Notokordun Oluşumu

Açılış

Kırk beş yaşında bir adam, bahçede ağır bir saksıyı kaldırdıktan sonra belinde keskin bir ağrı duyar. Ertesi gün ağrı kalçasından bacağının arkasına, ayak bileğine kadar iner ve öksürdüğünde artar. Çekilen manyetik rezonans görüntüsünde, belin alt kısmındaki iki omurun arasındaki yastığın ortasından yumuşak bir malzemenin taşarak omuriliğin hemen altından çıkan bir sinir köküne bastığı görülür. Hastaya bel fıtığı tanısı konur. Sinire bastıran bu jöle kıvamındaki malzemenin kökeni, embriyonun üçüncü haftasında orta hat boyunca uzanan ve kısa süre sonra büyük ölçüde kaybolan ince bir hücre çubuğuna dayanır.

İlkel düğümden geçen hücreler ne kurar? Haftalar içinde ortadan kalkan bir yapı, bedenin planını nasıl belirleyebilir? Ve bu yapıdan yetişkinde geriye ne kalır?

Bu derste ne olacak

Önce düğümden geçen hücrelerin neden bir tabaka değil de bir çubuk kurduğunu ve bu çubuğun nasıl biçimlendiğini göreceğiz. Sonra çubuğun orta hattı nasıl işaretlediğini, üstündeki ektoderme ne söylediğini ve çevresindeki mezodermi nasıl düzenlediğini ele alacağız. Ardından işi bitince neyin kaybolup neyin kaldığını açıklayacağız. Son olarak bu kalıntıyla ilgili iki klinik durumu, bel fıtığını ve kordomayı inceleyeceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Tabaka değil eksen

Ders 04-22'de ilkel çizgiden geçen hücrelerin iki tabaka arasına yayılarak mezodermi kurduğunu, düğümden geçenlerin ise farklı bir yola girdiğini gördük. Düğümden geçen hücreler yanlara yayılmaz. Orta hat boyunca, diskin baş ucuna doğru ilerler ve dar bir şerit hâlinde dizilirler.

Bu farkın sonucu biçimde görülür. Her yöne yayılan hücreler geniş bir tabaka kurar; tek bir yönde, dar bir hatta ilerleyen hücreler ise bir eksen kurar. Tabaka bir alanı doldurur, eksen bir hattı işaretler. Düğümden çıkan hücrelerin işi alan doldurmak değil, hat çizmektir.

Çubuk tek adımda oluşmaz. Önce düğümden baş ucuna doğru uzanan içi boş bir uzantı, processus notochordalis, belirir. Bu uzantının tabanı kısa bir süre alttaki endodermle kaynaşır ve bir şerit gibi endodermin içine yerleşir. Sonra şerit endodermden ayrılır, kendi üzerine kıvrılır ve dolu bir çubuk olarak iki tabakanın arasında, orta hatta yerini alır. Çubuğun baş ucu, ağzın açılacağı yeri önceden işaretleyen kalınlaşmanın hemen arkasında biter; kuyruk ucu ise düğüme dayanır.

Orta hattın işaretleyicisi

Ders 04-22'de ilkel çizginin orta hattı tanımladığını, ama dördüncü haftanın sonuna doğru gerileyip ortadan kalktığını gördük. Bu bir sorun doğurur: çizgi kaybolduktan sonra orta hattı ne işaretleyecektir?

Notokord bu işi üstlenir. Çizgi kuyruk ucuna doğru gerilerken, notokord onun bıraktığı hat boyunca baş ucundan kuyruğa uzanır. Geçici bir işaret kalkmadan önce yerine daha uzun ömürlü bir işaret konmuş olur. Notokord da kalıcı değildir, ama bedenin orta hattına göre kurulacak yapılar yerlerini bulana kadar orada durur.

Üstündekine ne olacağını söylemek

Notokordun en etkili işi, hemen üstündeki ektodermle ilgilidir. Ders 04-23'te ektodermin hem deriyi hem sinir sistemini verdiğini gördük. Aynı tabakanın hangi bölgesinin deri, hangi bölgesinin sinir dokusu olacağına tabakanın kendisi karar vermez.

Notokord, salgıladığı işaret maddeleriyle üstündeki ektodermin orta hat şeridine sinir dokusu olma yolunu açar. Bu şerit kalınlaşır ve sinir plağına dönüşür; plak ileride kıvrılarak sinir borusunu, tubus neuralis, kuracaktır. Notokordun salgıladığı maddelerden biri, Sonic hedgehog adı verilen bir işaret proteini, daha sonra sinir borusunun tabanını da düzenler. Borunun karın tarafına bakan yarısında hareket sinirlerinin hücreleri, sırt tarafına bakan yarısında duyu bilgisini alan hücreler gelişir; bu dağılım da kısmen notokordun işaretinin borunun tabanından tavanına doğru azalmasına dayanır.

Bu, indüksiyonun en açık örneklerinden biridir. Sinir sisteminin bedende nerede kurulacağına, sinir sistemi olacak hücreler değil, onların altından geçen bir çubuk karar verir.

Omurganın ekseni

Notokordun iki yanındaki mezoderm de ona göre düzenlenir. Bu mezoderm baş ucundan kuyruğa doğru küçük bloklara bölünür. Blokların notokorda bakan iç kısımlarından ayrılan hücreler göç ederek notokordu ve sinir borusunu çepeçevre sarar. Omur cisimleri, corpus vertebrae, bu hücrelerden, notokordun çevresinde kurulur.

Omurganın bedenin tam ortasında durması ve bedeni iki simetrik yarıya bölmesi bu yüzdendir: omurga, orta hattı daha önce işaretlemiş bir çubuğun çevresinde kurulmuştur. Omurganın yeri, ondan önce orada duran yapının kaydıdır.

İşi bitince ne kalır

Omur cisimleri kurulurken, cisimlerin içinde kalan notokord parçaları sıkışır ve büyük ölçüde ortadan kalkar. Omur cisimlerinin arasında kalan parçalar ise genişler ve sıvı tutan bir kıvam kazanır. Her omurlar arası diskin ortasındaki yumuşak çekirdek, nucleus pulposus, bu parçalardan gelişir. Çekirdeği çevreleyen sıkı lifli halka, anulus fibrosus, ise notokorddan değil, çevresindeki mezodermden gelir.

Çekirdekteki özgün notokord hücreleri çocukluk yıllarında azalır ve yerlerini kıkırdak hücrelerine benzeyen hücrelere bırakır. Çekirdek de yaşla birlikte su kaybeder ve esnekliğini yitirir.

Notokordun izlediği yol, işi biten bir yapının ille de tamamen ortadan kalkmadığını gösterir. Yön verme işi bir kez yapılır ve biter. Ama yapının küçük bir bölümü kalır ve bambaşka bir işe geçer: artık yön vermez, iki omur arasında basıncı dağıtan bir yastığın çekirdeği olur.

Klinik bağ: fıtık ve kordoma

Bel fıtığında çekirdek, yıpranmış ve yırtılmış lifli halkanın içinden dışarı taşar. Halkanın arka yanı daha incedir ve çekirdek çoğunlukla arkaya ve yana, omurilik kanalına ya da sinir köklerinin çıktığı deliklere doğru itilir. Açılıştaki adamda olduğu gibi taşan malzeme bir sinir köküne bastırırsa, ağrı o kökün beslediği alana, bacağın arkasından ayağa doğru yayılır. Öksürmek ve ıkınmak disk içindeki basıncı artırdığı için ağrıyı şiddetlendirir. Çoğu hastada yakınmalar istirahat, ilaç ve fizik tedaviyle haftalar içinde geriler; güç kaybı ilerleyen ya da idrar ve dışkı denetimini bozan durumlar ise acil cerrahi değerlendirme gerektirir.

Notokordun bir kalıntısı da beklenmedik yerlerde kalabilir. Omur cisimlerinin içinde ya da notokord hattının iki ucunda, kafa tabanında ve kuyruk sokumunda küçük notokord hücre adacıkları kalabilir. Bu kalıntılardan nadir görülen bir tümör, kordoma, gelişebilir. Kordoma en sık iki uçta görülür: omurganın alt ucundaki kemik, os sacrum, ve kafa tabanında beyin sapının önündeki eğimli kemik bölgesi, clivus. Tümör yavaş büyür ama çevresindeki kemiği yıkarak ilerler; kafa tabanındakiler göz hareketlerini yöneten sinirlere bastırarak çift görmeyle, kuyruk sokumundakiler ağrı ve dışkılama sorunlarıyla kendini gösterebilir. Tümörün yerleşim yerleri, notokordun embriyoda uzandığı hattın iki ucuyla örtüşür.

Kendin dene

Toparlayalım

• İlkel düğümden geçen hücreler yanlara yayılmaz, orta hat boyunca baş ucuna ilerler; tabaka değil eksen kurarlar.
• Notokord önce içi boş bir processus notochordalis olarak belirir, kısa bir süre endoderme kaynaşır, sonra ondan ayrılıp dolu bir çubuk olur.
• İlkel çizgi gerilerken orta hattı notokord işaretler.
• Notokord salgıladığı işaretlerle üstündeki ektoderme sinir dokusu olma yolunu açar ve tubus neuralis'in tabanını düzenler.
• Omur cisimleri notokordun çevresinde, iki yanındaki mezodermden kurulur; omurganın orta hattaki yeri notokordun kaydıdır.
• Notokordun omurlar arasında kalan parçaları nucleus pulposus'u verir; anulus fibrosus mezoderm kökenlidir.
• Bel fıtığında çekirdek lifli halkayı aşıp arkaya ve yana taşar ve sinir köklerine bastırabilir.
• Kordoma notokord kalıntılarından gelişir ve en sık os sacrum ile clivus'ta, yani notokord hattının iki ucunda görülür.

Bu derste orta hattı işaretleyen ve çevresine ne olacağını söyleyen çubuğu gördük. Bir sonraki derste üç yaprağın türevlerini bir liste olarak ezberlemek yerine, yaprakların konumunu ve bu dersteki talimat mantığını birleştiren bir soru zinciri kuracağız: bu zincirin, cevabını önceden bilmediğin bir yapının hangi yapraktan geldiğini nasıl bulduracağını ve birden çok yapraktan gelen organlarda nerede durması gerektiğini göreceğiz. Germ Yapraklarının Temel Türevleri.