TURUNAN MESODERM

4/23/2014
TURUNAN MESODERM
Jantung & pembuluh darah
Pembagian wilayah mesoderm :
•
Notokorda: mesoderm aksial
Pada organisme dewasa disubstitusi oleh kolumna vertebrata
dibangun oleh sklerotom dari mesoderm paraxial
•
Mesoderm paraksial : somit = epimer
– segmental
– Tidak
Tergantung
hewan
– Akan berdiferensiasi menjadi :
• Dermatom  Derma
• Miotom  otot skelet
– Somitomer
– Somit (miotom)
– Hipomer
• sklerotom
•
•
Mesoderm intermedier : sist. Urogenitalia
Mesoderm lateral :
– mesoderm splanknik misal : sist. Peredaran darah
– mesoderm somatik misal : anggota badan
1
4/23/2014
Jantung &
Pembuluh darah
•
Perkembangan sistem kardiovaskular
embrio dengan mempertimbangkan:
– Kebutuhan supply oksigen , nutrisi,
materi lain untuk pertumbuhan
– Pengeluaran CO2 dan limbah lainnya
•
Kebutuhan respirasi, nutrisi dan
ekskresi  pembuluh darah
ekstraembrionik dibentuk :
– Pembuluh darah vitelin  kantung yolk
• Reptil & ayam  nutrisi
• Mamalia  supply & transport sel darah
primitif
– Allantois
• Reptil & ayam  respirasi &
penampungan limbah ekskresi
• Mamalia  dengan adanya plasenta 
allantois berkembang bergabung dengan
plasenta
Pembentukan sistem pembuluh darah
• Pembentukan pembuluh darah :
– neurula awal  embrio : avaskular
– saat pembentukan somit  terbentuk
jejaring pembuluh darah dalam embrio
• pembuluh darah intraembrionik dibentuk
pertama kali  mesoderm splanknik
seluruh tubuh  angioblast untuk
pembentuk pembuluh darah
• Mekanisme pembentukan pembuluh darah :
– Vaskulogenesis
penggabungan angioblast in situ  saluran
pembuluh darah primitif
– Angiogenesis :
• pembentukan saluran pembuluh darah dengan
cara budding & percabangan dari pembuluh
darah yang sudah ada
• Invasi kuncup pembuluh darah dengan adanya
migrasi angioblast
Angiogenesis
2
4/23/2014
Darah dan pembuluh darah
•
•
Pada ayam : eritropoiesis disebabkan induksi dari hipoblas ke epiblas di atasnya
Pada minggu ke 3 perkembangan embrio manusia  sel-sel mesoderm di bagian mesoderm
viseral kantung yolk berdiferensiasi menjadi: darah dan pembuluh darah  angioblast
•
Angioblast  berkelompok dan membentuk pembuluh (angiogenic cell clusters)
• Sel-sel bagian tengah menjadi sel-sel darah primitif ;
– Sel-sel darah primitif  mengalami programmed cell death
– Progenitors sel-sel darah fetus kemungkinan berasal dari endoderm kantung yolk
• sel-sel yang di bagian tepi memipih dan membentuk sel-sel endotel yang
membatasi pulau-pulau darah
Pulau-pulau darah saling mendekat  membentuk pembuluh kecil
•
•
Sel-sel Hematopoietic embrio berasal dari hati  selanjutnya berasal dari sumsum tulang
Jaringan yang berasal dari mesoderm: sel-sel darah dan limf & pembuluh; jaringan ikat
(rawan dan tulang ); otot rangka dan polos ; ginjal, gonads, bagian korteks kelenjar adrenal ;
limpa
A. sel-sel mesenkim yang tidak
berdiferensiasi.
B. pembentukan pulau-pulau
darah
C. kapiler primitif
Hematopoiesis
•
Hematopoiesis :
pertama pada kantung yolk
digantikan
selama masa embrio  saat telur menetas/
kelahiran  sel darah yang berasal dari
embrio
• Hematopoiesis dalam intraembrio ayam :
sel-sel dalam lumen aorta abdominal
dalam paraaortic (pembuluh darah di
daerah mesenterium dorsal sesudah
aorta)
bakal sel limfoid masuk ke timus, bursa
Fabricius
limpa & sumsum tulang
• Aves – liver tidak terlalu berperan dalam
hematopoiesis embrionik
• Mamalia  hati : tempat utama
pembentukan darah embrio
3
4/23/2014
Arteri
• Derivat dari lengkung
aorta
• Pada embrio
vertebrata terdapat 6
pasang lengkung aorta
yang berhubungan
dengan aorta dorsalis
di daerah ventral
POLA/ KONSEP DASAR SISTEM ARTERI
PADA VERTEBRATA
Lengkung aorta ada 6 pasang
4
4/23/2014
Ikan:3,4,5,6
Anura; 3,4,6
Reptil: 3,4,6
LENGKUNG AORTA PADA HEWAN DEWASA
Aves:3,4,6
Mamalia: 3,4,6
Aves dan mamalia: LA 4: aves ka; mamalia ki
Lengkung aorta pada embrio
ayam 48 jam dan 72 jam.
5
4/23/2014
Sistem peredaran darah pada embrio manusia 4 minggu. Meski pada stadium ini
seluruh pembuluh darah berpasangan (kiri dan kanan) hanya pembuluh darah sisi
kanan yang tampak. Arteri berwarna merah.
• Lengkung aorta pertama
melengkung di daerah lengkung
farinks pertama (lengkung
mandibula)
• Lengkung aorta berikutnya
terbentuk sesudah yang
pertama
6
4/23/2014
• Pada mamalia,
– Lengkung aorta 1 & 2 hilang,
tetapi bagian utama aorta 
menjadi arteri karotid eksterna &
arteri karotid interna
– Arteri karotid interna
berhubungan dengan lengkung
aorta 3
– Lengkung aorta 4  kiri  sampai
dewasa ; kanan arteri subklavia
– tidak ditemukan perkembangan
seluruh lengkung aorta pada
waktu yang sama.
– Lengkung aorta 5  tidak
berkembang
– Lengkung aorta ke-6 tidak
berkembang secara individual:
merupakan hasil fusi dari arteri ke
arah paru-paru dengan lengkung
aorta ke-6
Sel-sel pial neural
berkontribusi pada arteri
lengkung aorta dan
memberikan sinyal
penting untuk remodeling
7
4/23/2014
• Sistem vena
Vena
– Dalam embrio terdiri atas
vena kardinal anterior & posterior 
darah masuk ke vena common
cardinal  sinus venosus
– Sirkulasi Ekstraembrionik 
pembuluh vena vitelin dari kantung
yolk atau vena umbilikalis : darah dari
plasenta
• Bagian cefalic  vena kardinal
anterior simetris  vena jugularis
internal  vena brachiocephalic kiri
• Bagian posterior  perubahan lebih
banyak
– 3 pasang Vena kardinal posterior
menerima darah dari bagian kaudal
tubuh termasuk menerima darah dari
vena vitelin
– Vena vitelin  vena porta hepatika
Sistem peredaran darah pada embrio manusia 4 minggu. Meski pada stadium ini
seluruh pembuluh darah berpasangan (kiri dan kanan) hanya pembuluh darah sisi
kanan yang tampak. Arteri berwarna merah.
8
4/23/2014
anura
POLA DASAR SISTEM VENA
Perhatikan:
Precava
Postcava: 2 atau 1
Pembentukan jantung
•
•
•
•
Dibentuk dari mesoderm
Dimulai dengan bentuk tabung
Pembentukan ruang-ruang pada jantung
Pembuluh darah: arteri dan vena
9
4/23/2014
• Daerah jantung di
anterior
mesoderm lateral
ketika sel-sel
beringresi pada
saat gastrulasi
• Sinyal dari
notokord/
bumbung neural
ventral, ectoderm
dan endoderm
menginduksi
jaringan bakal
jantung ke daerah
anterior
mesoderm lateral
Pembentukan jantung
pada amfibia: mesenkim,
dari 2 sisi median
Pembentukan jantung
pada Aves: berasal dari
mesoderm splanknik,
membentuk 2 tabung
endotel, bersatu
membentuk primordium
jantung
Pembentukan jantung
pada mamalia: idem aves
10
4/23/2014
Sayatan melintang melalui daerah
pembentukan jantung pada
embrio ayam dari 25 jam, 26 jam,
28 jam dan 29 jam inkubasi
Pembentukan jantung
pada Aves : berasal dari
mesoderm splanknik,
membentuk 2 tabung
endotel  bersatu
membentuk primordium
jantung
Dua sumber populasi mesoderm yang berperan
dalam pembentukan miokardium jantung
11
4/23/2014
Jantung dibangun oleh beberapa tipe turunan sel
endocardium
myocardium
valves
(cushions)
conduction
system
epicardium
coronary
vessels
pericardium
Perkembangan
Jantung
JANTUNG
1. IKAN:
1 Ventrikel, 1 atrium
2. ANURA: 1 ventrikel, atrium bersekat
3. REPTIL : ventrikel bersekat, 2 atrium
4. AVES DAN MAMALIA:
2 ventrikel, 2 atrium
12
4/23/2014
Perkembangan jantung
anura
Perkembangan jantung
aves
V: ventrikel
A: Atrium
SV: sinus venosus
BA: Bulbus arteriosus
Jantung mulai dibentuk sebagai
bentuk bulan sabit setelah
gastrulasi
Pembentukan jantung pada
manusia: dimulai pada minggu ke3
Tabung sederhana
Terjadi rotasi, pemanjangan &
melipat membentuk S
Pembentukan sekat
4 ruang
A-D sisi sebelah kiri; E dari sisi frontal.
Meski atria dapat dibedakan secara
eksternal,tidak dapat dipisahkan di
dalam jantung. Kedua aortic roots
bercabang membentuk lengkung2
aorta.
13
4/23/2014
Jantung dan lengkung aorta pada
anura:
Adanya sekat : konus arteriosus pada
atrium, karena mulai bernapas
dengan paru-paru
Sistem konduksi mengontrol denyut jantung
Sistem konduksi merupakan turunan dari miosit yang mengalami trans-diferensiasi
dari fenotip otot menjadi fenotip yang lebih aktif secara elektrikal (electrically
active phenotype)
14
4/23/2014
Redirection of blood flow pada saat lahir
• Masuknya udara ke dalam paru-paru
menyebabkan perubahan tekanan yang
mengakibatkan “redirect the flow” darah
pada bayi yang baru lahir.
• Ductus arteriosus menyempit dan menutup,
memutuskan hubungan antara aorta dan
arteri pulmonari dan foramen ovale, a
passageway / hubungan antara atrium kiri
dan kanan, juga menutup  sistem
peredaran ke paru-paru terpisah dari sistem
sirkulasi tubuh
15
4/23/2014
Kelainan pada jantung merupakan cacat yang
paling umum di USA
• Di USA setiap tahun sekitar ~40,000 bayi lahir dengan
kelainan pada jantung (1:125 live births)
• Kelainan jantung merupakan penyebab utama kematian di
USA
• Kelainan Ventricular septal defects (VSD) dan kelainan
arah peredaran dan kelainan pada sekat merupakan
kelainan paling parah
Sources: March of Dimes, American Heart Association
Kelainan jantung dengan adanya
kelainan primer dan sekunder
• Double outlet right ventricle (DORV) &
other outlet alignment defects
• Persistent truncus arteriosus (PTA)
• Some ventricular septal defects
Bmp4 cond. KO
Overriding Aorta & VSD,
Eric Jaehnig
Persistent Truncus Arteriosus
& VSD
16