Primitif Çizgi ve Primitif Düğüm

Açılış

Otuz yaşında bir adam, işe giriş muayenesi için çekilen göğüs filminin sonucunu almaya gelir. Radyoloji uzmanı önce filmi ters astıklarını düşünür ve işareti kontrol eder; işaret doğrudur. Adamın kalbinin ucu solda değil sağdadır. Karın ultrasonunda karaciğerin solda, dalağın ve midenin sağda olduğu görülür. Bütün iç organları, bir ayna görüntüsü gibi, olması gereken yerin tam tersindedir. Adam hayatı boyunca hiçbir yakınma yaşamamıştır ve durumundan habersizdir. Bedenin sağının ve solunun ne olacağı, gelişimin üçüncü haftasında, embriyonun yüzeyinde beliren küçük bir yapının çevresinde belirlenir.

İkinci haftada üst–alt ve baş–kuyruk yönlerini kazanmış olan embriyo sağ ile solu nasıl ayırt eder? Hücrelerin içeri geçtiği geçit neden bir nokta değil de bir çizgidir? Ve bu çizginin ucundaki düğüm neden ayrı bir adla anılır?

Bu derste ne olacak

Önce hücrelerin içeri geçtiği geçidin neden bir çizgi olduğunu ve çizginin düzlemi nasıl ikiye böldüğünü göreceğiz. Sonra çizginin hangi uçtan başlayıp nasıl uzadığını ve baş–kuyruk eksenini nasıl kesinleştirdiğini ele alacağız. Ardından çizginin ucundaki düğümün çevresine nasıl yön verdiğini ve sağ ile solun nasıl ayrıldığını açıklayacağız. Son olarak organların ayna görüntüsü yerleşimini ve çizginin geride bıraktığı kalıntıları inceleyeceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Geçit neden çizgi

Ders 04-21'de üçüncü tabakanın, epiblast hücrelerinin bir geçitten içeri geçmesiyle kurulduğunu gördük. Bu geçit tek bir nokta olsaydı, çok sayıda hücre aynı anda geçemezdi; bir noktadan yayılan hücreler de her yöne eşit dağılır ve hiçbir yön üretmezdi. Halka biçimli bir geçit bir merkez ve bir iç–dış ayrımı verirdi, ama bir sağ ile bir sol vermezdi.

Bir çizgi ise birkaç şeyi birlikte verir. Uzun bir geçit çok sayıda hücrenin aynı anda geçmesine izin verir ve hücreler çizginin farklı noktalarından geniş bir alana yayılabilir. Bir kâğıdın üzerine çizilen bir çizgi gibi, düzlemi de iki yarıya böler. Çizginin uzandığı hat, ileride bedenin sağını ve solunu ayıran orta hat olacaktır.

Bir uçtan başlar, öbür uca uzar

İlkel çizgi döllenmeden yaklaşık on beş gün sonra diskin kuyruk ucunda belirir ve diskin ortasına doğru uzar. Ders 04-18'de diskin baş ucunun alt tabakadaki bir kalınlaşmayla işaretlendiğini gördük; çizgi bu ucun tam karşısından başlar. Böylece çizginin başladığı yer ile uzadığı yön, baş ve kuyruk uçlarını kesinleştirir.

Çizginin ortasında, hücrelerin içeri geçtiği bir oluk, sulcus primitivus, uzanır. Baş ucunda kalınlaşmış bir bölge, ilkel düğüm, ve onun ortasında küçük bir çukur bulunur. İkinci haftada kurulan üst–alt ve baş–kuyruk yönlerine şimdi sağ ve sol eklenir; bedenin üç ekseni de tamamlanmış olur.

Düğüm: bir düzenleyici

Düğümden içeri geçen hücreler, çizginin geri kalanından geçenlerden farklı bir yola girer ve orta hat boyunca baş ucuna doğru ilerleyen ayrı bir çubuk yapı kurar. Bu yapı bir sonraki derslerin konusudur. Düğüm aynı zamanda çevresine işaret maddeleri salgılar ve çevresindeki hücrelerin hangi yola gireceğini etkiler.

Alman embriyolog Hans Spemann ve öğrencisi Hilde Mangold 1924'te kurbağa embriyolarıyla yaptıkları deneylerde, bir embriyonun benzer bir bölgesini başka bir embriyonun karnına aktardılar. Aktarılan bölge, çevresindeki hücreleri yönlendirerek ikinci bir beden ekseni ve neredeyse tam bir ikinci embriyo oluşturdu. Bu deney, bir bölgenin yalnızca kendisi olmakla kalmayıp komşularının ne olacağını da belirleyebildiğini gösterdi; insan embriyosundaki ilkel düğüm de böyle bir düzenleyicidir.

Sağ ve sol nasıl ayrılır

Düğümün çukurundaki hücrelerin yüzeyinde dönen küçük tüyler bulunur. Fare embriyolarında yapılan çalışmalar, bu tüylerin çukurun içindeki sıvıyı hep aynı yöne, sola doğru akıttığını gösterdi. Sola doğru akan sıvı, işaret maddelerini düğümün sol yanında biriktirir ve sol taraftaki hücreler sağ taraftakilerden farklı bir program izlemeye başlar.

Bu ilk sağ–sol farkı sonraki haftalarda organlara aktarılır. Kalp tüpü sağa doğru kıvrılarak ucu sola yerleşir; mide sola, karaciğer sağa yerleşir; bağırsaklar belirli bir yönde döner. Bedenin dış görünüşü büyük ölçüde simetrik olsa da iç organlar bu ilk farkın izini taşır.

Klinik bağ: ayna görüntüsü ve kalıntılar

Ders 04-09'da hareketli tüylerin doğuştan çalışmadığı Kartagener sendromunda tüpün taşıma işinin aksadığını gördük. Aynı hastaların yaklaşık yarısında iç organlar ayna görüntüsü yerleşimlidir. Düğümdeki tüyler çalışmadığında sıvı belirli bir yöne akmaz, sağ ile sol arasındaki fark rastgele kurulur ve organların yerleşimi her iki yöne de gidebilir.

Açılıştaki adamdaki gibi bütün organların birlikte ters yerleştiği durumda organlar birbirine göre olağan ilişkilerini korur ve kişi çoğunlukla sağlıklıdır. Ama yalnızca bazı organların ters, bazılarının olağan yerde olduğu karışık yerleşimlerde kalp ve büyük damarlar sıkça birlikte bozulur. Bu durumlarda dalak hiç olmayabilir ya da çok sayıda küçük dalak bulunabilir ve alt ana toplardamar, vena cava inferior, olağan yolunu izlemeyebilir. Organların yerleşimi bu yüzden kalp ameliyatı ve karın cerrahisi öncesinde dikkatle değerlendirilir.

İlkel çizgi geçici bir yapıdır. Dördüncü haftanın sonuna doğru küçülür ve kuyruk sokumu bölgesine çekilerek ortadan kalkar. Yeni doğanda görülen kuyruk sokumu teratomunun kökeni için sorumlu tutulan adaylardan biri bu kalıntılardır; tümörün kuyruk sokumu kemiği, os coccygis, ucuyla birlikte çıkarılması da bu ilişkiyle uyumludur.

Kendin dene

Toparlayalım

• İlkel çizgi bir nokta ya da halka değil bir çizgidir; çok sayıda hücrenin geçmesine izin verir ve düzlemi iki yarıya böler.
• Çizgi on beşinci gün dolaylarında kuyruk ucunda belirir ve baş ucuna doğru uzar; baş–kuyruk eksenini kesinleştirir.
• Sulcus primitivus hücrelerin geçtiği oluk, nodus primitivus çizginin baş ucundaki düzenleyici bölgedir.
• Spemann ve Mangold 1924'te benzer bir bölgenin aktarıldığı yerde ikinci bir beden ekseni oluşturduğunu gösterdi.
• Düğümdeki dönen tüyler sıvıyı sola akıtır; sağ ile sol arasındaki ilk fark böyle kurulur ve organlara aktarılır.
• Tüyler çalışmazsa organların yerleşimi rastgele olur; situs inversus tam olduğunda kişi çoğunlukla sağlıklıdır, karışık yerleşimlerde kalp ve vena cava inferior sıkça etkilenir.
• İlkel çizgi dördüncü haftanın sonunda geriler; kalıntıları os coccygis bölgesindeki teratomlarla ilişkilendirilir.

Bu derste hücrelerin içeri geçtiği geçidi ve onun bedene kazandırdığı yönleri gördük. Bir sonraki derste bu geçitten geçen hücrelerin oluşturduğu üç tabakaya bakacağız: üç germ yaprağının işinin bir liste olarak ezberlenmek yerine taşınmadan sonra nerede durduklarından türetilebileceğini ve deri ile sinir sisteminin neden aynı yapraktan geldiğini göreceğiz. Ektoderm, Mezoderm ve Endoderm.