In-je University College of Medicine Embryonic period Department of Anatomy In-je University College of Medicine

배아 발생의 일반적 기전 기본적으로 염색체 속에 내재된 gene의 고유 기능에 따른 변화가 각기 다른 tissue 또는 organ을 형성한다. (genetic plan에 따라 진행)= cell lineage가 있다.

배아 발생의 일반적 기전 2. 그러나, 원시 세포의 cell lineage에 따른 발생의 변화는 조직, 장기에 따라 발생 시기의 차이가 있다. 즉, 세포 또는 조직 유도자(inductor)의 발현 시기에 차이가 있다는 뜻이다. a. 어떤 시점이 되면 세포질 내에서 생성된 어떤 자극 물질 (protein?)이 핵 속의 gene과 반응하여 그 gene과 관련된 일련의 발생이 시작된다. (cytoplasmic factor) b. 또한 일차 유도자에 의해 조직의 기본 발생이 시작되며 관련 다른 조직의 발생을 유도하는 interactant (상호작용자)를 내어 다음 단계의 조직 발생을 진행하게 한다. 이 경우 반응 조직에는 interactant에 대한 competant (반응자) 라는 선택적 receptor가 있다는 의미이다. c. Interactant의 signal pathway는 다양할 수 있다. 대부분의 경우에는 세포간 직접 접촉 매개성 상호 작용이 관여하나, 어떤 경우에는 blood stream 을 통한 signal pathway를 갖기도 한다. (후성설적 발생조절) 즉, 발생과정은 조직별로 시간적, 공간적 제한을 받게 된다.

배아 발생의 일반적 기전 3. Organogenesis 과정에는 세포분열에 의한 growth와 병행하여 여러 다른 과정이 관여한다. a. Cell migration b. Cell aggregation c. Local growth d. Fusion and splitting (분열) e degeneration and apoptosis 4. 결과적으로 잘 조절된 정교한 발생 과정이 진행된다. 이 과정의 잘못으로 congenital anomalies 가 생겨나게 된다. ♥ 특히 embryonic period에서는 teratogen에 민감한 중요한 시기임을 인식해야 한다.

Organogenesis: 3 ~ 8 week Formation of all basic organ systems: Cardiovascular and nervous – 3 week External genitalia – later than 8 week Changes in outer shape Most critical period

Formation of 3D shape Head fold Tail fold Lateral folds Head fold - growth of brain and spinal cord – folding (septum transversum and heart are pushed ventrally) Changes in shape of intraembryonic coelomic cavity Tail fold – cloacal membrane is also pushed ventrally Lateral folds – gut closure, formation of umbilical cord

Embryo Folding

Folding in Horizontal plane :Lateral fold Embryo 양측이 folding 되면 right & left lateral fold 형성 양측 lat. Folds는 앞쪽으로 rolling되어 합쳐 원주형 embryo형성 Lat. & ventral abdominal wall이 형성되면 yalk sac의 일부가 embryo와 결합하여 midgut을 형성하고 이 때 yalk sac은 좁은 yalk stalk을 형성 Folding 후 amnion과 embryo 부착부는 상대적으로 좁아져 umbilical region을 형성 Amnion cavity가 팽창되고 extraembryonic coelom이 없어지면서 amnion은 umbilical cord의 상피를 형성

Folding in Median plane Head fold

Folding in Median plane Tail fold

Germ layer derivatives (파생물) Ectodermal derivatives Mesodermal derivatives Endodermal derivatives

Differentiation of Ectoderm Surface ectoderm epidermis, hair, nail sebaceous gland enamel mammary gland adenohypophysis Placode otic placode lens placode nasal placode Neural crest spinal ganglia & nerve cranial ganglia & nerve medulla of adrenal gland ectomesenchyme melanocyte Neural tube central nervous system (spinal cord, brain) neurohypophysis zygote blastocyst ectoderm Trilaminar embryonic disc

Ectodermal derivatives Surface ectoderm a. Epidermis of skin b. Its appendages -- hair, nail, cutaneous gland, mammary gland c. Ant. Part of pituitary gland d. Enamel of teeth e. Inner ear, lens of eye

Ectodermal derivatives 2. neuroectoderm ; neurulation a. Neural tube central nervous system (CNS) brain → ant. 2/3 spinal cord → ant. 1/3 cell body가 CNS 속에 있는 모든 nerve fibers motor nerve (운동신경) preganglionic auto nerve (자율신경의 절전 섬유) retina post. Part of pituitary gland

Ectodermal derivatives b. Neural crest cranial and spinal sensory ganglia와 이와 연결된 sensory nerve fibers cell body가 CNS 밖에 있는 모든 nerve fibers (예) autonomic nerve의 post. ganglionic fibers peripheral nerve sheath (Schwann cell) pia and arachnoid mater of meninges

Differentiation of Mesoderm blastocyst zygote mesoderm Trilaminar embryonic disc notochord Paraxial - dermis - muscles of trunk - axial skeleton (except skull) - connective tissue Lateral - heart - blood vessels & cells - connective tissue of viscera & limb - cortex of adrenal gland Intermediate - mesonephros - metanephros - ureter, pelvis - collecting tubules - gonad - genital duct

Mesodermal derivatives Paraxial mesoderm • 3 layers of somite Dermatome (피부분절) Myotome (근육분절) Sclerotome (뼈대분절) dermis of skin subcutaneus tissue muscles (smooth, cardiac & skeletal m.) Bone and cartilages Interstitial connective tissue

Differentiation of Somite

Mesodermal derivatives Intermediate mesoderm Lateral mesoderm Notochord Cardiogenic region → heart Urinary organs ; kidney, ureter, bladder Genital organs ; gonade and its ducts wall of viscera (connective tissue & smooth m) pleura, pericardium, peritoneum heart blood and lymph cells spleen Induces the neuroectoderm to neural tube Induces the vertebral bodies Forms the nucleus pulposus of intervertebral disc

Differentiation of Endoderm blastocyst zygote endoderm Trilaminar embryonic disc Lower respiratoy tract epithelium of lung,branchi, trachea Gastrointestinal tract urachus, urinary bladder large intestine, pancreas liver, stomach small intestine, esophagus Pharyngeal gut pharynx, thyroid gland, tympanic cavity, tonsil Auditory tube, thymus, parathyroid gland

Endodermal derivatives Epithelium of gastrointestinal tract ; primitive gut → GIT 2. Glands ; liver, pancreas, tonsil, thyroid, parathyroid 3. Epithelium of respiratory tract ; pharynx, trachea, bronchi, lung 4. Epithelium of part of urinary tract ; urinary bladder, urethra

Major derivatives of the embryonic germ layers

Embryonic period의 중요변화

4 weeks 4mm I 형 embryo가 C 형으로 바뀐다. 28일 경(4w 말), 거의 작은 사람형태가 된다. Longitudinal folding (cephalic & caudal folding)과 lateral folding 이 일어남. Yolk sac (umbilical vesicle)의 일부분이 embryo 속으로 묻혀서 primitive gut을 형성한다. 등쪽: neural tube 앞쪽: primitive gut 4. Neural tube 완성; 앞뒤가 막히고 분화가 진행 ; 25 일경 → ant. neuropore 폐쇄, 27 일경 → post. neuropore 폐쇄 ; tube 앞 2/3 (brain), 뒤 1/3 (spinal cord) 2개 tube 형성

4 weeks Otic pit (→ ear), lens placode (→ eye) 출현 4쌍의 pharyngeal(branchial) arch 형성 → 얼굴 형성, pharynx가 됨. Somite 형성이 완성; 20일 (1쌍) ~28일 (30-35쌍) Connecting stalk과 yolk sac의 나머지 부분 (vitelline duct)이 umbilical cord를 만든다. upper & lower limb bud 출현 ; upper 발생 진행 속도가 lower보다 1일 더 빠름. primordium이 각 장기에서 생겨나기 시작함. Other → heart와 vessel 형성 (3~7주) → 대부분의 organ primordium 형성

4 weeks

5 weeks 8mm 뇌와 두개골의 빠른 성장으로 머리가 급격히 성장 Lens vesicles이 보임. 머리부위에 prominent nasal pit가 형성 Second pharyngeal arch가 꼬리쪽으로 성장하기 시작 Limb buds가 길어지고 가쪽으로 펼쳐진다. forelimbs가 보다 빨리 성장하여 5주 말에는 hand plate가 나타나고 다리는 주걱 모양이다.

6 weeks 11mm 머리부분의 성장 뚜렷 → 머리가 큰 가분수 형태 ▪ brain의 급격한 성장으로 머리가 커짐. ▪ branchial arch의 융합으로 얼굴 형성 ▪ 눈과 귀바퀴 형성 가슴부위 ; heart prominence가 뚜렷 (4~20w; 거의 완성단계) 손, 발 형성 ; limb bud → padle shape hand & foot → digit 형성

7 weeks 20mm 눈썹이 보이고 auricular hillocks이 융합하여 하나의 auricle이 됨. 두개골의 croun은 prominent vascular plexus를 갖는다. 눈이 가쪽으로 붙었지만 얼굴이 인간형태를 취하기 시작 사지는 보다 더 배쪽으로 향함. 분명한 손가락을 가짐. Rudiment of nipples가 나타남. Liver의 성장에 의해 midgut loop가 umbilical cord로 탈장된다.

8 weeks 30mm 머리가 큰 가분수 형태이나 거의 인간의 형태를 갖춘다. 눈, 코, 입, 귀의 얼굴형태가 만들어진다. 팔, 다리가 길어지고 elbow, knee 구분, hand, foot의 digit가 형성 바깥 생식기는 아직 구분되지 않는다. (12주 후에 구분가능) 꼬리가 소실된다.

Summary

임신 관리 규칙적 검사 ▪ embryonic period (임신초기, 3개월까지) → 1번/2주 내원해서 검사 ▪ fetal period (임신 후기) → 1번/2~4주 내원해서 검사 검사 내용 및 처치 (1) history taking ① individual medical history ; 산모의 병력 (당뇨, 고혈압, 신장질환, 심장질환), 임신중독 ② reproductive history ; 특히 eclamsia, abortion ③ social history ; 산모나이, 기호품, 약물 ④ life style & habits, obesity ⑤ familial history : 유전질환

임신 관리 (2) ultrasonography ① 태아나이 확인 ② 정상성장확인 – 성장지연 의심 ① 태아나이 확인 ② 정상성장확인 – 성장지연 의심 ③ 임신진단 보조 – 융모막융모 채취, 양수채취 ④ 딴곳 임신진단 ⑤ 선천성이상 탐지 (3) chronic disease 관리 (4) nutrition – well balanced diet (2500 kcal 이상) 20~30 % 증가 (5) exercise, travel, alcohol Common complains ; nausea backache