Entwicklung von Auge und Ohr

Auge und Ohr, die wichtigsten speziellen Sinnesorgane, entstehen durch das Zusammenspiel mehrerer embryonaler Gewebeschichten. Das Auge beginnt als Ausstülpung des sich entwickelnden Vorderhirns (die Augenblase), die eine darüber liegende Linsenplakode induziert, während das Innenohr aus einer Verdickung des Oberflächenektoderms, der Ohrplakode, hervorgeht. Dieses Thema behandelt die embryonalen Ursprünge und die Morphogenese von Auge und Ohr.

Definition

Die Entwicklung von Auge und Ohr ist die Morphogenese der visuellen und auditorisch-vestibulären Sinnesorgane – des Auges aus dem vom Vorderhirn stammenden optischen Neuroektoderm zusammen mit einer Linsenplakode, und des Innenohrs aus einer Ohrplakode des Oberflächenektoderms – durch induktive Gewebeinteraktionen, Invagination und progressive Differenzierung.

Scope

Der Eintrag behandelt den neuroektodermalen Ursprung der Netzhaut und der optischen Strukturen, den Oberflächenektoderm-Ursprung der Linse über die Plakodeninduktion, die Bildung des Innenohrs aus der Ohrplakode und deren Differenzierung in Cochlea- und Vestibularapparat sowie die Beiträge des umgebenden Mesenchyms und der Neuralleiste. Es handelt sich um eine entwicklungsbiologische Referenz innerhalb der Embryologie und enthält keine Anweisungen zur klinischen Behandlung.

Key concepts

• Augenblase und Augenbecher
• Linsenplakode und Induktion
• Neuroektodermaler Ursprung der Netzhaut
• Bestimmung des Zellschicksals der Netzhaut
• Ohrplakode und Ohrblase (Otozyste)
• Cochleäre und vestibuläre Differenzierung
• Plakodeninduktion durch umgebende Gewebe

Mechanisms

Das Auge entsteht als Augenblase, eine Ausstülpung des Vorderhirn-Neuroektoderms, die das Oberflächenektoderm kontaktiert und es zur Bildung der Linsenplakode induziert; die Blase invaginiert dann zu einem doppelwandigen Augenbecher, dessen innere Schicht zur neuralen Netzhaut und äußere Schicht zum retinalen Pigmentepithel wird, während sich die Linsenplakode abschnürt, um die Linse zu bilden (Graw, 2003; Moore et al., 2020). Innerhalb der Netzhaut bilden multipotente Vorläuferzellen in einer regulierten Reihenfolge die verschiedenen neuronalen und glialen Zelltypen (Bassett & Wallace, 2012). Das Innenohr entsteht unabhängig als Ohrplakode, eine Verdickung des Oberflächenektoderms neben dem Rautenhirn, die durch Signale aus angrenzenden Geweben induziert wird; die Plakode invaginiert zur Ohrblase (Otozyste), die sich zum Cochleargang und zum vestibulären Labyrinth entwickelt (Sai & Ladher, 2015; Sadler, 2018).

Clinical relevance

Die Abhängigkeit der Augen- und Ohrenbildung von präzise getakteten induktiven Interaktionen bildet die entwicklungsbiologische Grundlage vieler angeborener sensorischer Anomalien, und die beteiligten genetischen Netzwerke werden im Kontext angeborener Augenfehler besprochen (Graw, 2003). Dieser Eintrag beschreibt die Entwicklungsanatomie als Referenz und ist keine Grundlage für individuelle diagnostische oder Behandlungsentscheidungen.

History

Der induktive Ursprung der Linse aus der Augenblase ist ein klassisches Beispiel in der experimentellen Embryologie, und die Plakodenursprünge von Auge und Ohr sind in Standardlehrbüchern kodifiziert (Moore et al., 2020; Sadler, 2018). Die molekulare Entwicklungsbiologie hat seither die Gennetzwerke der Augenbildung und angeborener Augenfehler (Graw, 2003), die Vorläuferlogik der Bestimmung des Zellschicksals der Netzhaut (Bassett & Wallace, 2012) sowie die Induktion und Morphogenese der Ohrplakode (Sai & Ladher, 2015) detailliert beschrieben.

Key figures

• Jochen Graw
• Valerie Wallace
• Raj Ladher

Seminal works

• graw-2003
• sai-ladher-2015
• bassett-wallace-2012

Frequently asked questions

Aus welchem Gewebe entwickelt sich die Netzhaut?

Die Netzhaut entwickelt sich aus dem Neuroektoderm: Die Augenblase, eine Ausstülpung des Vorderhirns, invaginiert zum Augenbecher, dessen innere Schicht die neurale Netzhaut und äußere Schicht das retinale Pigmentepithel bildet.

Woher stammt das Innenohr?

Das Innenohr entsteht aus der Ohrplakode, einer Verdickung des Oberflächenektoderms neben dem Rautenhirn, die zur Ohrblase invaginiert und sich dann in die cochleären und vestibulären Teile des häutigen Labyrinths differenziert.