Ektoderm, Mezoderm ve Endoderm

Açılış

Dört yaşında bir çocuk, annesinin fark ettiği lekeler yüzünden çocuk doktoruna getirilir. Gövdesinde ve koltuk altlarında sütlü kahve renginde, düz, kenarları belirgin birkaç leke vardır. Doktor lekeleri inceledikten sonra çocuğu göz muayenesine ve çocuk nörolojisine yönlendirir. Anne şaşırır: bir deri lekesi için neden göz ve sinir uzmanına gidilsin? Doktor, bu lekelerin nörofibromatozis adlı kalıtsal bir hastalığın ilk işareti olabileceğini, aynı hastalığın ileride sinirlerin üzerinde yumuşak şişlikler ve gözün renkli tabakasında küçük kabarcıklar da yapabileceğini anlatır. Bu hastalık grubunun hekimlikteki adı da durumu özetler: nörokutanöz, yani hem sinire hem deriye ait. Bir hastalığın deriyi ve sinir sistemini birlikte tutması, bu iki dokunun gelişimde ortak bir başlangıcı olduğunu düşündürür.

Gastrulasyonla kurulan üç tabakanın her biri bedenin hangi dokularını verir? Bu bilgi bir liste olarak ezberlenmek zorunda mıdır, yoksa tabakaların konumundan çıkarılabilir mi? Ve deri ile beyin neden aynı tabakadan gelir?

Bu derste ne olacak

Önce üç tabakanın gastrulasyondan sonra nerede durduğuna bakıp her birinin hangi sorunla karşılaştığını çıkaracağız. Sonra dışarıya bakan tabakanın neden hem deriyi hem sinir sistemini verdiğini göreceğiz. Ardından içeriye bakan tabakanın yalnızca bir astar olmadığını, büyük bezlerin de ondan tomurcuklandığını açıklayacağız. Son olarak aradaki tabakanın neden en kalabalık türev listesine sahip olduğunu ve konumdan türetmenin nerede sınıra dayandığını inceleyeceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Konumdan işe

Ders 04-21'de epiblast hücrelerinin ilkel çizgiden geçerek üç tabaka kurduğunu gördük. Diskin kesitine bakıldığında üstte ektoderm, ortada mezoderm, altta endoderm vardır. Her tabakanın karşılaştığı durum farklıdır.

Ektoderm dışarıya bakar. Embriyo katlanıp kapandığında bu yüzey bedenin dış yüzü olur ve dış dünyayla temas eden tabaka bu olur. Dış dünya iki şey ister: ondan korunmak ve ondan haber almak.

Endoderm içeriye bakar. Disk ileride bir boru gibi kıvrıldığında bu yüzey, ağızdan makata uzanan borunun ve ondan ayrılan yolların iç yüzü olur. Onun işi, içinden besin ve havanın geçtiği boruları döşemektir.

Mezoderm hiçbir yüzeye bakmaz. İki yüzeyin arasında durur ve ileride bedenin kütlesini oluşturacak alanı doldurur. Onun işi, bu iki yüzeyin arasında kalan her şeyi kurmaktır: destek, hareket ve taşıma.

Yaprakların adları da bu konumları anlatır. Yunanca kökenli bu adlarda ekto- dış, mezo- orta, endo- iç demektir; derm ise deri ya da tabaka anlamına gelir.

Dışarıya bakan tabakanın iki yüzü

Ektodermden derinin en dış katmanı, epidermis, çıkar. Saç, tırnak, ter ve yağ bezleri ve meme bezleri de epidermisin uzantılarıdır. Bu, dışarıya bakan tabakadan beklenen sonuçtur: dış örtüyü o verir.

Ama ektodermden sinir sistemi de çıkar. Üçüncü haftanın sonunda ektodermin orta hattaki bir şeridi kalınlaşır, içeri doğru kıvrılır ve bir boru, tubus neuralis, oluşturur. Beyin ve omurilik, medulla spinalis, bu borudan gelişir. Borunun kenarlarından ayrılan bir hücre grubu da bedenin her yanına göç ederek çevresel sinirleri, sinirlerin kılıf hücrelerini ve derideki renk hücrelerini oluşturur.

Deri ile beynin ortak kökeni ilk bakışta tuhaf görünür, ama dışarıya bakan tabakanın iki işi düşünüldüğünde tuhaflık kalkar. Korunmak bir sınır ister; bu sınır deridir. Haber almak, dış dünyanın bilgisini toplayıp işleyen bir sistem ister; bu da sinir sistemidir. İkisi de dış dünyayla ilişkinin parçasıdır. Haber toplayan sistemin, haberin geldiği yüzeyde kurulmaya başlaması da şaşırtıcı değildir. Göz merceği ve iç kulağın duyu epiteli de aynı tabakadan çıkar.

Beyin bugün kafatasının içinde, yüzeyden uzakta durur. Oraya sonradan gömülmüştür; kökeni yüzeydedir. Açılıştaki çocuğun hastalığında deri lekelerini oluşturan renk hücreleri de, sinirlerin üzerindeki şişlikleri oluşturan kılıf hücreleri de aynı göçmen hücre grubundan gelir. Hastalığın iki farklı organı birlikte tutması, iki organın ortak kökeninin hekimlikteki görünür izidir.

Endoderm: yalnız astar değil

Endodermin işini iç boruların döşenmesi diye kurduk. Sindirim borusunun ve solunum yollarının iç yüzünü örten tabaka, epithelium, endoderm kökenlidir. Ama endodermin türevleri bununla bitmez.

Bezlerin, bir yüzeyin altındaki dokuya doğru büyümesiyle oluştuğunu daha önce dokular düzeyinde görmüştük: küçük bir bez, epitelin içeri doğru çöküp dallanmasıdır. Aynı kural organ ölçeğinde de işler. Sindirim borusunun iç yüzü belirli noktalarda dışarı doğru tomurcuklanır ve büyür. Karaciğer ve pankreas böyle oluşur; bezin salgısını boruya geri taşıyan kanal, ductus, tomurcuğun boruya bağlı kalan sapıdır. Akciğerler de borunun ön yüzünden çıkan bir tomurcuktan gelişir.

Boğazın tabanından aşağı doğru inen bir tomurcuk tiroit bezini, yutağın yan ceplerinden gelen hücreler de thymus'u ve paratiroit bezlerini kurar. Bu organların hiçbiri bugün bir borunun iç yüzü gibi görünmez, ama hepsi o yüzeyin uzantısıdır.

Klinik bağ: inişin geride bıraktığı iz

Tiroit bezi dilin kökünden başlayıp boynun önüne doğru iner ve inerken arkasında ince bir kanal bırakır. Bu kanal normalde kaybolur. Kaybolmazsa içinde sıvı birikir ve boynun ön orta hattında yumuşak bir şişlik ortaya çıkar. Bu şişliğin ayırt edici bir özelliği vardır: kanalın üst ucu dil köküne bağlı olduğu için hasta dilini dışarı çıkardığında şişlik yukarı doğru hareket eder. Hekim bu basit muayeneyle, boyundaki bir şişliğin tiroidin iniş yolundan geldiğini düşünür. Bir organın nerede doğup nereye gittiğini bilmek, yetişkindeki bir şişliğin adını koymayı sağlar.

Mezoderm neden en kalabalık

Üç yaprağın türev listeleri yan yana konduğunda mezodermin listesi belirgin biçimde daha uzundur. Kemik ve kıkırdak, iskelet kası, musculus, kalp ve damar duvarındaki kaslar, kalbin kendisi, kan hücreleri ve damarlar, bağ dokusu, böbrekler, üreme bezleri ve dalak bu listededir.

Bunun sebebi mezodermin tanımındadır. Ektodermin işi tek bir soruna bağlıdır: dış dünya. Endodermin işi de tek bir soruna bağlıdır: iç boru. Mezodermin işi ise iki yüzeyin arasında kalan her şeydir ve bu tek bir iş değildir. Destek, hareket, taşıma, boşaltım ve üreme ayrı sorunlardır ve hepsi aynı tabakaya düşer. Mezoderm bu yüzden kısa sürede kendi içinde bölgelere ayrılır; her bölge bu işlerin bir kısmını üstlenir.

Haritanın sınırı

Konumdan türetmek güçlü bir araçtır, ama her organı tek bir yaprağa yerleştirmez. Bir organ çoğu zaman birden çok yapraktan gelen dokuların birleşimidir. Deri bunun en yakın örneğidir: dış katmanı ektodermden, altındaki kalın bağ dokusu katmanı ise mezodermden gelir. Sindirim borusunun iç yüzü endodermden, duvarındaki kaslar mezodermden, duvarındaki sinir ağı ektodermden gelir.

Bu yüzden "Bu organ hangi yapraktan gelir?" sorusu çoğu zaman eksik bir sorudur. Daha doğru soru, organın hangi katmanının hangi yapraktan geldiğidir.

Kendin dene

Toparlayalım

• Üç yaprağın işi konumlarından çıkar: ektoderm dışarıya, endoderm içeriye bakar, mezoderm ikisinin arasında durur.
• Ektoderm hem epidermis'i hem sinir sistemini verir; ikisi de dış dünyayla ilişkinin parçasıdır.
• Beyin ve medulla spinalis ektodermden kıvrılan tubus neuralis'ten gelişir; borunun kenarından göç eden hücreler sinirleri, kılıf hücrelerini ve renk hücrelerini kurar.
• Nörokutanöz hastalıklar deriyi ve sinir sistemini birlikte tutar; bu, iki dokunun ortak kökeninin klinikteki izidir.
• Endoderm boruların epithelium'unu döşer; karaciğer, pankreas, akciğer, tiroit ve thymus bu yüzeyden tomurcuklanır.
• Tiroidin iniş yolu kapanmazsa dil çıkarıldığında yukarı hareket eden orta hat kisti oluşur.
• Mezodermin türev listesi en uzundur, çünkü iki yüzeyin arasında kalan bütün işler ona düşer.
• Çoğu organ birden çok yapraktan gelir; doğru soru organın hangi katmanının hangi yapraktan geldiğidir.

Bu derste üç germ yaprağını ve her birinin bedene ne verdiğini gördük. Bir sonraki derste ilkel düğümden geçip üç yaprağın arasında ayrı bir yola giren hücrelere bakacağız: orta hat boyunca kurdukları ince ve geçici çubuğun, kendisi neredeyse iz bırakmadan kaybolduğu hâlde üstündeki ektoderme ne olacağını nasıl söylediğini ve yetişkinde omurlar arası diskin ortasında ondan geriye ne kaldığını göreceğiz. Notokordun Oluşumu.