Kliknutím sem spustíte animaci Simbryo GI Development (a opravdu tripovou hudbu – pochopíte, až se okno otevře…)

I. Přehled
A. Vznik primitivní střevní trubice

• Střevní trubice vzniká z endodermu vystýlajícího žloutkový váček, který je obklopen vyvíjejícím se coelomem jako výsledek kraniálního a kaudálního skládání.
• Během skládání se somatický mezoderm přikládá k tělní stěně, čímž vzniká parietální peritoneum. Viscerální (nebo splanchnický) mezoderm se ovíjí kolem střevní trubice a vytváří mezenteria, která zavěšují střevní trubici v tělní dutině. Mezoderm bezprostředně spojený s endodermem se také podílí na většině stěny střevní trubice. Nervy a neurony nacházející se ve stěně jsou odvozeny z neurálního hřebene.
• Souhrn příspěvků zárodečné vrstvy:
• endoderm: slizniční epitel, slizniční žlázy a podslizniční žlázy trávicí trubice.
• mesoderm: lamina propria, muscularis mucosae, podslizniční vazivo a cévy, muscularis externa a adventitia/serosa
• neurální hřeben: neurony a nervy podslizničního a myenterického plexu

B. Základní dělení střevní trubice

• Kraniokaudální a laterální skládání způsobuje, že se otvor střevní trubice do žloutkového váčku uzavírá (jako peněženka) a vytváří kapsu směrem k hlavovému konci embrya zvanou „přední (nebo kraniální) střevní portál“ a „zadní (nebo kaudální) střevní portál“ směrem k ocasu embrya. Jedná se o budoucí přední střevo a zadní střevo. Střední střevo zůstává otevřené do žloutkového váčku.

• Další skládání a růst embrya způsobuje, že se komunikace střeva se žloutkovým váčkem nadále zmenšuje a oblasti střeva (přední střevo, střední střevo a zadní střevo) se dále zpřesňují:

• Odvozeniny střevních oblastí jsou následující:

.

FOREGUT	MIDGUT	HINDGUT
Trachea &dýchací cesty	Dolní dvanáctník**	Distální 1/3 příčného tračníku
Plíce	Jícen	Sestupný tračník
Jícen	Ileum	Sigmoidní tračník
Žaludek	Cékum	Rectum
Játra	Apendix	Horní řitní kanál
Žlučník &žlučové cesty	Vrchní část tlustého střeva	Urogenitální dutina
Slinivka břišní (dorzální & ventrální)	Proximální 2/3 příčného tračníku
Horní dvanáctník*
*část obsluhovaná mravencem. & post. horní pankreatoduodenální tepny	**část obsluhovaná ant. & post. dolní pankreatoduodenální tepny

C. Definitivní dělení střevní trubice

• V dutině břišní se střevo definitivně dělí na přední střevo, střední střevo a zadní střevo NA ZÁKLADĚ ARTERIÁLNÍHO PŘÍVODU:
• Deriváty předního střeva v břišní dutině jsou zásobovány větvemi celiakální tepny
• Deriváty středního střeva jsou zásobovány větvemi horní mezenterické tepny
• Deriváty zadního střeva jsou zásobovány větvemi dolní mezenterické tepny

D. Kraniokaudální vzorování střevní trubice

• specifické oblasti střevní trubice (tj. ta, která se stane plícemi, vs. ta, která se stane jícnem, vs. žaludkem atd.) a důležité spoje (např. gastroezofageální křižovatka) jsou vytvořeny kraniálním až kaudálním vzorem segmentálních, kombinatorických „kódů“ exprese genů HOX v endodermu a mezodermu raného embrya.

E. Radiální vzorování střevní trubice

• koncentrické rozvrstvení střevní trubice se uskutečňuje převážně prostřednictvím exprese Sonic Hedgehog (SHH) v endodermu, který inhibuje diferenciaci hladkého svalstva a neuronů v blízkosti endodermu. Dále od endodermu je koncentrace SHH nižší, což umožňuje diferenciaci hladké svaloviny a neuronů v muscularis externa. V pozdější fázi vývoje exprese SHH mizí, což umožňuje vývoj hladké svaloviny v muscularis mucosae a neuronů submukózního plexu.

• Při vývoji střevní trubice se endoderm rychle množí a kolem 5. týdne vlastně dočasně OBSAHUJE lumen trubice. Růst a expanze složek mezodermu ve stěně spolu s apoptózou části endodermu kolem 7. týdne způsobí opětovnou kanalizaci trubice, takže v 9. týdnu je lumen opět otevřené.

Tento proces okluze a rekanalizace probíhá V CELÉ trubici (od jícnu po konečník) a chyby v tomto procesu se mohou vyskytnout kdekoli podél trubice, což má za následek stenózu (zúžení lumen nebo dokonce úplnou okluzi) v dané oblasti.

F. Mezenteria střevní trubice (viz obrázek na předchozí straně)

• hrudní jícen a konečník jsou ukotveny v tělní stěně, a proto jsou retroperitoneální
• žaludek a játra jsou zavěšeny v mezenteriu, které je připojeno k dorzální A ventrální stěně těla:
• dorzální mezenterium žaludku se stává větším omentem
• břišní mezenterium jater se stává falciformním vazem
• mezenterium mezi žaludkem a játry se stává menším omentem
• zbytek trávicího traktu je zavěšen dorzálním mezenteriem, pojmenované podle orgánu, ke kterému je připojeno (mesoduodenum, mesoappendix, mesocolon atd.)
• některé části trávicího traktu zůstávají v dospělosti intraperitoneální, a proto jsou zavěšeny mezenteriem.
• některé části trávicího traktu se však během vývoje přikládají k tělní stěně a dorzální mezenterium se začleňuje do tělní stěny, čímž se orgán stává sekundárně retroperitoneálním.

Souhrn toho, co je v dospělosti retroperitoneální, intraperitoneální nebo sekundárně retroperitoneální:

.

Retroperitoneální	Intraperitoneální	Sekundárně retroperitoneální
hrudní jícen	abdominální jícen	pankreas	pankreas
rektum	slezina	duodenum
anus	žaludek	vstupní část tlustého střeva
	játra &. žlučník	sestupné tlusté střevo
	jejunum & ileum
	cékum & apendix
	sigmoidní kolon

II. Deriváty předžaludků:
A. Jícen

• V oblasti předžaludku těsně kaudálně od hltanu se vyvíjejí dva podélné hřebeny zvané tracheoezofageální záhyby, které rozdělují trubici ventrálně na tracheu (a následné plicní pupeny) a dorzálně na jícen.

• Stejně jako u zbytku střevní trubice se lumen jícnu kolem 5. týdne vývoje dočasně UZAVÍRÁ a kolem 9. týdne se opět kanalizuje.

• Jícen je zpočátku krátký a musí růst do délky, aby „držel krok“ s celkovým růstem délky embrya.

Klinické úvahy

• Atrézie jícnu
• vzniká, když se tracheoezofageální hřebeny příliš odchýlí dorzálně a způsobí, že horní část jícnu končí jako uzavřená trubice.
• obvykle je doprovázena tracheoezofageální píštělí, v takovém případě může být střevní obsah po narození aspirován do plic a způsobit zánět (pneumonitidu) nebo dokonce infekci (pneumonii).
• typicky souvisí s polyhydramniem prenatálně (plod nemůže polykat plodovou vodu a ta se hromadí v plodové dutině). Postnatálně bude dítě při krmení BEZPROSTŘEDNĚ regurgitovat, a pokud je přítomna tracheoezofageální píštěl, dojde k překrvení plic.
• Stenóza jícnu
• vzniká, když se jícen nedokáže rekanalizovat
• také obvykle spojená s polyhydramniem prenatálně. Po porodu dítě regurgituje BEZPROSTŘEDNĚ po nakrmení. Obvykle však NENÍ přítomna tracheoezofageální píštěl, takže plíce obvykle NEBUDOU překrvené.
• Vrozená hiátová hernie
• vzniká, když jícen neroste do dostatečné délky. V důsledku toho je jícen příliš krátký, a proto vtahuje srdeční žaludek do jícnového hiátu v bránici. Výsledná narušená struktura hiátu může umožnit herniaci dalšího střevního obsahu (obvykle kliček tenkého střeva) nahoru do hrudní dutiny.

B. Žaludek

• se nejprve objeví jako srostlá dilatace endodermu předního střeva, která projde rotací o 90° tak, že levá strana se posune ventrálně a pravá dorzálně (bloudivé nervy sledují tuto rotaci, čímž se levý bloudivý nerv stane předním a pravý bloudivý nerv zadním).

• Různý růst na levé a pravé straně zakládá větší, respektive menší zakřivení; kraniokaudální rotace vyklopí pylorus superiorně

• dorzální A ventrální mezenteria žaludku se zachovají a stanou se větším a menším omentem,

• proliferace mezodermu- resp.odvozené hladké svaloviny v kaudálním konci žaludku tvoří pylorický svěrač (závisí na různých genetických faktorech)

Klinické úvahy

• Hypertrofická pylorická stenóza
• vzniká v důsledku nadměrné proliferace (hypertrofie) hladké svaloviny pylorického svěrače
• častěji (0.5 % až 0,1 % kojenců), častěji u mužů než u žen; má také tendenci se vyskytovat v rodinách
• klinicky je spojena s násilným nebo „projektilovým“, nebiliózním zvracením krátce po krmení (obvykle ~1 hodinu), protože hypertrofický svěrač brání vyprazdňování žaludku do dvanáctníku. Zvracení je obvykle nebiliózní, protože blokáda je UPSTREAM duodenální papily, kde se žluč přidává do střevní trubice. Hypertrofovaný svěrač lze někdy nahmatat jako malý uzlík na pravém kostním okraji v oblasti nadbřišku – někdy lze kontrakce svěrače dokonce vidět nebo nahmatat pod kůží.

C. Játra

• vznikají z endodermu ventrálního předního střeva přiléhajícího k příčnému septu (mezoderm příčného septa a vyvíjející se srdce vysílají signály, které podněcují tuto oblast endodermu ke vzniku jater).

• parenchym jater (provazce hepatocytů a rozvětvené tubuly žlučovodů) interkaluje uvnitř tkáně septum transversum a plexu sklivcových cév, což odpovídá celkové architektuře pozorované u dospělého jedince (destičky hepatocytů, které jsou odvozeny od endodermu, obklopené cévními sinusoidami, které jsou odvozeny od mezodermu).

D. Slinivka břišní

• endodermální výstelka předního střeva tvoří DVA výrůstky kaudálně od formujících se jater: ventrální pankreatický pupen a dorzální pankreatický pupen.

• v každém pupenu se endoderm vyvíjí v rozvětvené tubuly připojené k sekrečním acinům (exocinre pancreas). Endokrinní pankreas (Langerhansovy ostrůvky) vzniká z kmenových buněk v místech větvení vývodů, které se pak vyvíjejí v diskrétní ostrůvky vaskularizované endokrinní tkáně v parenchymu exokrinní žlázy.

• Primární rotace střevní trubice (o níž bude pojednáno později) způsobí, že ventrální a dorzální pupeny splynou dohromady v orgán, který je v dospělosti obvykle JEDEN:
• nepatrový výběžek hlavy slinivky je odvozen od ventrálního pankreatického pupenu
• zbylá část hlavy, těla a ocasu slinivky je odvozena od dorzálního pankreatického pupenu

Chyby v procesu fúze mohou mít za následek prstencovitou slinivku, která obepíná dvanáctník, což může způsobit obstrukci -jejíž příznaky by byly podobné pylorostenóze s tím rozdílem, že zvracení může být žlučové a v epigastrické oblasti NENÍ hmatný uzel.

E. Proximální nebo horní duodenum

• vyrůstá z nejkaudálnější části předního střeva a je obsluhováno přední a zadní větví horní pankreatoduodenální tepny, která je větví celiakální tepny.
• s rotací střevní trubice jsou duodenum a pankreas přitlačeny ke stěně těla a stávají se sekundárně retroperitoneálními.

III. Deriváty středního střeva
A. Distální neboli dolní duodenum

• vyrůstá z nejkraniálnější části midgutu a je obsluhováno přední a zadní větví dolní pankreatoduodenální tepny, která je větví horní mezenterické tepny.
• stejně jako u zbytku duodena se stává sekundárně retroperitoneální
• stejně jako u zbytku celého trávicího traktu je lumen během vývoje přechodně obliterováno a poté se znovu kanalizuje.

Neúspěšná rekanalizace duodena může mít za následek stenózu (zúžení) nebo atrézii (úplné ucpání), jejímiž příznaky by bylo biliózní projektilové zvracení asi hodinu po krmení

B. Jejunum, ileum, cékum, apendix, vzestupný tračník a proximální 2/3 příčného tračníku

• se rychle prodlužují nad kapacitu embryonální břišní dutiny a vytvářejí tak smyčku ve tvaru písmene U, která herniuje do pupku a je orientována rovnoběžně s osou embrya tak, že existuje horní neboli kraniální smyčka a dolní neboli kaudální smyčka.

• horní klička obsahuje to, co bude jejunum a horní část ilea.

• Dolní neboli kaudální klička obsahuje dolní část ilea, cékum, apendix, vzestupný tračník a proximální 2/23 příčného tračníku. Dodatek lze vidět jako divertikl, který zpočátku směřuje dolů nebo k ocasu.

• střední část kličky (což je budoucí ileum) je připojena k prodlouženému zbytku žloutkového váčku zvanému vitelinní kanálek, který se normálně obliteruje.

Nedostatečná obliterace sklivcového kanálku může mít za následek vznik divertiklů (vyústění střevní trubice) zvaných Meckelovy divertikly,sklivcové cysty nebo sklivcové píštěle (spojení tenkého střeva s kůží). Ty budou často na jednom konci připojeny k pupku a na druhém konci k ileu.

• střevní trubice projde PRIMÁRNÍ rotací o 90 stupňů proti směru hodinových ručiček (pokud byste se dívali na embryo) tak, že spodní klička (ve které je apendix) je na levé straně embrya.

• jak embryo roste, břišní dutina se rozšiřuje, čímž vtahuje střevní trubici zpět do břicha, během čehož se střevní trubice dále otočí o dalších 180 stupňů tak, že apendix skončí v pravém horním kvadrantu.

• růst tlustého střeva zatlačí apendix dolů do jeho konečného umístění v pravém dolním kvadrantu.

Nedostatečné stažení celého střevního obsahu zpět do dutiny břišní nebo úplné uzavření ventrální stěny těla v místě pupku může mít za následek oomfalokélu, kdy střevní obsah herniuje ven z tělní stěny.

Vady a odchylky v rotaci mohou způsobit různé aberantní anatomické polohy vnitřností, které jsou často asymptomatické, ale je důležité je ocenit při snaze diagnostikovat a/nebo léčit gastrointestinální problémy (např. abnormální polohu apendixu v důsledku malrotace je třeba zvážit při snaze diagnostikovat apendicitidu). Malrotace může také způsobit zkroucení nebo volvulus střevní trubice, což vede ke stenóze a/nebo ischemii.

III. Deriváty zadního střeva

• zahrnují distální 1/3 příčného tračníku, sestupného tračníku, esovité kličky, konečníku a horního análního kanálu.
• terminální konec zadního střeva končí v endodermem vystlaném vaku zvaném kloaka, který je společný s vyvíjejícím se dolním urogenitálním traktem.
• tvorba urorektálního septa rozděluje kloaku ventrálně na urogenitální sinus a dorzálně na rektoanální kanál:
• urogenitální sinus přispívá k dolnímu urogenitálnímu traktu:
• močový měchýř (kromě trigona), močová trubice a pochva u ženy
• močový měchýř (kromě trigona), prostata a prostatická a membranózní močová trubice u muže
• rektoanální kanál: tvoří konečník a horní část análního kanálu
• urorektální přepážka: vyvíjí se v perineální těleso
• Část kloaky, kde je endoderm zadního střeva proti ektodermu kůže, se rozpadá, aby umožnila vznik konečníku.

Nedostatečné rozpadnutí kloakální membrány může mít za následek neděravý konečník.

Nedostatečná tvorba mezodermu během gastrulace může mít za následek anální atrézii, při níž nedochází k dostatečnému vývoji stěny (konkrétně hladké svaloviny a vaziva) rektoanálního kanálu
Nedostatky v dělení kloaky (obvykle doprovázené anální atrézií) mohou vést k různým aberantním spojením rektálního kanálu s částmi urogenitálního traktu.

• Inervace zadního střeva se dosahuje prostřednictvím migrace buněk vagového a sakrálního nervového hřebene do stěny zadního střeva s následnou diferenciací v neurony submukózního a myenterického plexu (totéž platí pro střední a přední střevo s tím rozdílem, že ty přijímají pouze vagový nervový hřeben).

Nedostatečná migrace buněk neurálního hřebene a/nebo jejich diferenciace v neurony v části střeva vyústí v aganglionární segment (chybí submukózní a myenterická ganglia). Hlavní funkcí těchto ganglií je umožnit lokální relaxaci ve stěně střevní trubice, takže aganglionární segment je tonicky stažený, což vede k obstrukci. Z různých důvodů jsou k tomuto problému nejnáchylnější distální části tlustého střeva, což vede ke stavu známému jako Hirschsprungova choroba nebo vrozené megakolon. Postižení jedinci mají často velmi nafouklé břicho v důsledku přítomnosti aganglionárního segmentu tlustého střeva (obvykle v esovité kličce), který způsobuje ucpání a následné zálohování stolice (a masivní zvětšení) v sestupném tračníku.

Practice Questions

1. Co je to Hirschspolonova klička? Který z následujících útvarů NENÍ alespoň částečně odvozen od středního střeva?“

1. plíce
2. duodenum
3. jejunum
4. ileum
5. příčný tračník

ODPOVĚĎ

3. Který z následujících útvarů NENÍ odvozen alespoň částečně od středního střeva? Během vývoje střeva:

1. slinivka zůstává po celou dobu svého vývoje retroperitoneální.
2. játra jsou odvozena ze středního střeva.
3. zadní střevo je zásobováno celiakální tepnou.
4. hladká svalovina ve stěně jícnu je odvozena ze splanchnického mezodermu.
5. VŠECHNO z výše uvedeného

ANSWER

5. Jak se vyvíjí jícen? Meckelovy divertikly, sklivcové cysty nebo sklivcové píštěle se nejčastěji vyskytují v souvislosti s:

1. dvanáctníkem
2. dvanáctníkem
3. jejunem
4. ileem
5. všechny výše uvedené

ANSWER

6. Během vývoje střeva:

1. slinivka břišní je zpočátku intraperitoneální, ale druhotně se stává retroperitoneální
2. játra vznikají jako ventrální a dorzální endodermální pupeny, které pak splývají v jeden orgán
3. .
4. přední část střeva je zásobována horní mezenterickou tepnou
5. celé lumen trávicího traktu zůstává po celou dobu vývoje otevřené
6. VŠECHNO z výše uvedeného

ANSWER

7. Co je to za orgán? Větší omentum je odvozeno od:

1. dorzální mezenterium tlustého střeva
2. dorzální mezenterium tenkého střeva
3. ventrální mezenterium jater
4. dorzální mezenterium žaludku
5. ventrální mezenterium žaludku

ANSWER

Otázky 8 a 9 se týkají následujícího případu:
Rodiče přivedli týdenního kojence mužského pohlaví, který udává žlučové projektilové zvracení asi 2 hodiny po každém krmení. Dítě od narození příliš nepřibralo na váze a rodiče komentují, že pleny dítěte nejsou nijak zvlášť znečištěné ani při jejich výměně. Při fyzikálním vyšetření je dítě letargické a vykazuje známky dehydratace. Srdeční a dechová frekvence jsou poněkud zvýšené, ale jinak se srdce a plíce jeví normálně. Při fyzikálním vyšetření je břicho bez pozoruhodností

8. Který z následujících stavů nejlépe vysvětluje příznaky a symptomy dítěte?

1. tracheoezofageální píštěl
2. pylorická stenóza
3. volvulus ilea
4. jejunální atrézie
5. Hischsprungova choroba

ANSWER

9. Jaký je stav dítěte? Nejpravděpodobnější příčinou stavu dítěte je:

1. hyperproliferace mezodermální tkáně spojené se střevní trubicí
2. nedostatečná tvorba mezodermální tkáně během gastrulace
3. nedostatečná re-kanalizace během vývoje
4. neadekvátní migrace a/nebo diferenciace buněk neurálního hřebene
5. malrotace střevní trubice

ANSWER

Pro body 10 – 12 níže, vyberte z následujícího seznamu jednu možnost označenou písmeny, která nejvíce souvisí s každou níže uvedenou číslovanou položkou. Možnosti v seznamu mohou být použity jednou, vícekrát nebo vůbec.
a. ventrální mezenterium jater
b. dorzální mezenterium jater / ventrální mezenterium žaludku
c. dorzální mezenterium žaludku
e. sklivec
f. alantois

10. urachální cysta ANSWER

11. falciformní vaz ANSWER

12. menší omentum ANSWER

13. omentum ANSWER

14. omentum.