Εμβρυϊκή επαγωγή είναι η διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ των τμημάτων του εμβρύου, κατά την οποία ένα μέρος επηρεάζει τη μοίρα ενός άλλου. Αυτή η έννοια αναφέρεται στην πειραματική εμβρυολογία.
Το άρθρο είναι αφιερωμένο σε ένα από τα πιο σημαντικά και δύσκολα ερωτήματα αυτής της επιστήμης: "Τι σημαίνει εμβρυϊκή επαγωγή;"
Λίγη ιστορία
Το φαινόμενο της εμβρυϊκής επαγωγής ανακαλύφθηκε το 1901 από Γερμανούς επιστήμονες όπως ο Hans Spemann και η Hilda Mangold. Για πρώτη φορά, αυτή η διαδικασία μελετήθηκε χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του φακού σε αμφίβια σε εμβρυϊκή κατάσταση. Η ιστορία έχει διατηρήσει πολλά παραδείγματα και πειράματα για αυτό το θέμα, τα οποία βασίζονται στη θεωρία του Spemann.
Υπόθεση
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η εμβρυϊκή επαγωγή είναι μια διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ των τμημάτων του εμβρύου. Έτσι, σύμφωνα με την υπόθεση, υπάρχει ένας αριθμός κυττάρων που δρουν σε άλλα κύτταρα ως οργανωτές που προκαλούν αλλαγές στην ανάπτυξη. Προκειμένου να απεικονίσουν με μεγαλύτερη σαφήνεια αυτή τη διαδικασία, οι επιστήμονες στη δεκαετία του '20του περασμένου αιώνα διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων, τα οποία θα συζητήσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες αργότερα.
Πείραμα Hans Spemann
Ως αποτέλεσμα των πειραμάτων του, ο Δρ Spemann αποκάλυψε ένα μοτίβο ότι η ανάπτυξη συμβαίνει σε μια αυστηρή εξάρτηση ορισμένων οργάνων από άλλα. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε τρίτονα. Ο Spemann μεταμόσχευσε ένα τμήμα του χείλους του βλαστοπόρου από το πίσω μέρος ενός εμβρύου στην κοιλιακή κοιλότητα ενός άλλου. Ως αποτέλεσμα, στο σημείο όπου έγινε η μεταμόσχευση του οργάνου, άρχισε ο σχηματισμός ενός νέου εμβρύου. Κανονικά, ένας νευρικός σωλήνας δεν σχηματίζεται ποτέ στην κοιλιακή κοιλότητα.
Με βάση την εμπειρία, ο γιατρός κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν οργανωτές που επηρεάζουν την περαιτέρω ανάπτυξη του σώματος. Ωστόσο, οι διοργανωτές μπορούν να ξεκινήσουν μόνο εάν τα κλουβιά είναι ικανά. Τι σημαίνει? Η ικανότητα νοείται ως η ικανότητα του βλαστικού υλικού να αλλάζει την υποτιθέμενη μοίρα του υπό την επίδραση διαφόρων ειδών επιρροών. Κατά τη μελέτη των επαγωγικών αλληλεπιδράσεων σε διάφορα είδη χορδών, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν πολλά μεμονωμένα χαρακτηριστικά στους τομείς και τους όρους ικανότητας διαφόρων οργανισμών. Δηλαδή, οι οργανωτές ενεργούν εάν το κύτταρο είναι σε θέση να δεχτεί τον επαγωγέα, αλλά σε όλους τους οργανισμούς αυτή ή η άλλη διαδικασία συμβαίνει με διαφορετικούς τρόπους.
Ας καταλήξουμε: η ανάπτυξη ενός οργανισμού είναι μια αλυσιδωτή διαδικασία, χωρίς ένα κύτταρο είναι αδύνατο να σχηματιστεί ένα άλλο. Η εμβρυϊκή επαγωγή καθορίζει σταδιακά τον σχηματισμό και τη διαφοροποίηση των οργάνων. Επίσης, αυτή η διαδικασία είναι η βάση για το σχηματισμό της εξωτερικής εμφάνισης ενός αναπτυσσόμενου ατόμου.
Έρευνα Hilda Mangold
Ο Hans Spemann είχεμεταπτυχιακή φοιτήτρια - Hilda Mangold. Με εκπληκτική επιδεξιότητα, μπόρεσε να πραγματοποιήσει μια σειρά από πολύπλοκα πειράματα με μικροσκοπικά έμβρυα τρίτωνα (διαμέτρου 1,5 mm). Διαχωρίζοντας ένα μικρό κομμάτι ιστού από ένα έμβρυο, το μεταμόσχευσε σε ένα έμβρυο άλλου είδους. Επιπλέον, για μεταμόσχευση επέλεξε τις περιοχές του εμβρύου όπου γινόταν ο σχηματισμός κυττάρων, από τα οποία στη συνέχεια επρόκειτο να σχηματιστούν βλαστικά στρώματα. Το έμβρυο με ένα κομμάτι άλλου εμβρύου μεταμοσχευμένο σε αυτό συνέχισε να αναπτύσσεται με επιτυχία. Και το εμβολιασμένο κομμάτι ιστού δημιούργησε ένα νέο σώμα, προικισμένο με πλάτη, σπονδυλική στήλη, κοιλιά και κεφάλι.
Ποια ήταν η σημασία των πειραμάτων; Στην πορεία τους, ο Mangold απέδειξε ότι υπάρχει εμβρυϊκή επαγωγή. Αυτό είναι δυνατό επειδή ένας μικρός ιστότοπος έχει αυτές τις μοναδικές ιδιότητες, ονομάστηκε διοργανωτής.
Τύποι επαγωγής
Υπάρχουν δύο τύποι: η ετερόνομη επαγωγή και η ομώνυμη επαγωγή. Τι είναι και ποια η διαφορά; Ο πρώτος τύπος είναι μια διαδικασία κατά την οποία ένα μεταμοσχευμένο κύτταρο αναγκάζεται να ξαναχτιστεί σε έναν κοινό ρυθμό, δηλαδή δημιουργεί κάποιο είδος νέου οργάνου. Το δεύτερο προκαλεί μια αλλαγή στα γύρω κύτταρα. Ενθαρρύνει το υλικό να αναπτυχθεί προς την ίδια κατεύθυνση.
Βασικές κυτταρικές διεργασίες
Για περισσότερη σαφήνεια, δείτε τον παρακάτω πίνακα. Προτείνουμε να χρησιμοποιήσετε το παράδειγμά της για να μελετήσετε τις κύριες κυτταρικές διεργασίες της εμβρυϊκής επαγωγής.
| Μορφές κυτταρικών αλληλεπιδράσεων | Εκπαίδευση της κανονικήςδομές | Συνέπειες παραβιάσεων |
| movement | σχηματισμός του νευρικού σωλήνα κατά την κίνηση των πρωτογενών γεννητικών κυττάρων | διαταραχές στο σχηματισμό του νευρικού σωλήνα, παραβίαση της δομής |
| επιλεκτική αναπαραγωγή | αρχές οργάνων | έλλειψη οργάνων |
| επιλεκτικός θάνατος | διαχωρισμός δακτύλων, θάνατος επιθηλιακών κυττάρων κατά τη σύντηξη παλατινικών μπουμπουκιών, ρινικές διεργασίες κ.λπ. | σχιστία υπερώας, σχιστό χείλος, πρόσωπο, κήλες σπονδυλικής στήλης |
| προσκόλληση | σχηματισμός του νευρικού σωλήνα από τη νευρική πλάκα, κ.λπ. | διαταραχές στο σχηματισμό του νευρικού σωλήνα, παραβίαση της δομής |
| πάχυνση | σχηματισμός άκρων | λείπουν ή έχουν επιπλέον άκρα |
Η εκδήλωση αυτού του φαινομένου βρέθηκε σε διάφορα στάδια της ανάπτυξης του οργανισμού. Επί του παρόντος, η εμβρυϊκή επαγωγή μελετάται ενεργά.
