คัพภวิทยา: ประวัติศาสตร์สาขาวิชาและสาขา - ชีววิทยา

คัพภ (จากกรีก: embryon = ผลไม้ในมดลูก; โลโก้ = สนธิสัญญา) สัตว์ (รวมทั้งมนุษย์) คือการศึกษาของทุกเรื่องที่เกี่ยวกับการพัฒนาตั้งแต่การก่อตัวของตัวอ่อนที่จะเกิด

การพัฒนาเริ่มต้นเมื่อไข่ได้รับการปฏิสนธิโดยอสุจิกลายเป็นไซโกต ไข่และอสุจิเป็นเซลล์สืบพันธุ์ เกิดจากการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในรังไข่ของเพศหญิงและอัณฑะของเพศชาย

ที่มา: pixabay.com

การผลิต gametes เกิดขึ้นผ่านกระบวนการแบ่งเซลล์ที่เรียกว่าไมโอซิส ในกระบวนการนี้เซลล์สี่เซลล์หรือเซลล์สืบพันธุ์จะถูกสร้างขึ้นซึ่งมีโครโมโซมครึ่งหนึ่ง (N = haploid) ที่เซลล์ร่างกายมี (2N = diploid) ไซโกตมีโครโมโซมครึ่งหนึ่งจากแม่และอีกครึ่งหนึ่งมาจากพ่อ ดังนั้นจึงเป็นซ้ำซ้อน

ความรู้เกี่ยวกับพัฒนาการตามปกติของตัวอ่อนและทารกในครรภ์และสาเหตุของความบกพร่องของทารกเมื่อแรกเกิดมีประโยชน์ในการเพิ่มโอกาสในการพัฒนาตามปกติ ตัวอย่างเช่นตอนนี้สามารถแก้ไขข้อบกพร่องบางอย่างของทารกในครรภ์ได้โดยการผ่าตัด

ประวัติเอ็มบริโอ

คัพภวิทยาในสมัยโบราณและจนถึงยุคกลาง

ในปี 3000 ก. ชาวอียิปต์คิดว่าเทพเจ้าแห่งดวงอาทิตย์เอเทนได้สร้างเชื้อโรคในผู้หญิงเป็นเมล็ดพันธุ์ในตัวผู้ชายและให้ชีวิตกับทารกในผู้หญิง

ในปี 1416 ก. C. ตำราฮินดูเรื่องเอ็มบริโอซึ่งเขียนเป็นภาษาสันสกฤตอธิบายว่าหนึ่งวันหลังจากการมีเพศสัมพันธ์จะมีการสร้างเอ็มบริโอ (Kalada) ซึ่งตามมาด้วยการก่อตัวของถุง (หลังจาก 7 คืน) ซึ่งเป็นมวลที่มั่นคง (หลังจากหนึ่งเดือน) หัว (หลังจากสองเดือน) และแขนขา (หลังจากสามเดือน)

Pythagoras (570–495 ปีก่อนคริสตกาล) เสนอว่าพ่อให้ลักษณะสำคัญของลูกหลานซึ่งเรียกว่า ฮิปโปเครตีส 460–377 ก. ค. ระบุว่าพัฒนาการของตัวอ่อนของไก่อาจคล้ายกับมนุษย์

อริสโตเติล (384–322 ปีก่อนคริสตกาล) เขียนบทความเกี่ยวกับตัวอ่อนของไก่และสัตว์อื่น ๆ ด้วยเหตุนี้เขาจึงถือเป็นผู้ก่อตั้งวิทยาเอ็มบริโอ

Claudius Galenus (129–216 ปีก่อนคริสตกาล) เขียนบทความเกี่ยวกับการก่อตัวของทารกในครรภ์โดยอธิบายถึงโครงสร้างต่างๆเช่นรก amnion และ allantois

Samuel-el-Yehudi ประมาณ 200 AD ได้อธิบายพัฒนาการของตัวอ่อนโดยการแยกแยะ 6 ขั้นตอนตั้งแต่ตัวอ่อนที่ไม่มีรูปร่างไปจนถึงทารกในครรภ์

Embryology จากยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาถึงศตวรรษที่ 18

Leonardo da Vinci (1452–1519) โดยการผ่ามดลูกของหญิงตั้งครรภ์ทำให้มีภาพวาดทารกในครรภ์ที่แม่นยำมาก

วิลเลียมฮาร์วีย์ (1578–1657) เชื่อว่าสเปิร์มเข้าไปในมดลูกและมีการเปลี่ยนแปลงเปลี่ยนรูปเป็นไข่แล้วเป็นตัวอ่อน

Marcello Malpighi (1628–1694) และ Jan Swammerdam (1637–1680) จากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ให้ข้อมูลว่าพวกเขาอ้างว่าสนับสนุนทฤษฎี preformism ซึ่งเสนอว่าน้ำอสุจิมีทั้งมนุษย์

Regnier de Graaf (1641–1643) ผ่าและสังเกตรังไข่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดรวมทั้งมนุษย์โดยอธิบายถึง corpus luteum (Graafian follicle)

แคสเปอร์ฟรีดริชวูลฟ์ (1733–1794) ในหนังสือ Theory of Generation ในปี ค.ศ. 1759 เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าอวัยวะต่างๆของร่างกายไม่มีอยู่ก่อนตั้งครรภ์ แต่เกิดขึ้นจากวัสดุที่ไม่แตกต่าง

Lázaro Spallanzani (1729–1799) ทำการทดสอบการปฏิสนธินอกร่างกายในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและการผสมเทียมในสุนัขสรุปได้ว่าไข่และน้ำอสุจิเป็นสิ่งจำเป็นในการเริ่มต้นการพัฒนาของแต่ละบุคคล

Heinrich Christian Pander (1794–1865) สังเกตการพัฒนาของตัวอ่อนไก่ในระยะแรกโดยอธิบายถึงชั้นของเชื้อโรคทั้งสาม: ectoderm, mesoderm, endoderm

ตัวอ่อนสมัยใหม่

Karl Ernst von Baer (1792–1876) ยืนยันว่าน้ำอสุจิมีเซลล์ที่เคลื่อนที่ได้หลายล้านเซลล์ซึ่งเขาเรียกว่าสเปิร์มโตซัว นอกจากนี้เขายังค้นพบเซลล์ไข่ของรังไข่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไซโกตในท่อนำไข่และบลาสโตซิสต์ในมดลูก ด้วยเหตุนี้เขาจึงถือว่าเป็นผู้ก่อตั้งวิทยาเอ็มบริโอสมัยใหม่

Hans Spemann (2412-2484) นำแนวคิดเรื่องการเหนี่ยวนำในการพัฒนาตัวอ่อนตามที่เอกลักษณ์ของเซลล์บางชนิดมีอิทธิพลต่อการพัฒนาเซลล์อื่นในสภาพแวดล้อม Spermann ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ในปี พ.ศ. 2478

Patrick Steptoe (1913-1988) และ Robert Edwards (1925–) เป็นนรีแพทย์และนักวิทยาศาสตร์ที่ทำให้เกิด Louise Brown ในปี 1978 ซึ่งเป็นทารกคนแรกที่เกิดจากการปฏิสนธินอกร่างกาย

Edward Lewis (1918-2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) และ Eric F. Wieschaus (1947–) ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ในปี 1995 จากการค้นพบยีนที่ควบคุมการพัฒนาของตัวอ่อน

เอียนวิลมุท (2487–) และเพื่อนร่วมงานของเขาเป็นคนแรกที่ถ่ายโอนนิวเคลียสของเซลล์ผู้ใหญ่ที่แตกต่างออกไปเพื่อสร้างโคลนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแกะชื่อดอลลีซึ่งเกิดในปี พ.ศ. 2539

สาขาวิชาตัวอ่อน

วิทยาเอ็มบริโอแบ่งออกเป็นวิทยาเอ็มบริโอทั่วไป, วิทยาเอ็มบริโอเชิงระบบ, เอ็มบริโอเชิงพรรณนา, เอ็มบริโอเชิงเปรียบเทียบ, เอ็มบริโอวิทยาทดลอง, เอ็มบริโอเคมีและเทราโทโลยี

เอ็มบริโอทั่วไป

ศึกษาพัฒนาการจากการปฏิสนธิและการสร้างไซโกตผ่านการสร้างบลาสโตซิสต์และการฝังตัวการสร้างเอ็มบริโอบลาสต์จนถึงการสร้างเอ็มบริโอ เหตุการณ์เหล่านี้มีระยะเวลาแปดสัปดาห์และแบ่งออกเป็นช่วงก่อนตัวอ่อนและระยะตัวอ่อน

ระบบตัวอ่อน

ศึกษาพัฒนาการของอวัยวะและระบบในระยะเอ็มบริโอ

ตัวอ่อนเชิงพรรณนา

ศึกษาจากการสังเกตและคำอธิบายโดยตรงของขั้นตอนการพัฒนาของตัวอ่อน

เอ็มบริโอเปรียบเทียบ

การเปรียบเทียบพัฒนาการของเอ็มบริโอของสัตว์ต่างสายพันธุ์ สาขานี้เกี่ยวข้องกับชีววิทยาเชิงเปรียบเทียบและเชิงบูรณาการซึ่งก่อให้เกิดชีววิทยาของการพัฒนาวิวัฒนาการในยุคที่เรียกว่า evo-devo

ตัวอ่อนทดลอง

การทดลองกับสัตว์ทดลอง (หนูหนูสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ฯลฯ ) เพื่อศึกษาพัฒนาการของตัวอ่อน

ตัวอ่อนเคมี

การศึกษาทางชีวเคมีของบลาสโตซิสต์ตัวอ่อนและทารกในครรภ์จนถึงช่วงแรกเกิด

teratology

การศึกษาผลของสารติดเชื้อสารเคมีรังสีและปัจจัยภายนอกอื่น ๆ ที่เปลี่ยนแปลงสัณฐานวิทยาและการทำงานของทารกในครรภ์

เอ็มบริโอของมนุษย์

ในมนุษย์มีการอธิบายพัฒนาการก่อนคลอดไว้ 3 ขั้นตอน: 1) ระยะก่อนตัวอ่อนตั้งแต่ตั้งครรภ์จนถึงสัปดาห์ที่สอง 2) ระยะเวลาของการสร้างตัวอ่อนตั้งแต่สัปดาห์ที่สองถึงสัปดาห์ที่แปด 3) ระยะของทารกในครรภ์ตั้งแต่สัปดาห์ที่เก้าถึงแรกเกิด

โดยทั่วไปพัฒนาการก่อนคลอดของมนุษย์เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ: 1) ตัวอ่อน; 2) รก; 3) เยื่อหุ้มทารกในครรภ์; 4) โพรงในร่างกายและไดอะแฟรม 5) ระบบกล้ามเนื้อโครงร่างระบบทางเดินหายใจระบบหัวใจและหลอดเลือดระบบทางเดินปัสสาวะระบบสืบพันธุ์และระบบประสาท 6) ศีรษะและคอ; 7) ตาและหู

ขั้นตอนสำคัญของการพัฒนาตัวอ่อน

การสร้างตัวอ่อนรกและเยื่อหุ้มทารกในครรภ์

เมื่อสร้างไซโกตแล้วไซโกตจะเริ่มแบ่งตัวแบบไมโทซิสและเพิ่มจำนวนเซลล์โดยไม่เพิ่มขนาด เซลล์ของไซโกตเรียกว่าบลาสโตเมียร์ เมื่อถึง 12 เซลล์โมรูลาจะเกิดขึ้น จากนั้นจะสร้างบลาสโตซิสต์ซึ่งเป็นทรงกลมกลวงที่เต็มไปด้วยของเหลว

บลาสโตซิสต์มีมวลเซลล์ภายในที่ขั้วเดียว ล้อมรอบด้วยชั้นบาง ๆ ของเซลล์ที่เรียกว่าโทรโฟบลาสต์ซึ่งมีหน้าที่ยึดติดกับผนังมดลูกจนกลายเป็นส่วนของรกของทารกในครรภ์

โพรงน้ำคร่ำและคอริโอนิกล้อมรอบตัวอ่อน ผนังของมันสร้างเยื่อหุ้มทารกในครรภ์ มวลภายในของเซลล์ก่อตัวขึ้นโดยการย่อยอาหารซึ่งเป็นแผ่นดิสก์ของตัวอ่อน bilaminar ที่เกิดจาก epiblast (ectoderm ในภายหลัง) และ hypoblast (endoderm ในภายหลัง) ectoderm สร้างความแตกต่างและสร้างชั้นที่สาม: mesoderm

mesoderm สร้างกระดูกเนื้อเยื่อเกี่ยวพันกระดูกอ่อนระบบหัวใจและหลอดเลือดน้ำเหลืองและระบบสืบพันธุ์ไตผิวหนังชั้นหนังแท้และโครงสร้างอื่น ๆ ectoderm สร้างระบบประสาท endoderm สร้างระบบทางเดินอาหารปอดและทางเดินหายใจ

ภายในแปดสัปดาห์อวัยวะและระบบส่วนใหญ่ได้ก่อตัวขึ้นแล้ว แต่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ

การก่อตัวของโพรงในร่างกายและกะบังลม

ในสัปดาห์ที่สี่ตัวอ่อนจะมีรูปร่างเป็นสามมิติและมีการพับอันเป็นผลมาจากการสร้างท่อในลำไส้ coelom หรือโพรงปิดเกิดขึ้นภายในตัวอ่อนที่เกิดจากชั้นร่างกายและอวัยวะภายในของแผ่นด้านข้างของ mesoderm

ชั้น mesodermal ร่างกายสร้างเยื่อเซรุ่มข้างขม่อมในขณะที่ชั้น mesodermal splanchnic สร้างเยื่อเซรุ่มอวัยวะภายใน เมื่อตัวอ่อนพับการรวมตัวกับช่องคอโรโอนิกจะหายไปและรูปแบบของโพรงที่ต่อจากบริเวณอุ้งเชิงกรานไปยังบริเวณทรวงอก

coelom ก่อให้เกิดโพรงเยื่อหุ้มหัวใจเยื่อหุ้มปอดและช่องท้อง กะบังตามขวางแบ่งช่องออกเป็นสองช่อง: ช่องทรวงอกและช่องท้อง (หรือเยื่อบุช่องท้อง) อย่างไรก็ตามการสื่อสารระหว่างโพรงทั้งสองจะได้รับการบำรุงรักษาผ่านช่องทางช่องท้องซึ่งมีเยื่อหุ้มของตัวเอง

เมมเบรนที่ได้รับการตั้งชื่อใหม่จะแบ่งช่องอกออกเป็นช่องเยื่อหุ้มหัวใจและช่องเยื่อหุ้มปอดและเรียกว่าเยื่อหุ้มปอด ตั้งแต่วันที่ยี่สิบเอ็ดถึงสัปดาห์ที่แปดฟันผุจะเกิดขึ้น

ไดอะแฟรมส่วนใหญ่เกิดจากกะบังตามขวางและเยื่อหุ้มปอด กะบังตามขวางมีต้นกำเนิดที่ระดับปากมดลูกประมาณวันที่ยี่สิบสอง ได้รับการปกคลุมด้วยเส้นประสาทไขสันหลัง C3 - C5

การฝึกระบบกล้ามเนื้อโครงร่างระบบทางเดินหายใจและระบบหัวใจและหลอดเลือด

กล้ามเนื้อส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากพาราเซียลเมโซเดิร์ม กล้ามเนื้อโครงร่างมีสามประเภทคือเรียบและหัวใจ กล้ามเนื้อโครงร่างมาจากโซไมต์ชั้นโซมาโตโฟลิกของแผ่นด้านข้างและยอดประสาท กล้ามเนื้อเรียบของอวัยวะภายใน ระบบทางเดินอาหารและกล้ามเนื้อหัวใจของ mesoderm splanchnic

เมโซเดิร์มประกอบด้วยกระดูกและกระดูกอ่อนส่วนใหญ่ เซลล์ sclerotome สร้างกระดูกสันหลังส่วนบุคคล ในการพัฒนากะโหลกศีรษะมีสองส่วนคือ neurocranium และ viscerocranium กระดูกซี่โครงเกิดจากการสร้างกระดูกของสารตั้งต้นของกระดูกอ่อน การสร้างกระดูกของกระดูกยาวถือเป็นการสิ้นสุดระยะตัวอ่อน

การพัฒนาระบบทางเดินหายใจแบ่งออกเป็นห้าขั้นตอน: 1) ตัวอ่อนตาเริ่มต้นและการแตกแขนง 2) pseudoglandular แตกแขนงเต็มรูปแบบ; 3) canicular หลอดลมขั้ว; 4) ถุงขั้วและเส้นเลือดฝอยเข้ามาสัมผัส; 5) ถุง 8 เดือนการพัฒนาที่สมบูรณ์ของอุปสรรคเลือดและอากาศ

การพัฒนาระบบหัวใจและหลอดเลือดเริ่มต้นด้วยการสร้างหลอดหัวใจ จากนั้นจะเกิดการแยกตัวออกเป็น atria โพรงและภาชนะขนาดใหญ่ การบำบัดน้ำเสียเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสองกะบังซึ่งจะไม่ปิดสนิทจนกว่าจะคลอด

การก่อตัวของระบบย่อยอาหารทางเดินปัสสาวะระบบสืบพันธุ์และระบบประสาท

การพัฒนาของระบบย่อยอาหารเริ่มต้นเมื่อชั้นเชื้อโรคของตัวอ่อนตอนต้นพับไปด้านข้างและแยกออกจากกัน สิ่งนี้จะผลักเยื่อไข่แดงเข้าไปในตัวอ่อนจึงสร้างท่อลำไส้ซึ่งแบ่งออกเป็นส่วนหน้า (คอหอยในอนาคต) กลาง (หลอดอาหารในอนาคต) และส่วนหลัง (ลำไส้เล็กส่วนต้นในอนาคตลำไส้ลำไส้ใหญ่และช่องทวารหนัก)

ระบบทางเดินปัสสาวะและระบบสืบพันธุ์ถือได้ว่าเป็นระบบเดียวเนื่องจากมีต้นกำเนิดจากตัวอ่อนร่วมกันและมีช่องทางร่วมกัน ทั้งสองระบบพัฒนาจาก mesoderm ระดับกลางซึ่งเป็นส่วนยอดของอวัยวะสืบพันธุ์แบ่งออกเป็นสายไตและส่วนยอดของอวัยวะเพศ

สายไตจะก่อให้เกิด pronephros, mesonephros และ metanephros ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างไต ระบบอวัยวะเพศพัฒนามาจากส่วนยอดของอวัยวะเพศ พัฒนาการของระบบสืบพันธุ์เพศหญิงหรือเพศชายขึ้นอยู่กับโครโมโซมเพศคู่

ระบบประสาทจะพัฒนาในสัปดาห์ที่สามจาก ectoderm ในขั้นต้นท่อประสาทจะถูกสร้างขึ้นโดยรอยพับซึ่งเป็นส่วนยอดประสาท ไขสันหลังถูกสร้างขึ้นซึ่งมีสามชั้น: neuroepithelial, mantle, marginal zone ต่อจากนั้นจะเกิดถุงของ telencephalon, diencephalon, midbrain, metancephalon และ midbrain

การพัฒนาศีรษะคอตาและหู

ส่วนหัวของศีรษะและลำคอส่วนใหญ่เกิดจากส่วนโค้งของคอหอยถุงและร่องรวมทั้งจากเยื่อคอหอย โครงสร้างเหล่านี้สร้างอุปกรณ์คอหอยและทำให้ตัวอ่อนมีลักษณะที่โดดเด่นในสัปดาห์ที่สี่ของการพัฒนา

ส่วนโค้งของคอหอยถูกสร้างขึ้นโดย mesomeric mesoderm และเซลล์ของยอดประสาทซึ่งมีความแตกต่างตามลำดับเป็น: 1) กล้ามเนื้อและหลอดเลือดแดง 2) กระดูกและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ถุงคอหอยประกอบด้วยการรุกรานของเอ็นโดเดิร์มที่ขอบส่วนหน้า

pharyngeal sulci ประกอบด้วยการรุกรานของ ectoderm ตั้งอยู่ระหว่างส่วนโค้งของคอหอย เยื่อคอหอยประกอบด้วย ectoderm, mesoderm และ endoderm ตั้งอยู่ระหว่างส่วนโค้งของคอหอย

หูประกอบด้วย: หูชั้นในหูชั้นกลางหูชั้นนอก ในสัปดาห์ที่สี่หูชั้นในจะพัฒนาจากแผ่น otic ของ ectoderm ซึ่งจะทำให้เกิดส่วนที่เป็นประโยชน์และส่วนที่ศักดิ์สิทธิ์ หูชั้นกลางและภายนอกได้มาจากส่วนโค้งคอหอยแรกและจากเซลล์ประสาท

ดวงตามีต้นกำเนิดมาจากถุงใต้ตาซึ่งก่อตัวจากส่วนข้างของสมองส่วนปลายในช่วงต้นสัปดาห์ที่สี่

อ้างอิง

Amundson, R. 2005. บทบาทที่เปลี่ยนไปของตัวอ่อนในความคิดเชิงวิวัฒนาการ: โครงสร้างและการสังเคราะห์. Cambridge, เคมบริดจ์
Coward, K. , Wells, D. 2013. ตำราคลินิกเอ็มบริโอ. Cambridge, เคมบริดจ์
Dudek, RW 2014. Embryology. Wolters Kluwer, ฟิลาเดลเฟีย
Lambert, HW, Wineski, LE 2011 การทบทวนคำถามและคำตอบของ Lippincott เกี่ยวกับกายวิภาคศาสตร์และตัวอ่อน Wolters Kluwer, ฟิลาเดลเฟีย
Lisowski, F.P, Oxnard, CE 2007. เงื่อนไขทางกายวิภาคและที่มา World Scientific สิงคโปร์
Mitchell, B. , Sharma, R. 2009. Embryology: ข้อความสีที่แสดง เชอร์ชิลลิฟวิงสโตนเอดินบะระ
Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013 มนุษย์ที่กำลังพัฒนา: เอ็มบริโอเชิงคลินิก Saunders, ฟิลาเดลเฟีย
Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016 ก่อนที่เราจะเกิด: สิ่งสำคัญของเอ็มบริโอและความบกพร่องที่เกิด Elsevier, ฟิลาเดลเฟีย
Singh, V. 2012. ตำราคลินิคเอ็มบริโอ. Elsevier อาหารสำเร็จรูปใหม่
Webster, S. , de Wreede, R. 2016. Embryology ได้อย่างรวดเร็ว ไวลีย์ชิชิสเตอร์

คัพภวิทยา: ประวัติศาสตร์สาขาวิชาและสาขา - ชีววิทยา - 2025