Entwicklung des Gastrointestinaltrakts

Der Gastrointestinaltrakt entwickelt sich aus dem entodermalen Darmrohr, das sich bildet, wenn sich der Embryo faltet und einen Teil des Dottersacks integriert. Das Rohr wird entlang seiner Länge in Vorderdarm, Mitteldarm und Enddarm regionalisiert, wobei jeder Abschnitt bestimmte Organe hervorbringt und von einer eigenen Arterie versorgt wird. Dieses Thema behandelt, wie sich das Verdauungsrohr und seine abgeleiteten Organe während der Entwicklung bilden und ihre regionale Identität erlangen.

Definition

Die Entwicklung des Gastrointestinaltrakts ist die Morphogenese des Verdauungskanals aus dem entodermalen Darmrohr – regionalisiert in Vorderdarm, Mitteldarm und Enddarm – zusammen mit seinen assoziierten Organen, durch Endoderm-Mesoderm-Signalgebung, regionale Musterbildung, Wachstum, Herniation und Rotation.

Scope

Der Eintrag behandelt den entodermalen Ursprung des Darmepithels, das splanchnische Mesoderm, das seine Muskel- und Bindegewebe bildet, die Unterteilung in Vorderdarm, Mitteldarm und Enddarm und deren Derivate, die physiologische Mitteldarmherniation und -rotation sowie die Knospung assoziierter Drüsenorgane wie Leber und Pankreas. Es handelt sich um eine entwicklungsbiologische Referenz innerhalb der Embryologie und enthält keine Anweisungen zur klinischen Behandlung.

Key concepts

• Entodermales Darmrohr
• Vorderdarm, Mitteldarm und Enddarm
• Regionale Musterbildung des Endoderms
• Beiträge des splanchnischen Mesoderms
• Physiologische Mitteldarmherniation und -rotation
• Leber- und Pankreasknospen
• Kloake und ihre Septierung

Mechanisms

Während der Embryo eine laterale und kraniokaudale Faltung durchläuft, wird der dorsale Teil des Dottersacks in das entodermale Darmrohr integriert, das von splanchnischem Mesoderm umgeben ist, welches die glatte Muskulatur und das Bindegewebe der Wand bilden wird. Reziproke Signalgebung zwischen Endoderm und angrenzendem Mesoderm mustert das Rohr entlang seiner anteroposterioren Achse in Vorderdarm, Mitteldarm und Enddarm, wobei jede Region unterschiedliche Programme exprimiert und charakteristische Organe hervorbringt (Zorn & Wells, 2009). Der Vorderdarm bildet Pharynx, Ösophagus, Magen und proximales Duodenum und knospt Leber, Gallenblase und Pankreas; der sich schnell verlängernde Mitteldarm durchläuft eine physiologische Herniation in die Nabelschnur, rotiert und kehrt in den Bauchraum zurück; der Enddarm bildet den distalen Kolon und trägt zur Septierung der Kloake bei (Moore et al., 2020; Sadler, 2018; Carlson, 2018).

Clinical relevance

Die Choreographie der Darmlängung, Herniation und Rotation sowie der Kloakenseptierung bildet den entwicklungsbiologischen Rahmen, innerhalb dessen Malrotationen, Atresien und verwandte Anomalien verstanden werden. Dieser Eintrag beschreibt diese Entwicklungsanatomie als Referenz und ist keine Grundlage für individuelle diagnostische oder therapeutische Entscheidungen.

History

Die klassische deskriptive Embryologie etablierte das Vorderdarm-Mitteldarm-Enddarm-Schema und die Beschreibung der Mittdarmrotation, die in Lehrbüchern weiterhin Standard sind (Moore et al., 2020; Sadler, 2018; Carlson, 2018). Die zeitgenössische Entwicklungsbiologie hat diese deskriptive Anatomie mit molekularen Mechanismen der Endodermbildung und regionalen Organspezifikation verbunden, die in integrativen Übersichtsartikeln zur Entwicklung des Wirbeltier-Endoderms zusammengefasst sind (Zorn & Wells, 2009).

Key figures

• Aaron Zorn
• James Wells
• Bruce M. Carlson
• Keith L. Moore

Seminal works

• zorn-wells-2009
• moore-2020
• sadler-2018

Frequently asked questions

Was sind die drei primären Abschnitte des sich entwickelnden Darms?

Das entodermale Darmrohr ist in Vorderdarm, Mitteldarm und Enddarm gegliedert; jeder Abschnitt bringt eine definierte Reihe von Organen hervor und wird von einer eigenen Arterie versorgt (der A. coeliaca, A. mesenterica superior bzw. A. mesenterica inferior).

Warum herniert der Mitteldarm während der Entwicklung?

Der Mitteldarm verlängert sich schneller, als die Bauchhöhle aufnehmen kann, so dass er vorübergehend in die Nabelschnur herniert, rotiert und dann in den Bauchraum zurückkehrt – eine normale Abfolge, die als physiologische Mitteldarmherniation bezeichnet wird.