1.7: Глоткові дуги

Огляд глоткових дуг

Онтогенез повторює філогенію — Ернст Геккель

Ніщо в біології не має сенсу, окрім як у світлі еволюції—Феодосій Добжанський

Людський ембріон набуває форми. Це може здатися дивним, що ми виглядаємо трохи червивим на цій ранній стадії, а далі ми перетворюємося на щось рибне на вигляд. Словосполучення онтогенез повторює філогенез, освячений серед біологів, що розвивають. Це означає, що більш-менш наші ранні ембріональні етапи виглядають як наше еволюційне походження. Ось що показує знаменитий малюнок (рис. 7.1): простежте нашу еволюційну лінію (протягом мільйонів років), вона схожа на наше ембріональне походження (за 9 місяців до народження). У цьому розділі ми бачимо, як ембріон людини виростає дугами зябер і переформує ці зяброві дуги в інші структури: нижню щелепу та верхню щелепу, вуха та слинні залози (тепер, коли ми не маємо легкого доступу до фізіологічного розчину для змащення кожного укусу їжі). Чому б просто не сформувати нижню щелепу і вуха, навіщо пройти через середню зяброву дугу сходинку? Чому ми починаємо нагадувати черв'яків, то риб, то тільки набагато пізніше, маленьких людей? Краще питання, з точки зору еволюційного біолога, чому б нам припинити розвиватися так, як це робили наші предки? Чи допоможе це якось уникнути хижацтва, мати більше потомства або мати чудове потомство? Відповідь, мабуть, або ні, або його не варто ризиків. Тому ми рідко бачимо, що нові структури виникають в еволюції de novo (з самого початку), натомість ми спостерігаємо, як структури трохи змінюються з часом. Це призводить до того, що різні види мають подібну форму структури з потенційно різними функціями, або гомологи. Крило кажана, китовий ласт, нога коня і ваша рука мають однаковий основний скелетний малюнок: 1 кістка, 2 кістки, 4 кістки (великий палець відрізняється), і називаються гомологами. Їх розмір, форма та призначення різні, але вам не потрібен абсолютно новий дизайн, ефективніше перетворити ногу в ласт. Деякі гомологи мають дуже різні функції, такі як легені людини і риби плавають міхури. І навпаки, крила мухи, курки та кажана, незважаючи на їх подібну функцію, не є гомологічними, а також великий палець панди (^6-й) гомолог людського полюсу. Все це стає очевидним, коли ви вивчаєте рід різних видів і порівнюєте його з їх розвитком.

Гомологи також існують всередині одного виду. Ось чому ваша рука і нога мають один і той же скелетний малюнок, вони теж гомологи. Обмін інструкціями для різних структур в організмі людини скорочує кількість ДНК, яка повинна бути побудована і скопійована з кожним поділом клітини. Невеликі зміни ДНК можуть призвести до великих змін морфології. Тому це і швидше, і займає менше місця, щоб налаштувати дизайн, який працює, ніж створити абсолютно новий дизайн de-novo. Людський розвиток рясніє прикладами рекапітуляції, де той самий базовий процес повторно використовується з невеликими змінами.

Майте на увазі, що ми не еволюціонували від сучасних черв'яків або риби, але найсвіжіший родич форель і нас частка нагадували рибу більше, ніж ми, а найсвіжіший родич форель і черв'ячна частка нагадували хробака більше, ніж форель. Тепер навпаки: наші ембріональні етапи спочатку виглядають разюче як якийсь паразитичний черв'як, потім більш рибний, потім ящірка, і, нарешті, маммально. Ще один спосіб сказати, що онтогенез рекапітулює філогенез.

Малюнок 7.2: Плечові дуги, підтримувані хрящем. Кредит зображення «Гілл арки, що підтримують зябра в щуці» від Uwe Gille ліцензується під CC BY 3.0

Якщо зв'язок між еволюцією та розвитком здається складним, це так. Мета цього розділу огляду полягає в тому, щоб концептуально підготувати вас до складної серії кроків, які проходять через несподівані переходи. Еволюція пояснює, чому відбуваються переходи, ваша робота полягає в тому, щоб дізнатися, що це за переходи.

Однак перед тим, як почати, ми хотіли б відзначити ще один рівень складності. Потрібно розрізняти структури, які мають схожі назви, включаючи передщелепний сегмент і міжщелепний сегмент, нижньощелепну дугу і верхньощелепний відросток, верхньощелепний відросток і міжщелепний сегмент, лицьові проміненки і глоткові дуги, глоткові борозенки і глоткові мішечки, і багато іншого. Крім того, більшість цих структур мають кілька назв, таких як глоткові дуги, зяброві дуги та гіллясті дуги, що може зробити порівняння цього тексту з іншими складним.

Якщо в будь-який момент ви відчуваєте, що вам потрібна більш детальна інформація або інший опис, нагадаємо вам про цей чудовий веб-ресурс:

Сторінка «Освіта ембріології»
- доктор Марк Хілл в Університеті Нового Південного Уельсу, Сідней, Австралія

Повернемо нашу увагу на людські ембріони. На 4 тижні починає розвиватися особа. Він складається з декількох частин (або видатних місць), перерахованих в таблиці 7.1. Використовувати слово видатність означає, що це не обов'язково однотипні речі, просто речі, які ми можемо побачити. Деякі промінанти - гомологи зябрових дуг (зяброві дуги знаходяться на рис. 7.2, їх людські гомологи - на рис. 7.3 вгорі зліва). Вони швидко переробляються (рис. 7.3, нижній правий). Ці глоткові дуги (або гіллясті дуги, хоча назва гіллясті дуги слід обмежувати хребетними з зябрами), являють собою парні сегментарні опуклості на бічних кордонів примітивного глотки. Кожна пара дуг росте медіально поперек особи (черевної сторони) і зростається зі своїм партнером. Одна пара відростків (не дуг) намагається злитися, але наштовхнутися на шишку, звану лобно-носовим відростком, і зливатися з нею замість цього. Якби ми були ліхтарі, арки не злилися б взагалі, а залишилися 6 зябрових дуг. Якби ми були кістлявими рибами, ми б переробили 3 арки і мали нижню щелепу, внутрішні структури вуха і 3 зяброві дуги. Як люди, глоткові дуги судилося стати низкою крутих речей, включаючи зуби, але не зяброві опори.

Виразність обличчя
Нижньощелепна (^1-я) арка
Верхньощелепний відросток
Фронто-носовий процес
Під'язикова (^2-я) арка

Таблиця 7.1: Виразки обличчя включають дві глоткові дуги.

Розвиток особи (зовнішнє)

Формування глоткових дуг

На ^4-му тижні примітивна кишка не злилася з ектодермою, тому ніяких ротових або носових порожнин не існує. Там, де утворюється рот, видно як поглиблення в ектодермі, відомому як стомодеум (примітивний рот). Тонка мембрана, ротоглоткова оболонка (або щечно-глоткова оболонка), відокремлює стомодеум від кінця примітивного передка, який стає глоткою. Примітивний форгут вистелений ентодермою.

Глоткові дуги утворюються під інструкцією генів гомеобкса. Активація генів гомеобоксу (в передньо-задньому малюнку) індукує програму інших генів, що підлягають транскрипції, включаючи морфогени, які індукують ріст всіх 3 зародкових шарів. Це викликає назовні бутонізацію, створюючи глоткові борозенки між кожною парою глоткових дуг на зовнішній стороні ембріона. На внутрішній стороні примітивної глотки, протилежної від глоткових дуг, локалізований ріст утворює інвагінації, відомі як глоткові мішечки. Якщо ви пам'ятаєте GAP, ця мнемоніка може допомогти вам запам'ятати назви цих структур від зовнішніх до внутрішніх: Groove, Arch, Pouch. Або, якщо ви віддаєте перевагу назву глоткової щілини, а не борозенки, мнемоніка стає CAP. Ці структури з'являються по одній парі за раз, від передньої до задньої, і їх доля вказана в таблиці 7.2. Оскільки арки швидко перебудовуються в інші структури, ми говоримо, що вони є перехідними структурами, але їх коротке існування пояснює, як і чому дорослі структури в таблиці 7.2 мають морфологію, яку вони роблять.

Арка #	Ім'я	Ектодерми і нейро-ектодерми доля	(пов'язаний паз)	Мезодерма і нейро-мезенхіми доля	Ентодерм (мішечок) доля
^1-й	Дуга нижньої щелепи	Верхньощелепний відросток -> епідерміс	н/д (це не арка)	Дерма, верхньощелепна, вилична, піднебінна, вомер	н/д (це не арка)
^1-й	Дуга нижньої щелепи	Епідерміс нижньої губи, трійчастий нерв (CNV).	Зовнішній акустичний прохідний	Дерма, нижня щелепа, молоток, інкус	Євстахієва труба
^2-й	Під'язикова дуга	Епідерміс, лицьовий нерв (CNVII)	зникає	Дерма, велика частина під'язикової кістки, штапес	піднебінні мигдалини
^3-й		Епідерміс, Глосоглотковий нерв (CNIX)		Дерма, решта під'язикової кістки	Тимус, паращитовидні залози
^4-й		Епідерміс, блукаючий нерв (CNX)		Дерма, щитовидний хрящ, надгортанник	Паращитовидні залози, щитовидні
^5-й		зникає
^6-й		Епідерміс, блукаючий нерв (CNX)	зникає	Дерма, інші хрящі гортані	Тканини гортані

Таблиця 7.2: Глоткові дуги і їх доля, розділені зародковими шарами.

арки — Малюнок 7.5: Зростання парних дуг, а також бутонізація верхньощелепного відростка від нижньощелепної дуги, оживлений з бокового зору, на початку 4 тижня ембріона. Легенда: синій = ектодерма, червоний = мезодерма, жовтий = ентодерма, стрілки = міграція клітин нервового гребеня.

^1-а глоткова дуга

Далі клітини нервового гребеня направляють модифікацію глоткових дуг. Клітини нервового гребеня спочатку мігрують з голови в мезодерму глоткової дуги, проходять епітеліал-мезенхімальний перехід і диференціюються на спеціальні мезенхімальні стовбурові клітини, звані нейро-мезенхімальними стовбуровими клітинами. Нейромезенхімальні стовбурові клітини виділяють різні морфогени, які викликають локалізований ріст всередині нижньощелепної дуги (першої дуги глотки), утворюючи верхньощелепний відросток. Решта нижньощелепної дуги росте медіально, як і верхньощелепний відросток, утворюючи верхню і нижню щелепу. Вони ростуть вище і нижче стомодеума, який в цей час ще не відкритий для первісного глотки.

Тканина також росте по обидва боки носових плакодів. Два нарости посередині, медіальні носові відростки, зливаються з утворенням межщелепного сегмента (або кулястого відростка). Нарости з боків утворюють бічні носові відростки, які стають алеями носа.

голова розробка — Малюнок 7.6: Злиття глоткових дуг. Зростання відбувається в латерально-медіальному напрямку, тоді як злиття відбувається в передньо-задньому напрямку. Ілюстровано з переднього погляду, на початку тижня 4. Легенда: Синій = ектодерма, червоний = мезодерма або нейро-мезенхіма, жовтий = ентодерма

Злиття ^1-ї глоткової дуги

Нижньощелепна дуга формується на бічних краях ембріона протягом ^4-го тижня розвитку і росте медіально. Дві половинки зливаються до кінця ^4-го тижня розвитку, створюючи єдину структуру, яка стає нижньою щелепою і прилеглими тканинами. Щоб дві половини нижньощелепної дуги росли медіально, мезенхіму видаляють. Для цього потрібна індукція гена для ферменту гіалуронази, який перетравлює гіалуронову кислоту, знайдену в подрібненій речовині. Це дозволяє епітеліальним клітинам зливатися з епітеліальними клітинами з іншої половини дуги. Злиття вимагає узгодження молекул клітинної адгезії та десмосом. Мезодерма однієї дуги також зливається з мезодермою свого партнера, що вимагає узгодження правильного інтегріну з фібронектином.

Пізніше нейро-мезенхіми першої глоткової дуги диференціюються в хрящову структуру, відому як хрящ Меккеля. Частини хряща Меккеля піддаються ендохондральної окостеніння, щоб стати частиною кісток нижньої щелепи і середнього вуха, решта піддається апоптозу. Нижня щелепа формується з 4 окремих частин, починаючи з ^10-го тижня розвитку, що складніше більшості кісток. Організм розвивається шляхом внутрішньомембранозного окостеніння, утвореного з щільної сполучної тканини, отриманої з мезодерми. Рамі (включаючи короноїдні та виросткові відростки) ростуть шляхом ендохондральної окостеніння хряща Меккеля, отриманого з нейро-мезенхіми. Це створює хрящовий синовіальний суглоб між рамусом і скроневими кістками (скронево-нижньощелепний суглоб) і фіброзний суглоб між двома половинами тіла, який повністю окостеніє.

Злиття верхньощелепних відростків і міжщелепного сегмента

Пара верхньощелепних відростків ростуть медіально на ^4-му тижні, але протікають в межщелепний сегмент і зростаються з ним до ^10-го тижня розвитку. Верхня губа, отже, утворена з трьох частин (ліва і права верхньощелепні відростки, і міжщелепний сегмент), тоді як нижня губа всього дві (ліва і права нижньощелепні дуги). Філтрум - це середній відділ, отриманий від медіального носового відростка. Це не виконує функції у людей, це просто трапляється там через те, як ми розвиваємось (начебто вибір деревини, використовуваної на полиці програвача записів). Багато підручники анатомії мають глибоку любов до опису функцій органів на основі їх дорослої форми. Деякі, які намагалися описати функцію людського філтрума на основі його форми та розташування. Вони повинні навчитися любити розвиток (онтогенез) та еволюцію (філогенез) - анатомія має більше сенсу таким чином.

Малюнок 7.7: Ближче огляд долі глоткових борозенок (зовнішні) і глоткові мішечки (внутрішні). Легенда: Синій = ектодерма, червоний = мезодерма або нейро-мезенхіма, жовтий = ентодерма

Доля глоткових борозенок і глоткових мішечків

Якби ви були рибою, велика частина глоткових борозенок переросла б в зябра. Як істоти землі, канавки або заповнюються, або розвиваються в інші корисні споруди. Між нижньощелепними і під'язиковими дугами перша глоткова борозенка інвагінається далі і утворює трубку, яка стає зовнішнім акустичним проходом. Вона вистелена ектодермою. Зникають інші глоткові борозенки. З протилежного боку, всередині примітивного глотки, глоткові мішечки інвагінуються і ростуть до борозенок. Перший глотковий мішечок подовжується в трубку, якій судилося стати євстахієвою трубою, з'єднуючи глотку з середнім вухом (внутрішній акустичний прохід утворюється, коли кісткова тканина росте навколо черепного нерва VIII, з'єднуючи внутрішнє вухо з мозком). Євстахієва труба вистелена ентодермою. Мезодерма і нейро-мезенхіма між цими двома трубками утворюють структури середнього вуха, включаючи кістки молотка, інкуса і стапес.

Інші глоткові мішечки інвагінують і утворюють мигдалину і залозисту тканину. Мигдалини вистелені епітелієм, похідним від ентодерми, але лейкоцити зародкових центрів мігрують туди зі стовбурових клітин кісткового мозку (які, як і більшість сполучних тканин, виводяться з мезодерми).

Розвиток слинних залоз

Слинні залози розвиваються в процесі, який починається аналогічно утворенню зубів і нервової трубки. Плакоди утворюються на ектодермі, починаючи з 4 по 12 тижні, під контролем морфогенів, включаючи членів сімейства FGF. Плакоди слинних залоз ростуть і інвагінують звідти. Зрештою, стовбурові клітини диференціюються на ряд різних типів епітеліальних клітин. Проток переважно простий кубовидної епітелії. Ці епітеліальні клітини мають різні функції, засновані на їх дистально-проксимальному розташуванні уздовж протоки. Диференціювання клітин слинних залоз по проксимально-дистальної осі керується морфогенами полярності планарних клітин, включаючи членів сімейства Wnt. Деякі клітини в ацині диференціюються в міо-епітеліальні клітини. Міо-епітеліальні клітини ектодермальні за родом, а отже, епітеліальні, незважаючи на вигляд і дію як гладком'язові клітини. Міо-епітеліальні клітини експресують гени, які в основному використовуються тільки м'язовими клітинами. Це передбачає видалення гістонів та метилювання ДНК з генів, закритих у клітині, оскільки вони спочатку прийняли епітеліальну долю.

Розвиток піднебіння та інших внутрішніх структур

граткес яма — Малюнок 7.9: Бічний вигляд ембріона, 4 тиждень, що показує відкриття рота, поділ ротової і носової порожнин і інвагінацію гіпофіза.

Формування гіпофіза і рота

Усередині стомодеума утворюється одноразова інвагінація ектодерми, вздовж медіальної частини даху (поки що всі відростки і мішечки були парами лівої/правої). Ця інвагінація називається мішечком Ратке. Він росте і зустрічає низхідну бутонізацію нейро-ектодерми. Ці два запобіжника утворюють гіпофіз. Ектодерма утворює залозисту половину (аденогіпофіз), а нейро-ектодерму утворюють інфундибул і нервову половину (нейрогіпофіз) гіпофіза. Мішечок Ратке заповнюється як дві половини гіпофізарного запалу, але можливо невелике заглиблення залишиться.

При цьому ротоглоткова оболонка піддається апоптозу. Це з'єднує первісний глотку і стомодеум, утворюючи примітивну оро-носову порожнину. Нарешті, рот і анус з'єднані! Таким чином, слизова оболонка ротової порожнини розвивається з ектодерми стомодему, тоді як глотка і черевна поверхня язика походять від ентодерми.

полиці — Малюнок 7.10: Ілюстрація злиття піднебіння, нижнього зору. Легенда: ім: міжщелепний сегмент, ps: піднебінні полки, нс: носова перегородка.

формування піднебіння

Незабаром після того, як губи починають формуватися, починає формуватися і піднебіння, розділяючи примітивну оро-носову порожнину на більш зрілу ротову порожнину і носові порожнини. Піднебіння має 3 частини, які зливаються між собою, і з носовою перегородкою. Первинне піднебіння виростає з межщелепного сегмента, а з верхньощелепних відростків виростають дві піднебінні полки.

Структура	родовід	Форми під час	Запобіжники з
Первинне піднебіння (передщелепний сегмент)	міжщелепний сегмент (кулястий відросток)	^6-й тиждень	Вторинне піднебіння: ^9-й тиждень
Вторинне піднебіння (Полички піднебінні)	Верхньощелепний відросток	^7-й тиждень	Інша піднебінна полиця: ^9-й тиждень
			Первинне піднебіння: ^9-й тиждень
			Перегородка носа: ^12-й тиждень

Таблиця 7.3: Короткий опис розвитку піднебіння.

Перша частина піднебіння для формування - це первинне піднебіння, яке розвивається з міжщелепного сегмента. Коли вона утворюється спочатку, вона частково розділяє майбутню ротову і носову порожнини. Далі від верхньощелепних відростків відростають дві піднебінні полиці (рис.7.11). Піднебінні полиці спочатку ростуть неповноцінно, потім змінюють напрямок і ростуть медіально. В цей час розвивається язик повинен зійти з шляху. Це дозволяє піднебінним полицям зустрічатися і зливатися з первинним небом, а також один з одним. Злиття відбувається в передньо-задньому напрямку. Весь цей ріст спрямований морфогенами, включаючи фактори росту фібробластів, кісткові морфогенетичні білки та їжаки Sonic.

Верхньощелепні різці розвиваються з первинного піднебіння, тоді як верхньощелепні ікла, премоляри і моляри розвиваються з вторинного піднебіння. На місці, де зливаються первинне піднебіння і дві піднебінні полиці, залишається невеликий отвір, розрізний отвір, в якому розміщена носопіднебінна артерія і вена, а також гілка трійчастого нерва. Слизова оболонка порожнини рота над цим отвору має шишку під назвою різкий сосочок, який більше спільного з нюховим епітелієм, ніж епітелій слизової оболонки (це гомолог вомероназального органу, який зустрічається у багатьох хребетних). Там, де дві піднебінні полиці зливаються, виходить хребет, названий серединним піднебінним швом. Це створює видимий хребет на вищерозташованій слизовій оболонці порожнини рота, який називається (серединний) піднебінний раф.

Майте на увазі, що ми маємо на увазі все піднебіння. Набагато пізніше передні ділянки мезодерми піднебіння піддаються ендохондральної окостеніння і утворюють піднебінні кістки і піднебінні відростки верхньої щелепи (твердого піднебіння). Решта піднебінної мезодерми диференціюється в м'язову тканину, утворюючи м'яке піднебіння. Тайм-аут для правопису: це піднебіння, а не палітра кольорів художника, ні піддон, який використовується при перевезенні, навіть тарілка, на якій ми розміщуємо смачну вечерю. Тому продукти харчування, відправлені на піддон, приготовані шеф-кухарем з гармонійною палітрою, подаються нам на тарілці, будуть насолоджуватися своїм смаком, коли вони потрапляють на наше піднебіння, тому що ми маємо вишукане піднебіння (вдячність за смак). Зрозумів? Англійська - це весело.

Носова перегородка в цей час росте неповноцінно. Він зливається з завершеним піднебінням приблизно на ^12-му тижні розвитку. При цьому створюються парні носові порожнини. Спочатку мезодерма диференціюється в етмовомериновий хрящ, а потім частково піддається ендохондральної окостеніння, утворюючи кісткову частину (частини етмоїдної і вомерної кісток), а також хрящової частини. Окостеніння починається з латеральної пари центрів окостеніння, тому кістки ранньої перегородки розвиваються як 2 шари (ламелі), які зливаються, утворюючи єдину кісткову перегородку.

розвиток мови

Язик є гібридною структурою, він утворюється з безлічі частин, що ускладнює його розвиток. Розвиток мови починається протягом ^4-го тижня, після злиття глоткових дуг. Мова розвивається з перших 4 глоткових дуг (пропускаючи ^2-ю, крім з'єднання з CNVII). Формування мови передбачає проліферацію з подальшим зрощенням з подальшим апоптозом деякої тканини для додання мови рухливості.

На ^4-му тижні глоткові дуги зростаються по підлозі майбутньої ротової порожнини. Один трикутної форми туберкульової імпари розростається від ^1-ї дуги, а потім два бічних мовних набряку Оскільки вони походять від першої глоткової дуги, їх внутрішня оболонка не є ентодермою, як інші дуги, а ектодерма з ротоглоткова мембрана. У міру зростання цих набряків ^3-я і ^4-я дуга розвивають набряк, названий копула, яка росте над ^2-й дугою. Слизова оболонка порожнини рота передньої 2/3 мови виведена з ектодерми ^1-ї глоткової дуги, задньої 1/3 - від ендодерми ^3-ї глоткової дуги, а підстава язика - від ентодерми ^4-ї глоткової дуги. Злиття цих структур відбувається протягом ^8-го тижня. Утворюється серединна лінгвальна борозда, де зливаються ліва і права бічні мовні набряки. Sulcus terminalis утворюється там, де ^{зливаються 1-я} і ^3-я глоткові дуги. Ця межа між передньою і задньою частиною мови яскраво виражена через різних лініях поверхневої слизової.

Апоптоз тканини мови на черевній стороні залишає язик прикріпленим біля основи, і вільніше пересуватися. Апоптоз не видаляє всю тканину на передній частині, залишається невелика кількість слизової оболонки, названої мовною вуздечкою. Інвагінація утворюється ззаду від sulcus terminalis і росте глибше, утворюючи щитовидну залозу. Цей процес схожий на те, як формується передній гіпофіз. Він залишає після себе невелику депресію під назвою foramen cecum, що є заплутаною назвою, оскільки foramen означає отвір, але цей отвір заповнює більшу частину шляху, роблячи його більш мішечком. Подібно до мішечка Ратка, він не служить ніякої мети у людей, це залишок способу розмноження епітеліальної тканини.

гістологія мовних сосочків — Малюнок 7.15: Інвагінація мовних сосочків. Кредит зображення: «Морфологія розробки CVP та зразків експресії Lgr5 та FGF10 під час розробки CVP» Сушан Чжан та ін ліцензується відповідно до CC BY 4.0 */обрізаний*

Розвиток мовних сосочків

Вистилання порожнини рота походить від ектодерми, глотка від ентодерми, а оболонка мови - суміш двох. Ниткоподібні та грибкові сосочки розвиваються від інвагінацій ектодерми, тоді як листкові та окружні від інвагінацій ентодерми. Зростання і диференціація сосочків керується морфогенами, що виділяються основною нейро-мезенхімою, включаючи членів сімейств FGF і Wnt. Кератиноцити розвиваються з ектодермального попередника, тоді як смакові рецептори (в тому числі в м'якому піднебінні та глотці) спонукають розвиватися з ектодермальних або ендодермічних попередників, починаючи з ^8-го тижня розвитку. Старі дані свідчать про те, що диференціація смакових бутонів залежала від нейронних зв'язків, але нові дані свідчать про розвиток смакових рецепторів у відповідь на морфоген Їжака Соника. До дорослого віку як кератиноцити, так і клітини смакових бутонів продовжують розвиватися із спільної епітеліальної стовбурової клітини, і обидва поповнюються протягом усього життя. Чи є походження цієї стовбурової клітини ендодермальним, ектодермальним або обох, незрозуміло.

Сполучна тканина (lamina propria, підслизова оболонка та судинна) мови походить від нейро-мезенхіми. Скелетна м'язова тканина походить від соматичної мезодерми, керуючись морфогенами, що виділяються з нейро-мезенхімальних стовбурових клітин нейро-мезенхіми.

Клінічне застосування розвитку дуги глотки

яма для губ — Малюнок 7.16: Приклад комісуральних ямок губ. Кредит зображення: Двостороння вроджена нижня губа від Vela Desai ліцензована CC BY-SA 4.0

Ямки для губ

Неповне зрощення глоткових дуг призводить до ряду станів, деякі більш важкі за інші. Два доброякісних стану включають нижню губну яму, яка утворюється, коли дві нижньощелепні дуги не зливаються повністю.

Мініатюра — Малюнок 7.17: Комісуральна губа яма. Кредит зображення: «Комісуральна яма» Національного науково-дослідного інституту геному людини знаходиться у суспільному надбанні, CC0

Між верхньощелепними відростками і нижньощелепними дугами можуть утворюватися комісуральні ямки губ. Це приклади косметичних варіацій, а не вроджених вад розвитку.

Малюнок 7.18: Ліва одностороння ущелина губи. Кредит зображення: власна робота Джеймса Хайльмана, MD має ліцензію CC BY-SA 4.0

Розщеплення губи

Неповне зрощення будь-якого верхньощелепного відростка з межщелепним сегментом призводить до утворення ущелини губи. Це може відбуватися або на лівій, правій (односторонній) або обох (двосторонніх) кордонів філтрума, хоча ліва одностороння розщелина губи є найбільш поширеною. Розщеплення губ частіше зустрічається і важче у дітей чоловічої статі. Ущелина губи може супроводжуватися розщепленням піднебіння.

Ущелина губи та піднебіння трапляються приблизно у 1 з 1000 народжень, що робить їх відносно поширеним вродженим вадом розвитку. Фактори ризику включають старших матерів, матерів, які палять під час вагітності або приймають певні ліки (наприклад, деякі анти-консультанти). Існує багато генетичних факторів ризику розщеплення губи та піднебіння, деякі приклади наведені в таблиці 7.4.

Назва гена	Клас гена	Функція
ІРФ 6	Фактор транскрипції	Індукується під час розвитку мезодерми.
MSX1	Фактор транскрипції Homeobox	Візерунок кінцівок
BMP4	Морфоген	Індукція та малювання кісткової тканини, зубів і кінцівок
ФГФ 10	Морфоген	Індукція і малювання сполучної тканини
Гіал 2	Травний фермент	Переварює гіалуронову кислоту до злиття губи або піднебіння
р63	Фактор транскрипції	Контролює експресію білка десмосоми під час злиття губи або піднебіння
Епітеліальний кадгерин 1	Молекула адгезії клітин	Дозволяє епітеліальним клітинам з'єднуватися під час злиття губи або піднебіння

Таблиця 7.4: Частковий список генів, які при мутації сприяють утворенню розщеплення губи/піднебіння.

Розщеплення губи може викликати труднощі при годуванні, так як вона перешкоджає утворенню хорошого ущільнення навколо соска. При правильному навчанні малюків з розщепленою губою можна годувати грудьми або вигодовувати пляшечками, використовуючи звичайну пляшечку. Розщеплення губи може викликати проблеми з вивченням мови. Навчання говорити вимагає звукової міміки, а оскільки ущелина губи змінює голосові звуки, це заважає успішній міміці. Логопедія та слух допомагають полегшити ці проблеми. Підвищений ризик розвитку ороназальних інфекцій також викликає занепокоєння. Кращим лікуванням розщеплення губи є герметизація розриву хірургічним втручанням у віці 10 тижнів. Хірургічне втручання може залишити після себе шрам, але в іншому випадку є дуже успішним.

Ущелина піднебіння

Неповне злиття первинного піднебіння і/або піднебінних поличок призводить до розщеплення піднебіння. Ущелина піднебіння може супроводжуватися, а може і не супроводжуватися розщепленням губи. Ущелина піднебіння частіше зустрічається у самок.

Розщеплення піднебіння викликає труднощі при годуванні, тому що дитина не може створити відсмоктування з отвором з порожнини рота в порожнину носа. Існує ряд спеціальних пляшок, які допомагають немовлятам з розщепленням піднебіння годувати пляшку. Подібно до розщеплення губи, розщеплення піднебіння може призвести до труднощів з вивченням мови. Порушення формування піднебіння може призвести до зміни форми в євстахієвій трубі, що, в свою чергу, змінює здатність регулювати тиск у середньому вусі і призводить до підвищеного ризику втрати слуху.

Бажані методи лікування розщеплення піднебіння включають назо-альвеолярне формування (NAM), а потім кілька операцій. NAM включає вкручування або приклеювання приладу до верхньої щелепи приблизно у віці 10 місяців, щоб повільно тягнути в передньо-медіальному напрямку, до міжщелепного сегмента. Використання такого приладу зменшує обсяг операцій, необхідних для виправлення ущелини, більше спираючись на кероване зростання тканин дитини. Апарат регулюється ортодонтом кожні два тижні близько року. Кілька операцій слідують при лікуванні розщеплення піднебіння - це складна область, ускладнена тим, що дитина швидко росте. Не ідеально чекати, коли дитина перестане рости з тієї ж причини було важливим раннє втручання для розщеплення губи: орофаціальні ущелини перешкоджають розвитку мови.

Орофаціальні щілини класифікуються спочатку як розщеплення губи (CL), розщеплення піднебіння (CP) або розщеплення губи та піднебіння (CL/P). Одностороння розщелина губи або піднебіння зачіпає тільки ліву або праву сторону, тоді як двостороння щілина зачіпає обидві сторони. Неповна щілина піднебіння передбачає неповне злиття між первинним піднебінням і піднебінною полицею, тоді як повна щілина також передбачає неповне злиття між двома піднебінними полицями.

ущелина язичка — Малюнок 7.21: Приклад ущелини язичка. Кредит зображення: Власна робота Adam6611 знаходиться у суспільному надбанні CC0

Розщеплення язичка

Розщеплення язичка є найменш складною формою розщеплення піднебіння, і її слід розглядати як косметичну варіацію, а не вроджену ваду розвитку. Ущелина язичка все одно закриває носоглотку під час ковтання.

відхилена перегородка — Малюнок 7.22: Приклад відхиленої перегородки. Кредит зображення: Ніздрі раніше Джеффа та Менді G ліцензовані CC BY SA 2.0

Відхилена носова перегородка

Якщо носова перегородка в міру розвитку зростає під кутом, це призводить до відхилення перегородки. Насправді рідко перегородка розвивається симетрично. 80% людей мають деяке відхилення носової перегородки, як правило, без симптомів. Ускладнення можуть виникнути через фізіології носової порожнини. Парні носові порожнини містять еректильну тканину (ареолярну сполучну тканину) нижче слизової оболонки. Ця тканина проходить носовий цикл, чергуючись між однією стороною набряк закритий, а інший залишається відкритим для дихання. Це запобігає пересихання носових порожнин від постійного використання. Але для кого-то зі значним відхиленням носової перегородки це призводить до утруднення дихання, коли більша порожнина набрякає закрита. Порівняно проста операція під назвою септопластика може бути зроблена для збільшення розміру меншої порожнини носа. Септопластика - це не те саме, що процедура пластичної хірургії ринопластика, де змінюється форма носа.

піднебінний тор

Надмірне зростання піднебінних поличок може створити піднебінний тор (або torus palatinus), ще один приклад косметичної варіації. Піднебінний тор не потребує лікування, оскільки він зазвичай не викликає жодних проблем, пов'язаних зі здоров'ям, крім ускладнення прилягання до зубних протезів. Близько 20-30% населення має деяку ступінь піднебінного тора. Нижньощелепний тор, з іншого боку, не є вродженим. Можна розвиватися пізніше в житті, часто як відповідь кісткової тканини на бруксизм.

Анкілоглоссія

Анкілоглосія (язикова зав'язка) - це стійкість тканини, що закріплює язик до підлоги рота. Велика частина черевної сторони ^1-ї глоткової дуги повинна піддаватися апоптозу, залишаючи після себе невелику мовну вуздечку. Однак при неадекватному апоптозі призводить виражена мовна вуздечка, що обмежує рухливість мови. Це викликає проблеми з грудним вигодовуванням і вивченням мови, але це можна виправити за допомогою незначної операції (лінгвальної френектомії). Анкілоглосія є загальним вродженим вадом розвитку, хоча існує значна кількість розбіжностей щодо того, наскільки вона поширена, причому оцінки коливаються широко, від 1% до 25% народжених (тобто потенційно багато хірургічних процедур). Так само існують розбіжності щодо того, наскільки необхідне хірургічне втручання, і ця розбіжність триває вже понад 75 років.

кіста розгалуженої щілини — Малюнок 7.25: Приклад кісти розщеплення глотки. Кредит зображення: Пацієнт з великою кістою правої глоткової щілини, що виступає з шиї, до висічення BigBill58 має ліцензію CC BY SA 4.0

Кіста розщеплення глотки

Кісти глоткової щілини утворюються, коли неповне зрощення сусідніх глоткових дуг залишає залишок глоткової борозенки. Зазвичай вони утворюють безболісну масу на шиї, поки не відбудеться інфекція. Вони можуть бути залишені без лікування або можуть бути видалені хірургічним шляхом. Це передбачає видалення сторонньої ектодермальної (епітеліальної) тканини, захопленої глибше в шиї. Чи проводиться операція чи не проводиться, може залежати від того, наскільки близько кіста знаходиться до сонної артерії, внутрішньої яремної вени або лицьового нерва.

Кіста розщеплення Ратке

Подібно до кіст розщеплення глотки, кіста може утворитися від неповної облітерації мішечка Ратке під час формування гіпофіза. Це призводить до заповненої слизом кісти біля передньої частини гіпофіза. Через свого розташування він може тиснути на зорову хіазму, приводячи до зорових порушень, інакше протікає безсимптомно. Дренаж є кращим лікуванням над видаленням, через те, наскільки близько він знаходиться до гіпофіза залози.

Глава 6* Глава 8