadi otot peristalsis. 3

4 Spesifikasi jaringan pencernaan Epitel endoderm berespons berbeda beda terhadap wilayah mesenkim mesoderm yang spesifik menghasilkan struktur r yang berbeda pada daerah yang berbeda (akibat Sonic hedgehog or Shh gene action): esophagus lambung Usus halus Kolon/ usus besar Usus depan Bagian usus depan memanjang dari membran buccopharyngeal ke divertikulum respirasi yang disebut pharyngeal gut / lengkung farinks. Bagian yang tersisa memanjang dari divertikulum respiratoris ke kuncup hati Esofagus berkembang dari usus depan antara divertikulum respiratoris dan lambung Dinding otot berkembang dari mesoderm splanchnic (1/3bagian atas otot skelet, pertengahan 1/3 campuran dan 1/3 bagian terbawah otot polos) memanjang karena penurunan jantung dan paru Figure is from Langman s Embryology 4

5 Abnormalitas esofagus Atresia esofagus/tracheo esophageal fistula: disebabkan oleh abnormalitas pembentukan septum tracheo esophageal atau beberapa faktor mekanis Pada bentuk umum, ujung esofagus bagian proksimal terlepas dan bagian distal dihubungkan dengan trachea Atresiaesofagusmencegahpelaluancairanamnion ke dalam usus, sehingga terjadi akumulasi cairan dalam kantung amnion polyhydramnios. Esophageal stenosis: lumen sempit Figure is from Langman s Embryology Lambung Muncul sebagai hasil dilatasi fusiform dari usus depan Bentuk dan posisi berubah karena pertumbuhan diferensial dan perubahan organ sekelilingnya Lambung mengalami rotasi 90 derajat di sekitar sumbu longitudinal; Sisi kiri menjadi permukaan anterior dan sisi kanan menjadi permukaan posterior Perbatasan kiri tumbuh lebih cepat daripada sebelah kanan yang menyebabkan pembentukan greater and lesser curvatures. Ujung pilorus pindah ke kanan dan ujung kardiak pindah ke kiri Figure is from Langman s Embryology 5

6 Lambung Lambung terikat pada dinding dorsal tubuh dengan menggunakan mesogastrium dorsal dankebagianventral dengan menggunakan mesogastrium ventral. Rotasi lambung berakibat pada pembentukan rongga di belakang lambung, yang disebut bursa omental (lesser sac) Pada mesogastrium dorsal, limpa berkembang dari mesenkim (minggu ke 5). dari mesogastrium dorsal berkembang ligamen greater omentum, lienorenal dan gastrosplenic. Figure is from Langman s Embryology Duodenum Terbentuk dari bagian akhir usus depan dan bagian kranial usus tengah daerah kuncup liver menandai junction antara bagian usus dengan stomach Pada awalnya, duodenum berupa tabung lurus, tetapi karena adanya rotasi lambung, duodenum membentuk struktur C dan terdapat di sebelah kiri Kepala pankreas tumbuh ke arah cekungan duodenum Kedua pankreas dorsal &ventral bergabung & berada pada posisi retroperitoneal. Selama bulan kedua, lumen duodenum & pankreas menjadi bebas dari sel, tetapi kemudian terjadi kembali rekanalisasi. Figure is from Langman s Embryology 6

7 Kuncup hati (endoderm) / divertikulum hati berkembang dari bagian terminal forgut (di bagian kaudal lambung) selama pertengahan minggu ketiga Divertikulum hati merupakan tabung endoderm yang memanjang dari usus depan ke mesenkim di sekitarnya (mesoderm kardiogenik). Kuncup ini yang berisi sel yang berproliferasi, bercabangdan membentuk epitel glandular hati tumbuh ke dalam septum transversum (mesodermal). Hati dan kantung empedu Figure is from Langman s Embryology Hati dan kantung empedu Bagian divertikulum hati yang terdekat dengan tabung pencernaan terus berfungsi sebagai saluran pembuang/ drainage duct dari hati dan bercabang serta menghasilkan: empedu Hubungan antara bagian divertikulum hati yang aktif proliferasi dan usus depan menyempit dan menjadi saluran empedu Kuncupsistik tumbuhdari saluran empedumembentuk kantungempedudan Kuncupsistik tumbuhdari saluran empedumembentuk kantungempedudan duktus sistik Hepatosit berkembang dari endoderm Sel darah, sel Kupffer dan jaringan ikat dan sel selnya berkembang dari mesoderm septum transversum. Selama minggu ke10, hati membentuk 10% berat badan, sedangkan saat lahir hanya tinggal 5% 7

8 Abnormalitas hati dan kantung empedu Duktus hepatikus asesoris umum tidak ada masalah. Duplikasi kantung empedu umum, tidak ada masalah, akan tetapi jika dilakukan operasi, penting sekali untuk mencegah luka. Extrahepatic biliary atresia: 1/15,000 hidup saat lahir. disebabkan karena kegagalan dalam rekanalisasi duktus selama perkembangan. Intrahepatic biliary duct atresia: duktus empedu yang berada di dalam hati tidak berkanal Figure is from Langman s Embryology Perkembangan pankreas Berkembang dari kuncup endoderm dorsal dan ventral yang berasal dari duodenum Kuncup ventral berotasi ke kiri dan tinggal di bawah kuncup dorsal berfusi membentuk pankreas Duktus pankreas utama dibentuk oleh penyatuan bagian distal duktus dorsal dari kuncup dorsal dengan duktus dari kuncup ventral Hanya duktus bagian ventral tetap ada sampai dewasa dan yang membawa enzim ke dalam usus halus. Ketika pankreas mulai rudimen baik jaringan eksokrin maupun endokrin mulai dibentuk Duktus pankreas asesoris dibentuk dari bagian proksimal duktus kuncup dorsal Bulan ketiga pulau pulau Langerhans berkembang dari endoderm jaringan pankreas. Jaringan ikat kelenjar berkembang dari mesoderm splanknik Bulan ke 5, sekresi insulin dimulai 8

9 Kelainan Pankreas Pankreas Annular bagian kuncup pankreas ventral berotasi ke kiri di depan duodenum. kemudian, jaringan pankreas mengelilingi duodenum. mengganggu duodenum Asesoris jaringan pankreas : seringkali terletak dalam mukosa lambung dan divertikulum Meckel Figure is from Langman s Embryology Pembentukan paru 9

10 Tunas respiratori Pada hari ke 26 muncul suatu pembukaan di usus depan evaginasi i laringotrakea Epitel berkembang dari endoderm tabung laringotrakea Mesoderm berkembang dari mesoderm splanknik Rawan berkembang dari pial neural Pemisahan divertikulum Laringotrachea Lipatan longitudinal terbentuk lipatan tracheoesofageal Terbentuk septum tracheoesophageal 10

11 Pemisahan septum tracheoesophageal Trachea dan kuncup paru ventral Esofagus dorsal Perkembangan trachea Epitel berkembang dari endoderm tabung laringotracheal Termasuk kelenjar kelenjarnya Rawan, jaringan ikat dan otot dari mesoderm splanknik 11

12 Kelainan trache/esofagus: Tracheoesophageal fistula 90% kasus udara masuk ke abdomen Pada saat lahir, trakea bifurkasi berada pada daerah vertebra torakalis ke 4 Fase perkembangan paru Pertumbuhan paru Perkembangan struktur Perkembangan anatomi Dipengaruhi oleh faktor fisik Pematangan paru Perkembangan fungsi Perkembangan biokimiawi Dipengaruhi oleh faktor hormonal 12

13 Stadium perkembangan paru Perioda stadium umur karakteristik pascakonsepsi embrionik embrionik 3-7 minggu organogenesis paru mulai, tunas paru, pembentukan segmen rudimen bronchopulmonary fetus Pseudoglandular 5-16 minggu pembagian saluran udara conducting --> lengkap, uung bronchioles, mulai diferensiasi sel aliran, rawan dan otot polos muncul Canalicular minggu percabangan pohon respirasi, pembentukan asinar, kapilarisasi, sel Clara, sel alveolar tipe I dan tipe, badan lamellar (surfactant) Saccular minggu penipisan sel epitel respirasi (tipe I dan II), pembentukan terminal saccular, surfactant Postnatal Alveolar > 36 minggu terbentuknya alveoli sejati, alveolar septation, (remodeling septa interalveolar septa, restrukturisasi dan kapiler) Perkembangan paru pada minggu ke 4 sesudah konsepsi dan diteruskan sampai dewasa Pada umur kehamilan 30 minggu kehamilan Belum terdapat alveoli sejati 0.3 m 2 25 mlb Bayi manusia memiliki : 50 juta alveoli Permukaan paru 3 m 2 Volume paru ml Pada organisma dewasa g 300 juta alveoli m ml 13

14 Perkembangan paru Divertikulum endoderm usus depan ventral terbentuk pada minggu ke 4 pascakonsepsi Fase embrionik Endoderm menonjol ke dalam mesoderm thoraks (splanknik) Interaksi epitel mesenkim berakibat pada morfogenesis percabangan dan perkembangan paru Membentuk 2 kuncup paru Endoderm membentuk epitel respirasi Mesoderm membentuk interstitium, otot polos, pembuluh darahdan rawan paru Perkembangan paru Kedua kuncup paru membentuk : Kanan menjadi 3 bronchus utama Kiri membentuk 2 bronchus utama 14

15 Stadium embrionik Segmen bronchopulmonari rudimen membentuk 10 kanan 9 kirii Arteri dan vena pulmonari terbentuk Jantung belum berada dalam thorax Abnormalitas paru dan ginjal umum terjadi terutama terjadi karena percabangan umum ada morfogenesis selama perioda ini Bronchi hiterus bercabangb Pada umur 6 bulan, sudah ada 17 generasi percabangan Setelah lahir, masih ada 6 generasi percabangan lagi dari bronchi Ketika tumbuh paru parubagiankaudalberkembang From: The Developing Human, Clinically Oriented Embryology, 4 th ed, Keith L. Moore, Philadelphia,

16 Pematangan paru paru Terdapat 4 tahap pematangan paru paru: 1. Periode pseudoglandular (5 17 minggu) 2. Periode kanalikular (16 25 minggu) 3. Periode kantung terminal (24 lahir) 4. Periode alveolar (periode akhir fetus kanakkanak) Stadium Pseudoglandular Terjadi pada minggu ke 7 dan 16 masa perkembangan embrio Fetus lahir prematur berumur sebelum 17 minggu tidak akan survive Proliferasi yang cepat dari saluran conducting Bronchiol terminal Generasi Penampakan histologis Struktur tubulus Sel epitel silindris Sel mesenkim Untuk terjadinya percabangan, diperlukan mesoderm bronchial Kecepatan dan pemanjanganpercabangan percabangan : proporsional terhadap jumlah mesenkim Sesudah 16 minggu, pertumbuhan lebih jauh terjadi pada percabangan dan pemanjangan 16

17 Stadium Pseudoglandular Diferensiasi sel epitel pada saluran udara proksimal Sel sel bersilia muncul (13 minggu) Serousrudimen rudimen dansel goblet mulai muncul (16minggu) Terdapat transisi dari sel epitel bronchial (sel bersilia dan silindris) menjadi sel alveolar tipe II Mesenkim diperlukan untuk terjadinya diferensiasi Diferensiasi mesenkim memerlukan epitel paru Otot polos mulai muncul di sekitar saluran dan pembuluh darah besar Rawan muncul di sekitar saluran yang lebih besar Stadium Canalicular Perioda minggu segmen kranial lebih cepat matang daripada bagian kaudal Lumen bronchi dan bronkiolus lebih besar Jaringan menjadi lebih banyak memiliki pembuluh darah Bronchiolus respirasi dan saluran alveolar berkembang Bronchiolus respirasi dan saluran alveolar berkembang Beberapa kantung terminal berkembang Respirasi fetus sudah dapat dilakukan pada akhir stadium ini Kapiler terbentuk dekat saluran udara Penampakan histologis channel vascular Pada akhir stadium, barier udara darah dapat mendukung pertukaran gas Unit Acinar membentuk acinus diasosiasikan dengan bronchiole terminal tunggal Berdiferensiasi menjadi 3 bagian bronchiolus respiratori : saluran alveolar, kantung alveolar, alveoli Diferensiasi sel epitel Sel Clara, sel alveolar tipe I dan II (kuboid) Badan lamellar 17

18 Perioda kantung terminal (umur 24 minggu sampai lahir) Banyak kantung terminal berkembang Epitel menjadi lebih tipis Kapiler berdekatan dengan alveoli Sel alveolar tipe I berkembang Jejaring Kapiler berkembang dengan cepat Perioda kantung Terminal minggu ke 26 Surfaktan terbentuk dalam badan lamelar dari sel tipe 2 Stabilitasi paru pada saat lahir berkorelasi dengan jumlah badan lamellar. 18

19 Saccula Primitif Pada saat lahir, terdapat sekitar 20 x 10 6 saccula Stadium Saccular saccula Terminal terbentuk sebagai ruang udara perifer Brochiolus terminal 3 4 bronchiolus respirasi duktus aveolar terminal sacculus alveolar Penipisan interstitium Pemipihan epitel respiratori Mulai terbentuk septasi saccular Pembentukan surfaktan From: The Developing Human, Clinically Oriented Embryology, 4 th ed, Keith L. Moore, Philadelphia,

20 Stadium alveolar Dimulai sebelum lahir (minggu ~35 ke 36) Diteruskan sampai ca. postnatal bulan ke 18 Septa primer sacculus menjadi septa sekunder yang membentuk alveoli Septa inisial yang masih belum matang dengan kapiler bilayer Septa yang sudah matang di remodelisasi menjadi satu lapisan kapiler (glucocorticoid) Meneruskan diferensiasi sel Volume total paru terus bertambah Jaringan ikat berubah Collagen elastin From: The Developing Human, Clinically Oriented Embryology, 4 th ed, Keith L. Moore, Philadelphia, 1988 Stadium postnatal Konfigurasi dewasa tercapai pada umur 5 minggu pascalahir lhi 20

21 Karakteristik alveolus matang Terhubung ke duktus alveolar Dibatasi oleh sel tipe 1, yang kontak dengan kapiler Setiap kapiler didedahkan terhadap 2 alveoli Mengandung surfaktan Memiliki interkoneksi dengan alveoli di sebelahnya melalu pori Kohn. Paru saat lahir Pada saat lahir, paru berisi cairan Cairan digantikan oleh udara Cairan dibersihka melalui Mulut dan hidung Kapiler pulmonari Arteri, vena dan pembuluh limf Pd Pada saat lhi lahir, pertumbuhan terutamat terjadi dalam penambahan bronchiolus respiratori dan alveoli dan bukan penambahan ukuran alveoli 21

22 Abnomalistas paru Sindrom respiratory distress (RDS) 50% karena defisiensi surfaktan Glukokortikoid stimulasi produksi surfaktan Secara rutin digunakan untuk mencegah rds Hypoplasia paru Congenital diaphagmatic hernia Berat paru kecil, paru terlalu kecil untuk mempertahankan hidup 22