Click aici pentru a lansa animația Simbryo GI Development (și o muzică foarte ciudată – veți înțelege odată ce se deschide fereastra…)

I. Prezentare generală
A. Formarea tubului intestinal primitiv

• Tubul intestinal se formează din endodermul care căptușește sacul vitelin, care este învelit de celomul în curs de dezvoltare ca urmare a pliajului cranial și caudal.
• În timpul pliajului, mezodermul somatic este aplicat pe peretele corpului pentru a da naștere peritoneului parietal. Mezodermul visceral (sau splanhnic) se înfășoară în jurul tubului intestinal pentru a forma mezenteriile care suspendă tubul intestinal în interiorul cavității corporale. Mezodermul asociat imediat cu tubul endodermal contribuie, de asemenea, la cea mai mare parte a peretelui tubului intestinal. Nervii și neuronii care se găsesc în perete sunt derivați din creasta neurală.
• Rezumat al contribuțiilor stratului germinativ:
• endodermul: epiteliul mucoasei, glandele mucoasei și glandele submucoase ale tractului gastrointestinal.
• mesoderm: lamina propria, musculatura mucoasă, țesutul conjunctiv submucoasă și vasele de sânge, musculatura externă și adventia/seroasa
• Creasta neurală: neuronii și nervii plexului submucoasă și plexului mienteric

B. Subdiviziunile de bază ale tubului intestinal

• Plecarea cranio-caudală și laterală face ca deschiderea tubului intestinal către sacul vitelin să se tragă închisă (ca un cordon de poșetă) formând un buzunar spre capătul capului embrionului numit „portal intestinal anterior (sau cranial)” și un „portal intestinal posterior (sau caudal)” spre coada embrionului. Acestea sunt viitoarele intestine anterioare și, respectiv, posterioare. Intestinul mijlociu rămâne deschis către sacul vitelin.

• Continuarea plierei și creșterii embrionului face ca comunicarea intestinului cu sacul vitelin să continue să se micșoreze, iar regiunile intestinului (intestinul anterior, intermediar și posterior) să se rafineze:

• Derivatele regiunilor intestinale sunt următoarele:

.

.

.

.

.

.

FOREGUT	MIDGUT	HINDGUT	HINDGUT
Traheea & tractul respirator	Duodenul inferior**	1/3 distală a colonului transvers
Plămânii	Jejunul	Colonul descendent
Esofagul
Esofagul	Ileum	Colon sigmoid
Stomac	Cecum	Rectum
Fiere	Fiere	Appendix	Canal anal superior
Vaie biliară & canale biliare	Colon ascendent	Sinus urogenital
Pancreas (dorsal & ventral)	Proximal 2/3 din colonul transvers
Duodenul superior*
*porțiunea deservită de furnică. & post. artere pancreatico-duodenale superioare	**porțiunea deservită de ant. & post. artere pancreaticoduodenale inferioare

C. Subdiviziunile definitive ale tubului intestinal

• În cadrul cavității abdominale, intestinul se împarte definitiv în intestin anterior, intermediar și posterior PE BAZA ALIMENTĂRII ARTERIALE:
• Derivații intestinului anterior din abdomen sunt alimentați de ramuri ale arterei celiace
• Derivații intestinului mijlociu sunt alimentați de ramuri ale arterei mezenterice superioare
• Derivații intestinului posterior sunt alimentați de ramuri ale arterei mezenterice inferioare

D. Modelarea cranio-caudală a tubului intestinal

• regiuni specifice ale tubului intestinal (de exemplu, cea care va deveni plămân vs. cea care va deveni esofag vs. stomac, etc.) și joncțiuni importante (de ex. joncțiunea gastro-esofagiană) sunt stabilite printr-un model de la cranial la caudal al „codurilor” segmentare și combinatorii de expresie a genelor HOX în endodermul și mezodermul embrionului timpuriu.

E. Modelarea radială a tubului intestinal

• stratificarea concentrică a tubului intestinal se realizează în mare parte prin intermediul expresiei lui Sonic Hedgehog (SHH) în endoderm, care inhibă diferențierea musculaturii netede și a neuronilor în apropierea endodermului. Mai departe de endoderm, concentrația de SHH este mai mică, permițând astfel diferențierea mușchilor netezi și a neuronilor în musculatura externă. Mai târziu în dezvoltare, expresia SHH dispare, permițând dezvoltarea mușchilor netezi în musculatura mucoasă și a neuronilor din plexul submucos.

• Pe măsură ce tubul intestinal se dezvoltă, endodermul proliferează rapid și, de fapt, OCLUDE temporar lumenul tubului în jurul celei de-a 5-a săptămâni. Creșterea și expansiunea componentelor mezodermului din perete, împreună cu apoptoza unei părți a endodermului în jurul săptămânii a 7-a, determină o re-canalizare a tubului, astfel încât, în săptămâna a 9-a, lumenul este din nou deschis.

Acest proces de ocluzie și re-canalizare are loc ÎNTREAGA trompă (de la esofag până la anus) și pot apărea erori în acest proces în orice punct de-a lungul trompei, ceea ce duce la stenoză (îngustarea lumenului sau chiar ocluzie totală) în regiunea respectivă.

F. Mezenterul tubului intestinal (vezi figura de pe pagina anterioară)

• esofagul toracic și anusul sunt ancorate în peretele corpului și sunt, prin urmare, retroperitoneale
• stomacul și ficatul sunt suspendate într-un mezenter care este atașat de pereții corpului dorsal ȘI ventral:
• mesenterul dorsal al stomacului devine marele omentum
• mesenterul ventral al ficatului devine ligamentul falciform
• mesenterul dintre stomac și ficat devine micul omentum
• restul tubului digestiv este suspendat de un mezenter dorsal, denumit în funcție de organul de care este atașat (mezoduodenum, mezoappendix, mezocolon, etc.)
• unele porțiuni ale tubului digestiv rămân intraperitoneale la adult și, prin urmare, sunt suspendate de un mezenter.
• unele porțiuni ale tubului digestiv, totuși, sunt aplicate pe peretele corpului în timpul dezvoltării și mezenterul dorsal devine încorporat în peretele corpului, ceea ce face ca organul să fie secundar retroperitoneal.

Un rezumat a ceea ce este retroperitoneal, intraperitoneal sau secundar retroperitoneal la adult:

.

.

Retroperitoneal	Intraperitoneal	Secundar retroperitoneal
esofagul toracic	esofagul abdominal	pancreasul
rectum	splina	duodenum
anus	stomac	colon ascendent
	ficatul &. vezica biliară	colon descendent
	jejun & ileon
	cecum & apendice
	colonul sigmoid

II. Derivate ale intestinului anterior:
A. Esofagul

• Regiunea de foregut imediat caudal față de faringe dezvoltă două creste longitudinale numite pliuri traheoesofagiene care împart tubul ventral în trahee (și mugurii pulmonari subsecvenți) și dorsal în esofag.

• Ca și în cazul restului tubului intestinal, lumenul esofagului devine temporar OCLUZAT în jurul celei de-a 5-a săptămâni de dezvoltare și se recanalizează în jurul celei de-a 9-a săptămâni.

• Esofagul este inițial scurt și trebuie să crească în lungime pentru a „ține pasul” cu creșterea generală în lungime a embrionului.

Considerații clinice

• Atrezia esofagiană
• se produce atunci când crestele traheoesofagiene deviază prea mult dorsal, determinând ca esofagul superior să se termine ca un tub închis.
• de obicei este însoțită de o fistulă traheoesofagiană, caz în care conținutul intestinului poate fi aspirat în plămâni după naștere, provocând inflamație (pneumonită) sau chiar infecție (pneumonie).
• de obicei asociată cu polihidramnios în perioada prenatală (fătul nu poate înghiți lichidul amniotic și acesta se acumulează în cavitatea amniotică). Postnatal, copilul va regurgita IMEDIAT la hrănire și, dacă este prezentă o fistulă traheoesofagiană, va exista o congestie la nivelul plămânilor.
• Stenoza esofagiană
• se produce atunci când esofagul nu reușește să se recanalizeze
• de asemenea, se asociază în mod tipic cu polihidramniosul în perioada prenatală. Postnatal, copilul va regurgita IMEDIAT la hrănire. Cu toate acestea, de obicei NU există o fistulă traheoesofagiană, astfel încât plămânii de obicei NU vor fi congestionați.
• Hernia hiatală congenitală
• se produce atunci când esofagul nu reușește să crească în lungime în mod adecvat. Ca urmare, esofagul este prea scurt și, prin urmare, trage stomacul cardiac în hiatul esofagian din diafragmă. Structura compromisă rezultată a hiatusului poate permite altor conținuturi intestinale (de obicei bucle de intestin subțire) să hernieze în sus în cavitatea toracică.

B. Stomacul

• apare mai întâi ca o dilatare fusiformă a endodermului de ante-gât care suferă o rotație de 90°, astfel încât partea stângă se deplasează ventral și partea dreaptă se deplasează dorsal (nervii vagi urmăresc această rotație, care este modul în care vagul stâng devine anterior și vagul drept devine posterior).

• creșterea diferențiată pe partea stângă și pe partea dreaptă stabilește curbura mare și, respectiv, curbura mică; rotația cranio-caudală înclină superior pilorul

• mesele dorsală ȘI ventrală ale stomacului sunt reținute pentru a deveni omentul mai mare și cel mai mic, respectiv

• proliferarea mezodermului-mușchiului neted derivat din mezoderm în extremitatea caudală a stomacului formează sfincterul piloric (dependent de o varietate de factori genetici)

Considerații clinice

• Stenoza hipertrofică pilorică
• se produce din cauza supraproliferării (hipertrofiei) mușchiului neted al sfincterului piloric
• mai degrabă frecventă (0.5% până la 0,1% dintre sugari), mai mult la băieți decât la femei; de asemenea, tinde să se întâlnească în familii
• se asociază clinic cu vărsături puternice sau „proiectile”, non-bilioase, la scurt timp după hrănire (de obicei ~1 oră), deoarece sfincterul hipertrofic împiedică golirea gastrică în duodenum. Voma este de obicei nonbilioasă deoarece blocajul este UPSTREAM de papila duodenală unde se adaugă bila în tubul intestinal. Sfincterul hipertrofiat poate fi uneori palpat ca un mic nod la nivelul marginii costale drepte în regiunea epigastrică -uneori, contracțiile sfincterului pot fi chiar văzute sau simțite sub piele.

C. Ficatul

• se naște din endodermul ventral al foregutului adiacent septum transversum (mezodermul septum transversum și inima în dezvoltare trimit semnale care induc această regiune de endoderm să devină ficat).

• parenchimul ficatului (cordoane de hepatocite și tubuli ramificați ai canalelor biliare) se intercalează în țesutul septum transversum și în plexul de vase viteline, explicând arhitectura generală observată la adult (plăci de hepatocite, care sunt derivate din endoderm, înconjurate de sinusoide vasculare, care sunt derivate din mezoderm).

D. Pancreasul

• învelișul endodermal al intestinului anterior formează DOUĂ excrescențe caudale față de ficatul în formare: mugurele pancreatic ventral și mugurele pancreatic dorsal.

• în cadrul fiecărui mugure, endodermul se dezvoltă în tubuli ramificați atașați de acini secretori (pancreasul exocinreier). Pancreasul endocrin (insulele de Langerhans) iau naștere din celule stem în punctele de ramificare a ductului, care se dezvoltă apoi în insule discrete de țesut endocrin vascularizat în cadrul parenchimului țesutului glandular exocrin.

• Rotația primară a tubului intestinal (discutată mai târziu), face ca mugurii ventrali și dorsali să fuzioneze împreună în ceea ce este de obicei un SINGUR organ la adult:
• procesul uncinat al capului pancreasului provine din mugurele pancreatic ventral
• porțiunea rămasă a capului, corpului și cozii pancreasului provine din mugurele pancreatic dorsal

Erori în procesul de fuziune pot avea ca rezultat un pancreas inelar care se înfășoară în jurul duodenului, ceea ce poate cauza obstrucție -simptomele acesteia ar fi similare cu stenoza pilorică, cu excepția faptului că voma poate fi bilioasă și NU ar exista un nod palpabil în regiunea epigastrică.

E. Duodenul proximal sau superior

• se naște din partea cea mai caudală a intestinului anterior și este deservit de ramuri anterioare și posterioare ale arterei pancreatico-duodenale superioare, care este o ramură a arterei celiace.
• Cu rotația tubului intestinal, duodenul și pancreasul sunt împinse împotriva peretelui corpului și devin secundar retroperitoneale.

III. Derivate ale intestinului mijlociu
A. Duodenul distal sau inferior

• se naște din porțiunea cea mai cranială a intestinului mijlociu și este deservit de ramurile anterioare și posterioare ale arterei pancreatico-duodenale inferioare, care este o ramură a arterei mezenterului superior.
• ca și în cazul restului duodenului, devine secundar retroperitoneal
• ca și în cazul restului întregului tub digestiv, lumenul este obliterat tranzitoriu în timpul dezvoltării și apoi se recanalizează.

Eșecul recanalizării duodenului poate duce la stenoză (îngustare) sau atrezie (blocaj complet), ale cărei simptome ar fi vărsături biliare cu proiectile la aproximativ o oră după hrănire.

B. Jejunul, ileonul, cecul, apendicele, colonul ascendent și 2/3 proximale ale colonului transvers

• se alungește rapid dincolo de capacitatea cavității abdominale embrionare și formează astfel o buclă în formă de U care herniază în ombilic și este orientată paralel cu axa embrionului, astfel încât există o buclă superioară, sau craniană, și o buclă inferioară, sau caudală.

• anulsa superioară conține ceea ce va fi jejunul și partea superioară a ileonului.

• anulsa inferioară, sau ansa caudală, conține ceea ce va fi ileonul inferior, cecul, apendicele, colonul ascendent și 2/23 proximal al colonului transvers. Apendicele poate fi văzut ca un diverticul care este inițial îndreptat în jos sau spre coadă.

• punctul median al buclei (care este viitorul ileon) este atașat de un rest alungit al sacului vitelin numit canal vitelinian care, în mod normal, devine obliterat.

Nereușita obliterării canalului vitelinian poate duce la diverticule (pungi exterioare ale tubului intestinal) numite diverticule Meckel,chisturi vitelline sau fistule vitelline (o conexiune a intestinului subțire cu pielea). Acestea vor fi adesea atașate la un capăt la ombilic și la celălalt capăt la ileon.

• tubul intestinal suferă o rotație PRIMARĂ de 90 de grade în sens invers acelor de ceasornic (dacă vă uitați la embrion), astfel încât bucla inferioară (care are apendicele) se află în partea stângă a embrionului.

• pe măsură ce embrionul crește, cavitatea abdominală se extinde, atrăgând astfel tubul intestinal înapoi în abdomen, timp în care tubul intestinal se rotește în continuare cu încă 180 de grade, astfel încât apendicele sfârșește în cadranul superior drept.

• creșterea colonului împinge apendicele în jos până la locația sa finală în cadranul inferior drept.

Eșecul de a trage tot conținutul intestinului înapoi în cavitatea abdominală sau de a închide complet peretele ventral al corpului la nivelul ombilicului poate avea ca rezultat un oomfalocoel, în care conținutul intestinului herniază în afara peretelui corpului.

Defectele și variațiile de rotație pot cauza o varietate de poziții anatomice aberante ale viscerelor care sunt adesea asimptomatice, dar importante de apreciat atunci când se încearcă diagnosticarea și/sau tratarea problemelor gastrointestinale (de exemplu, poziționarea anormală a apendicelui din cauza malrotației ar trebui să fie luată în considerare atunci când se încearcă diagnosticarea apendicitei). Malrotația poate provoca, de asemenea, răsucirea sau volvulusul tubului intestinal, ceea ce duce la stenoză și/sau ischemie.

III. Derivatele intestinului posterior

• includ 1/3 distală a colonului transvers, colonul descendent, colonul sigmoid, rectul și canalul anal superior.
• Extremitatea terminală a intestinului posterior se termină într-o pungă căptușită cu endoderm numită cloacă, care este în comun cu tractul urogenital inferior în curs de dezvoltare.
• formarea unui sept urorectal împarte cloaca ventral în sinusul urogenital și dorsal în canalul rectoanal:
• sinusul urogenital contribuie la tractul urogenital inferior:
• vezica urinară (cu excepția trigonului), uretra și vaginul la femeie
• vezica urinară (cu excepția trigonului), glanda prostatică și uretrele prostatică și membranoasă la bărbat
• canalul rectoanal: formează rectul și canalul anal superior
• septul urectal: se dezvoltă în corpul perineal
• Porțiunea de cloacă în care endodermul intestinului posterior se află până la ectodermul pielii se rupe pentru a permite formarea anusului.

Incapacitatea membranei cloacale de a se rupe poate avea ca rezultat un anus imperforat.

Incapacitatea de a genera suficient mezoderm în timpul gastrulării poate duce la atrezia anală, în care există o dezvoltare insuficientă a peretelui (și anume mușchiul neted și țesutul conjunctiv) al canalului rectoanal
Eșecurile în diviziunea cloacei (de obicei însoțită de atrezia anală) pot duce la o varietate de conexiuni aberante ale canalului rectal cu porțiuni ale tractului urogenital.

• inervația intestinului posterior se realizează prin migrarea celulelor crestei neurale vagale și sacrale în peretele intestinului posterior, urmată de diferențierea lor în neuroni ai plexurilor submucos și mienteric (același lucru este valabil și pentru intestinul mijlociu și cel anterior, cu excepția faptului că acestea primesc doar creasta neurală vagală).

În cazul în care celulele crestei neurale nu reușesc să migreze și/sau să se diferențieze în neuroni într-o porțiune de intestin, se va obține un segment aganglionar (lipsesc ganglionii submucoși și mienteriali). Funcția principală a acestor ganglioni este de a permite relaxarea locală a peretelui tubului intestinal, astfel încât segmentul aganglionar este contractat tonic, ceea ce duce la obstrucție. Dintr-o varietate de motive, porțiunile distale ale colonului sunt cele mai susceptibile la această problemă, ceea ce duce la o afecțiune cunoscută sub numele de boala Hirschsprung sau megacolon congenital. Indivizii afectați se prezintă adesea cu un abdomen foarte dilatat din cauza prezenței unui segment aganglionar de colon (de obicei în colonul sigmoid) care provoacă un blocaj și apoi un backup al materiilor fecale (și o mărire masivă) în colonul descendent.

Practice Questions

1. Care dintre următoarele NU derivă, cel puțin în parte, din intestinul mijlociu?

1. lung
2. duoden
3. jejun
4. ileu
5. colon transvers

Răspuns

3. În timpul dezvoltării intestinului:

1. pancreasul rămâne retroperitoneal pe tot parcursul dezvoltării sale.
2. ficatul este derivat din intestinul mijlociu.
3. intestinul posterior este alimentat de artera celiacă.
4. mușchiul neted din peretele esofagului este derivat din mezodermul splanhnic.
5. TOATE cele de mai sus

ANSWER

5. Diverticulii lui Meckel, chisturile vitelline sau fistulele vitelline sunt cel mai frecvent întâlnite în asociere cu:

1. veceul
2. duodenul
3. jejunul
4. ileonul
5. TOATE cele de mai sus

ANSWER

6. În timpul dezvoltării intestinului:

1. pancreasul este inițial intraperitoneal, dar devine în al doilea rând retroperitoneal
2. hepaticul apare ca muguri endodermici ventrali și dorsali care apoi fuzionează într-un singur organ

.

3. intestinul anterior este alimentat de artera mezenterică superioară
4. întregul lumen al tractului gastrointestinal rămâne deschis pe tot parcursul dezvoltării
5. TOATE cele de mai sus

REZULTAT

7. Marele omentum este derivat din:

1. mesenterul dorsal al colonului
2. mesenterul dorsal al intestinului subțire
3. mesenterul ventral al ficatului
4. mesenterul dorsal al stomacului
5. mesenterul ventral al stomacului

REZULTAT

Întrebările 8 și 9 se referă la următorul caz:

Întrebările 8 și 9 se referă la următorul caz:
Un sugar de sex masculin în vârstă de o săptămână este adus de părinți care raportează vărsături biliare cu proiectile la aproximativ 2 ore după fiecare hrănire. Copilul nu a luat mult în greutate de la naștere și părinții comentează că scutecele copilului nu sunt deosebit de murdare sau când sunt schimbate. La examenul fizic, copilul este letargic și prezintă semne de deshidratare. Frecvențele cardiace și respiratorii sunt oarecum ridicate, dar în rest inima și plămânii par normale. La examenul fizic, abdomenul este neremarcabil

8. Care dintre următoarele afecțiuni explică cel mai bine semnele și simptomele sugarului?

1. fistulă traheoesofagiană
2. stenoză pilorică
3. volvulus al ileonului
4. atrezie jjunală
5. Boala Hischsprung

ANSWER

9. Cea mai probabilă cauză a afecțiunii sugarului este:

1. hiperproliferarea țesutului mezodermal asociat tubului intestinal
2. nereușita de a produce suficient țesut mezodermal în timpul gastrulării
3. nereușita tubului intestinal de a re-canaliza în timpul dezvoltării
4. migrarea și/sau diferențierea inadecvată a celulelor crestei neurale
5. malrotația tubului intestinal

ANSWER

Pentru punctele 10 – 12 de mai jos, selectați din lista de mai jos opțiunea cu o literă care este cel mai strâns asociată cu fiecare element numerotat de mai jos. Opțiunile din listă pot fi folosite o singură dată, de mai multe ori sau deloc.
a. mezenterul ventral al ficatului
b. mezenterul dorsal al ficatului / mezenterul ventral al stomacului
c. mezenterul dorsal al stomacului
e. canalul vitelinian
f. alantoidul

10. chistul uracal RĂSPUNSĂ

11. ligamentul falciform RĂSPUNSĂ

12. micul omentum RĂSPUNSĂ

.