Mesoderm und seine Derivate

Das Mesoderm ist die mittlere der drei primären Keimblätter und bildet die meisten strukturellen und zirkulatorischen Gewebe des Körpers – Muskeln, Knochen, Bindegewebe, Herz und Blutgefäße, Blut, Nieren und Keimdrüsen. Nach der Gastrulation organisiert es sich in Längssäulen auf beiden Seiten der Mittellinie, von denen jede einen charakteristischen Satz von Derivaten hervorbringt.

Definition

Das Mesoderm ist das mittlere Keimblatt, das während der Gastrulation gebildet wird; es bildet das axiale und appendikuläre Skelett, die Skelett-, Herz- und glatte Muskulatur, Bindegewebe, das kardiovaskuläre und lymphatische System und Blut, das Urogenitalsystem und die serösen Häute.

Scope

Dieses Thema behandelt die Bildung des intraembryonalen Mesoderms, seine Unterteilung in paraxiale, intermediäre und Seitenplatten-Säulen, die Segmentierung des paraxialen Mesoderms in Somiten und die wichtigsten Gewebe, die jede mesodermale Region bildet. Es handelt sich um eine Referenzdarstellung des Schicksals der Keimblätter und bietet keine klinische Anleitung.

Core questions

• Wie bildet sich das intraembryonale Mesoderm während der Gastrulation?
• Wie wird es in paraxiales, intermediäres und Seitenplattenmesoderm unterteilt?
• Wie segmentiert sich das paraxiale Mesoderm in Somiten?
• Welche Gewebe leiten sich von jeder mesodermalen Region ab?

Key concepts

• Paraxiales Mesoderm und Somiten
• Intermediäres Mesoderm
• Seitenplattenmesoderm (somatische und splanchnische Schichten)
• Axiales Mesoderm (Chorda dorsalis)
• Sklerotom, Myotom und Dermatom
• Intraembryonales Zölom
• Kardiovaskuläre und urogenitale Ursprünge

Key theories

Dorsal-ventrale Mesoderm-Musterbildung durch BMP und seine Antagonisten

Ein Gradient der BMP-Aktivität, dem von Organisator-abgeleitete Antagonisten wie Noggin entgegenwirken, dorsalisiert das Mesoderm; hohe BMP-Werte führen zu ventralem (z. B. blutbildendem) Mesoderm und BMP-Inhibition zu dorsalem (z. B. axialem und somitischem) Mesoderm.

Mechanisms

Das Mesoderm entsteht, wenn Epiblastzellen durch den Primitivstreifen eindringen und sich zwischen Ektoderm und Endoderm ausbreiten. Mediolateral organisiert es sich in drei Säulen: das paraxiale Mesoderm, das die Mittellinie flankiert, das intermediäre Mesoderm und das Seitenplattenmesoderm. Das paraxiale Mesoderm segmentiert rhythmisch in gepaarte Somiten, die sich zu Sklerotom (Wirbel und Rippen), Myotom (Skelettmuskulatur) und Dermatom (Dermis des Rückens) differenzieren. Das intermediäre Mesoderm bildet die Nieren und Keimdrüsen mit ihren Gängen. Das Seitenplattenmesoderm spaltet sich in eine somatische (parietale) Schicht, die zur Körperwand und zum Bindegewebe der Gliedmaßen beiträgt, und eine splanchnische (viszerale) Schicht, die zum Herzen, zur glatten Muskulatur und zum Bindegewebe des Darms sowie zu den Blutgefäßen beiträgt; die Höhle zwischen ihnen wird zum intraembryonalen Zölom. Die dorsoventrale Identität innerhalb des Mesoderms wird durch einen BMP-Gradienten festgelegt, der durch Organisator-Antagonisten wie Noggin und Chordin entgegengewirkt wird.

Clinical relevance

Der gemeinsame mesodermale Ursprung von Skelett, Muskeln, Herz, Nieren und Keimdrüsen erklärt, warum einige Fehlbildungsmuster mehrere dieser Systeme gleichzeitig betreffen, und die segmentale (somitische) Organisation der Wirbel und der Körperwandmuskulatur spiegelt sich in klinischen Dermatomen und Myotomen wider. Dieser Eintrag beschreibt die Entwicklungsursprünge als Referenz und ist keine Grundlage für Diagnose oder Behandlung.

Evidence & guidelines

Die hier dargestellten Informationen basieren auf experimenteller und molekularer Entwicklungsbiologie in Wirbeltiermodellen und Standardlehrbüchern der menschlichen Embryologie, zusammengefasst in Übersichtsartikeln zur Gastrulation und Mesoderm-Musterbildung, und nicht auf klinischen Leitlinien.

History

Die klassische Embryologie erkannte das mittlere Keimblatt und seine säulenartige Organisation, und Schicksalskartenstudien bei Amnioten beschrieben detailliert, wie streifenabgeleitete Zellen die paraxialen, intermediären und Seitenplattenbereiche besiedeln. Molekulare Arbeiten in den 1990er Jahren, einschließlich der Klonierung von Organisator-Antagonisten wie Noggin, klärten, wie die BMP-Signalgebung und ihre Inhibitoren das Mesoderm entlang der dorsoventralen Achse mustern.

Key figures

• Patrick Tam
• Lilianna Solnica-Krezel
• Richard Harland
• Olivier Pourquié

Seminal works

• smith-1992-noggin
• tam-behringer-1997
• solnica-krezel-2012

Frequently asked questions

Welche Gewebe stammen aus dem Mesoderm?

Skelett-, Herz- und glatte Muskulatur; Knochen, Knorpel und anderes Bindegewebe; Herz, Blutgefäße, Blut und Lymphgefäße; Nieren und Keimdrüsen; und die serösen Häute, die die Körperhöhlen auskleiden.

Was sind Somiten?

Somiten sind die gepaarten, segmentalen Blöcke, die durch die Segmentierung des paraxialen Mesoderms entstehen; sie differenzieren sich zu Sklerotom (Wirbel und Rippen), Myotom (Skelettmuskulatur) und Dermatom (Dermis des Rückens).