Позвоночник во внутриутробном периоде
Формирование позвонков эмбриона. Этапы развития позвонков различных отделов у плода
Медиально, по направлению к хорде, из склеротомов начинает пролиферировать мезенхимная ткань, которая затем покрывает хорду со всех сторон . Из этой области формируется закладка тела позвонка (corpus vertebrae). При этом располагающиеся рядом зачатки тел позвонков разделяются между собой упомянутыми закладками межпозвонковых пластинок.
Через середину закладок тел позвонков и межпозвонковых пластинок проходит спинная хорда, которая в области позвонковых тел со временем полностью дегенерирует, а в межпозвонковых пластинках от нее сохраняется рудимент в виде малого очага мукоидной ткани (nucleus pulposus — мякотного ядра).
По обеим сторонам медуллярной трубки из сгущенной краниальной половины склеротома в дорсальном направлении движется поток мезенхимной ткани, давая начало образованию закладок дуги позвонков (arcus vertebrae), которые впоследствии (приблизительно на четвертом месяце развития) замыкаются дорсально, по средней линии; в связи с этим, развивающийся мозг оказывается заключенным в сгущенную мезенхиму позвоночной закладки.
Из дуги позвонка затем вырастает остистый отросток (processus spinosus) и поперечный отросток (processus transversi). Наконец, из мезенхимы склеротомной закладки позвонков в вентролатеральном направлении вырастают мезенхимные тяжи, представляющие собой закладки реберных отростков (processus costales), то есть будущих ребер.
Сначала эта закладка позвонка представлена сгущенной мезенхимной бластемой склеротома. В течение седьмой недели из нее развивается хрящ, а позвонки приобретают плотную консистенцию с более точными контурами своей будущей формы. Наконец, начиная с десятой недели, наступает процесс хондрогенного окостенения (остеофикации). который исходит из нескольких центров окостенения.
Один из этих центров появляется в хрящевом теле позвонка (лишь в редких случаях наблюдается возникновение двух таких центров), а в каждой дуге позвонка по его обеим сторонам образуется по одному центру. Таким образом, позвонки возникают в результате окостенения, начинающегося из трех первичных центров; при этом сначала возникают три самостоятельные (вернее связанные только хрящем) косточки, которые лишь позднее, через несколько лет после рождения, сливаются в единый костный позвонок.
При окостенении сначала происходит энхондральная остеофикация, к которой позже, начиная от перихондра, присоединяется также перихондральныи вид окостенения. На данной стадии развития верхние и нижние поверхности тел позвонков еще покрыты гиалиновой хрящевой пластинкой, окостеневающей приблизительно к семнадцати годам и окончательно присоединяющейся к телу позвонков в среднем лишь на двадцатом году жизни.
Тело первого шейного позвонка, атланта (atlas), теряет связь с дугами и срастается с телом второго шейного позвонка (epistropheus), превращаясь при этом в его зубовидный отросток (dens epistrophei). Обе дуги первого шейного позвонка вентрально и дорсально соединяются, благодаря чему атлант приобретает форму кольца.
У крестцовых и копчиковых позвонков реберные отростки, идущие латерально, редуцированы, причем они особенно недоразвиты у копчиковых позвонков, у которых являются рудиментарными уже с самого начала. В крестцовой области тела позвонков в период полового созревания вторично срастаются в единую кость — крестец (os sacrum), причем окостенение захватывает также и межпозвонковые пластинки. Однако окончательное костное соединение крестцовых позвонков заканчивается приблизительно лишь на двадцать пятом году жизни. Боковые отделы крестцовой кости возникают в результате соединения рудиментарных зачатков крестцовых ребер.
Копчиковые позвонки также могут вторично срастаться, образуя более или менее единую копчиковую кость (os coccygis). На наружной поверхности тела в коже копчиковой области имеется умеренно углубленная ямка, копчиковая ямка (fovea coccygea), которая соответствует месту, где произошла дегенерация последних копчиковых позвонков и остатка хвоста.
– Также рекомендуем “Позвоночный столб плода. Развитие ребер у эмбриона”
Оглавление темы “Развитие половых органов и скелета плода”:
1. Формирование влагалища. Опущение половых желез
2. Образование оболочек яичка. Формирование семявыносящего протока
3. Формирование наружных половых органов. Развитие мужских половых органов
4. Формирование наружных женских половых органов. Аномалии женских половых органов
5. Добавочные половые железы. Развитие скелета и мышц плода
6. Этапы развития скелета эмбриона. Осевой скелет плода
7. Формирование позвонков эмбриона. Этапы развития позвонков различных отделов у плода
8. Позвоночный столб плода. Развитие ребер у эмбриона
9. Череп плода. Формирование черепа эмбриона
10. Примордиальпый череп плода. Развитие основания черепа эмбриона
Источник
Позвоночник и спинной мозг предназначены для обеспечения движений, поддержания структурной целостности и вертикального положения, передачи сигнала от головного мозга и согласования моторных, сенсорных и вегетативных путей. Позвоночник и спинной мозг состоят из нескольких различных типов тканей, ответственных за эти различные функции. Эмбриологическое развитие человеческого позвоночника и спинного мозга является сложным процессом, приводящим к формированию сложноустроенных структур. Несмотря на огромные продвижения в молекулярных и биологических методах после многих десятилетий, сделавших доступными современного исследования, эмбриологическое развитие позвоночника и нервной системы остается не полностью понятным. Сложный каскад сигнальных событий на молекулярном уровне участвует в развитии позвоночных и нервных элементов. Изменения в этих важных этапах могут привести к отклонениям и аномалиям развития, некоторые из которых могут угрожать целостности и функции этих структур при развитии человека, что потенциально приведет к неврологической дисфункции или увеличенной восприимчивости нервных структур к травме.
Ранний эмбриональный период позвоночника
Формирование позвоночного столба, а также тела в целом, начинается во время периода гаструляции, при котором биламинарный эмбриональный диск преобразовывается в триламинарный эмбриональный диск. Этот процесс встречается в начале третьей недели после оплодотворения и характеризуется инвагинацией эктодермальных клеток через первичную борозду первичной полоски, создавая эмбриональную мезодерму. Концентрация инвагинированных внутриэмбриональных клеток мезодермы в краниальном конце первичной полоски формирует первичную ямку или узел. Непрерывно окутывающие клетки в первичном узле формируют канал, называемый хондриальной трубкой, которая непрерывна с амниотической полостью. Эти инвагинирующиеся клетки двигаются в краниальном направлении, они свойственны эмбриональной эндодерме, и формируют хондральную пластину, которая впоследствии превращается в хорду. Мигрирующими клетками, которые формируют хорду, управляют с помощью хемотаксиса фактор роста фибробластов 4 и фактор роста фибробластов 8. Наличие хорды побуждает лежащие эктодермальные клетки распространяться вширь, чтобы сформировать нервную пластину. Примерно на 19 день эта нейроэктодермальная ткань свернется, чтобы сформировать нервную борозду, которая впоследствии закроется, чтобы стать нервной трубкой. Хорда также играет одну из основных ролей в эмбриональном развитии в качестве координирования созревания позвоночного столба.
Инвагинирующиеся клетки, которые мигрировали латерально, дифференцируются в три главных области: параксиальная, промежуточная и боковая мезодермальные пластины. Эти мезодермальные предшественники будут развиваться, чтобы сформировать позвоночник, мочеполовую систему и трубку пищеварительного тракта, соответственно. Эти близкие пространственные отношения могут быть причиной проявления аномалий развития позвоночника, происходящих при мочеполовых нарушениях. Параксиальная мезодерма развивается в 42 – 44 пар сомитов в течение нескольких дней. Сомиты развиваются от краниального к каудальному концу и их число может служить оценкой эмбрионального возраста. Эти структуры являются, возможно, самым очевидным примером эмбриологического понятия метамер, в которых многократные анатомически подобные единицы устроены линейно, чтобы сформировать сложную структуру или орган. Каждый отдельный сегмент далее дифференцируется в две крупнейших области. Дорсолатеральная область сегмента, составленного из дерматомов и миотомов зреет, чтобы в конечном счете сформировать мускулатуру спины и поверхность кожи, соответственно. Вентромедиальная область, склеротомы сомитов являются предшественниками позвоночного столба развивающегося человека. Нервная трубка дифференцируется, чтобы сформировать спинной мозг.
Развитие позвоночного столба
В то время как гестация продолжается, на 4-ой и 5-ой неделе происходит формирование отдельных тел позвонков из метамерных сегментов. Этот процесс лучше всего объяснен теорией пересегментации, в которой каждый склеротом делится на ростральную и каудальную половины. Каждый позвонок фомируется из каудальной половины одного склеротома и краниальной половины смежного склеротома. Слияние этих двух склеротомов формирует центр, который станет отдельным телом позвонка . Каждый сформированный позвонок сопровождают сегментальные артерии и нервы. Теория пересегментации была доказана экспериментально в моделях. Шаблон позвонка во время пересегментации контролируется влиянием генов HOX и Pax. Ранее было предположено, что хорда может играть роль в координировании процесса ресегментации. Cмежные с нервной трубкой мезодермальные клетки развиваются в дужки, пластинчатые части и ножки, которые служат для защиты структур, проходящих через позвоночный канал.
Хорда является центральной осью для недавно сформированного центра и в конечном счете распадается между позвонками (процесс хондрогенеза), в области межпозвоночного диска она способствует формированию пульпозного ядра. Клетки склеротомов распространяются, чтобы сформировать окружающее фиброзное кольцо. В течение 6-ой недели молекулярные факторы от хорды и нервной трубки сигнализируют об инициировании процесса хондрогенеза. Два центра хондрогенеза в центре формируют единый большой сегмент хряща. На каждой дужке позвонка расположено по одному центру хондрогенеза, которые впоследствии растут, чтобы соединиться с противоположной частью дужки. Окостенение этих хрящевых предшественников начинается на 9-ой неделе развития. Три точки окостенения могут быть найдены в каждом позвонке, одна расположена в центре и одна в каждой половине дужки позвонка. Окостенение начинается в нижне-грудном отделе позвоночника и идет от этой точки краниально и каудально. Этот медленный процесс продолжается после рождения, потому что половинки дужек позвонков не полностью соединяются приблизительно до возраста 6 лет.
Развитие спинного мозга
Как уже сказано, нервная система развивается из растущей вширь эктодермальной нервной пластины, которая формируется над хордой. В то время как продолжается быстрый рост, края нервной пластины складываются и в конечном счете соединяются, чтобы сформировать нервную трубку. При нарушении закрытия нервной трубки образуется врожденный дефект, который называется миеломенингоцеле. Около 5 недели эмбрионального развития в пределах нервной трубки возникают спинные и брюшные пары утолщений крыловидной и базальной пластинкок. Эти утолщения отделены структурно пограничной бороздой и в конечном счете станут сенсорными и моторными трактами. Пограничная борозда исчезает в течение 6 недели из-за непрерывного быстрого увеличения. Ранее разделенные структуры, однако, сохраняют свои соответствующие функции. Задние и передние рога спинного мозга появляются в процессе эмбрионального роста, тракты белого вещества начинают появиться на 7-ой или 8-ой неделе.
Созревание позвоночника в детстве и юности
Медленный рост позвоночника в детстве и юности обеспечивает механическую ось для всего аксиального скелета, а также обеспечивает безопасность спинного мозга и нервных корешков. Окостенение позвоночника продолжается после рождения от трех основных точек окостенения, состоящих из центра и позвоночных дуг. Интересно, что люди непохожи на большинство других позвоночных животных, у которых не центр окостенения формирует истинную замыкательную пластину, а скорее тонкая хондроэпифизиальная область в замыкательных пластинах, которая также способствует периферическому росту. Пара нейроцентральных синхондрозов возле присоединения ножек к телу позвонка и единственный задний синхондроз на вершине дуги обеспечивают рост позвоночника и расширение позвоночного канала. Эти синхондрозы легко визуализируются на обычных рентгенограммах как просветления и не должны приниматься за перелом или порок развития. Позвоночный канал достигает своего взрослого диаметра в возрасте 6 – 8 лет после закрытия нейроцентральных синхондрозов. Раннее закрытие или асимметричный рост этих синхондрозов могут привести к развитию врожденного стеноза позвоночного канала или сколиоза.
| Центры окостенения: 1 – грудной позвонок до рождения и в пубертатный период (2); 3 – атлант; 4 – эпистрофей; 5 – поясничный позвонок; 6 – крестец новорожденного (спереди) и 4-летнего ребенка (сверху) (7). На рисунке обозначено время окостенения |
Первоначально у новорожденного полностью кифотизированный позвоночник. Это основное искривление остается в грудной области после развития вторичных искривлений при росте ребенка. Шейный лордоз развивается, когда задние мышцы шейного отдела позвоночника набирают силу и увеличиваются в объеме из-за того, что ребенок начинает поднимать голову вертикально. Поясничный лордоз развивается позже при созревании, поскольку ребенок начинает сидеть, стоять и ходить, и полностью стабилизируется после половой зрелости. Вторичные точки окостенения появляются в каждом позвонке в начале юности и расположены в концах остистых, поперечных и суставных отростков, а так же в апофизах тел позвонков. Как и основные точки окостенения, эти структуры могут визуализироваться рентгенографически и должны учитываться во время оценки травматического повреждения. Нужно также отметить, что неполная окостенелость позвоночника привносит существенные различия в сигнале МРТ. Рост в местах окостенения происходит в течение молодого возраста с закрытием зон роста в возрасте примерно 25 лет. После прекращения роста верхние и нижние апофизы становятся жесткими, для формирования края тела позвонка к которому прикрепляется межпозвоночный диск.
Источник:
Ссылки по теме:
Источник
Патологии позвоночника у плода – особенности диагностики и прогноз
Патологии позвоночника у плода в числе всех нарушений развития выявляются на скрининговом исследовании в подавляющем большинстве случаев. Чаще всего патологии позвоночника локализуются в поясничной зоне, несколько реже – в зоне шеи, нечасто – в грудном отделе и в области крестца.
Популяционная частота дефектов позвоночника и спинного мозга плода – 1 случай на 1000.
Врожденные дефекты позвоночника и спинного мозга
Диагностика дефектов позвоночника и спинного мозга плода – сроки и виды исследований
Поскольку параллельно с нарушениями развития позвоночного столба чаще всего обнаруживаются и изменения со стороны спинного мозга, что приводит к очень тяжелым последствиям – гибели плода внутриутробно на поздних сроках, смерти ребенка сразу после рождения или в раннем возрасте, или же глубокой инвалидности при выживании, трудно переоценить важность своевременного и качественного скрининга беременных женщин.
Скрининговое исследование позволяет диагностировать аномалии развития внутриутробно и принимать решение о целесообразности дальнейшего ведения беременности, рассмотреть возможности коррекции обнаруженных дефектов, прогнозировать исход болезни по объективным показателям диагностики.
Патология шейного отдела позвоночника, отсутствие шеи и полное недоразвитие переднего мозгового пузыря. Продольное сканирование
Скрининговый контроль беременности базируется на ультразвуковом исследовании, как самом доступном и эффективном методе.
- К УЗИ подключаются также дополнительные исследования – эхография (3D и 4D), доплерометрия.
- При любых патологических изменениях плода, выявленных на УЗИ, в настоящее время назначается МРТ плода и плаценты.
- В отдельных случаях может потребоваться анализ околоплодных вод – материал для исследования извлекают путем амниоцентеза.
Чаще всего диагностика ограничивается УЗИ-исследованием, как самым достоверным в любом триместре беременности.
- Первое скрининговое УЗИ-исследование проводится после 11-й недели беременности. Уже на этом сроке можно выявить деформации формирующегося позвоночника по контуру мягких тканей над ним, и с большой долей вероятности диагностировать его расщепление, а также миелоцеле, менингоцеле или менингомиелоцеле. Если на УЗИ заметно нарушение мягких тканей и кожи плода в зоне деформации позвоночника, то диагноз не подлежит сомнению.
Дефект позвоночника на 3D УЗИ — спинномозговая грыжа
Второе скрининговое исследование проводится на 16-18 неделе, которое может подтвердить вышеназванные диагнозы, потому что позвоночник к этому времени более отчетливо дифференцирован на снимках УЗИ. Второй скрининг также позволяет выявить дефекты нервной трубки плода, что выражается в анэнцефалии и амиелии (отсутствии головного и спинного мозга) – эти патологии часто сопровождают рахишизис (расщелина позвоночника). На первом-втором скрининге можно выявить также дополнительные образования в зоне позвоночника или наличие добавочных позвонков.
- Третий скрининг проводится на 32-36 неделях беременности может выявить дефекты позвоночника, спинного мозга и мозговых структур плода с высокой степенью вероятности при нарушении анатомических пропорций сегментов, неправильных контурах и при наличии образований.
При подозрении на дефекты позвоночника или другие патологии плода после первого скринингового исследования беременной назначается индивидуальная диагностическая программа с дополнительными исследованиями и консультированием специалистов.
Дефекты позвоночника и спинного мозга, которые могут быть выявлены внутриутробно
Дизрафия — расщепление позвоночника, или spina bifida
Костные структуры позвоночника плода хорошо визуализируются с 15 недели беременности – именно с этого срока можно с высокой долей вероятности диагностировать дефекты позвонков на УЗИ.
Ткани позвоночника плода от 15 недели имеют центры окостенения, которые в норме на поперечном срезе заметны параллельными линейными структурами. При дефектах позвоночника на УЗИ будет заметно их расхождение.
Продольными срезами на исследовании можно выявить наличие и размеры грыжевого образования.
Необходимо отметить, что расщепление позвоночника может быть разной степени выраженности, и не все дефекты будут заметны на УЗИ.
Миеломенингоцеле – спинномозговая грыжа
На визуализации УЗИ видно образование с жидкостью на задней поверхности позвоночника плода.
Стоит иметь в виду, что открытая щель позвоночника не имеет образования с жидкостью над дефектом. Если спинной мозг с оболочками не выбухает в зияющий просвет, то определить патологию на УЗИ довольно сложно, и во многих случаях она остается недиагностированной до родов.
Синдром Клиппеля-Фейля
Это – генетически обусловленная патология, которая проявляется значительным укорочением шеи из-за врожденного сращения шейных и верхнегрудных позвонков. Патологию у плода можно заметить уже в первом триместре беременности при внимательном рассмотрении визуализации шейного отдела – он представляется единым образованием, без отдельных сегментов.
При подозрении на данную патологию назначаются дополнительные диагностические исследования.
Дети с данным заболеванием вполне жизнеспособны, умственное развитие не страдает. Но заболевание неизлечимо, и дефекты не могут быть скорректированы впоследствии.
На визуализации МРТ-исследования плода на последних сроках беременности иногда возможно заметить следующие патологии развития позвоночного столба и спинного мозга:
Сирингомиелия и гидромиелия
Просветы в структуре спинного мозга (единичный или множественные) или полости с жидкостью.
Внутриутробно или в раннем детстве диагностируется очень редко.
Спондилолиз (односторонний или двусторонний)
Эта патология характеризуется недоразвитием дужек позвонка с одной стороны или с обеих сторон. В результате дефекта смежные позвонки становятся более подвижными относительно друг друга, и один из них соскальзывает вперед. Позвоночный канал в месте дефекта сужается, возникает угроза сдавления спинного мозга и корешков.
Внутриутробно данная патология диагностируется крайне редко, хотя возникает дефект на стадии формирования структур позвоночника, в первые месяцы внутриутробного развития.
Неправильное формирование отдельных позвонков или добавочные позвонки
Данные дефекты формируют неправильное строение позвоночного столба ещё внутриутробно, что проявляется врожденным сколиозом у ребенка сразу при появлении на свет.
Дефекты строения позвонков и добавочные позвонки и полупозвонки иногда могут быть замечены на визуализации УЗИ или МРТ плода.
Шейное ребро
Дефект встречается у 0,5% новорожденных.
Патология характеризуется наличием фиброзных отростков на шейных позвонках (чаще – на 7-м, реже на 6-м). Может быть односторонним и двусторонним, эти ребра могут быть полными и неполными, истинными, напоминающими настоящие ребра и соединяющиеся с грудной клеткой, или ложными.
Внутриутробно шейные ребра могут быть замечены на УЗИ или картинке МРТ, если они достаточно развиты и формируются, как костные ткани настоящих ребер.
Совсем маленькие по размерам рудименты могут оставаться незамеченными и при рождении ребенка, и в более позднем возрасте.
30 декабря 2016
Источник