TURUNAN MESODERM

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

– Akan berdiferensiasi menjadi :

• DermatomDerma

• Miotomotot skelet – Somitomer – Somit (miotom) – Hipomer

• sklerotom

• Mesoderm intermedier : sist. Urogenitalia

Tergantung hewan

Jantung &

Pembuluh darah

• Perkembangan sistem kardiovaskular embrio dengan mempertimbangkan:

– Kebutuhan supply oksigen , nutrisi, materi lain untuk pertumbuhan – Pengeluaran CO₂dan 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

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

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 digantikan

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

LENGKUNG AORTA PADA HEWAN DEWASA Ikan:3,4,5,6

Anura; 3,4,6 Reptil: 3,4,6

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.

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

• 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

• 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.

POLA DASAR SISTEM VENA Perhatikan:

Precava

Postcava: 2 atau 1 anura

Pembentukan jantung

• Dibentuk dari mesoderm

• Dimulai dengan bentuk tabung

• Pembentukan ruang-ruang pada jantung

• Pembuluh darah: arteri dan vena

• 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

Pembentukan jantung pada Aves : berasal dari mesoderm splanknik,

membentuk 2 tabung endotel  bersatu membentuk primordium jantung

Sayatan melintang melalui daerah pembentukan jantung pada embrio ayam dari 25 jam, 26 jam, 28 jam dan 29 jam inkubasi

Dua sumber populasi mesoderm yang berperan

dalam pembentukan miokardium jantung

Jantung dibangun oleh beberapa tipe turunan sel

pericardium endocardium

myocardium

conduction system valves (cushions)

epicardium

coronary vessels

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

Perkembangan

Jantung

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

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)

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

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

Overriding Aorta & VSD, Eric Jaehnig

Persistent Truncus Arteriosus

& VSD Bmp4 cond. KO