EMBRIOLOGI: SEJARAH, BIDANG STUDI DAN CABANG - BIOLOGI - 2025

The embriologi (dari bahasa Yunani: embryon = buah di dalam rahim; logo = perjanjian), hewan (termasuk manusia), adalah studi tentang semua hal yang berkaitan dengan pengembangan, sejak pembentukan zigot kelahiran.

Perkembangan dimulai ketika sel telur dibuahi oleh sperma, membentuk zigot. Telur dan sperma adalah gamet. Mereka dibentuk oleh gametogenesis di ovarium betina dan testis jantan.

Sumber: pixabay.com

Produksi gamet terjadi melalui proses pembelahan sel yang disebut meiosis. Dalam proses ini, empat sel, atau gamet, terbentuk yang memiliki setengah kromosom (N = haploid) yang dimiliki sel somatik (2N = diploid). Zigot memiliki setengah kromosom dari ibu dan separuh lainnya dari ayah. Oleh karena itu, diploid.

Pengetahuan tentang bagaimana perkembangan normal embrio dan janin terjadi, dan penyebab cacat bayi saat lahir, sangat membantu dalam meningkatkan kemungkinan perkembangan normal. Misalnya, sekarang mungkin untuk memperbaiki cacat tertentu pada janin dengan pembedahan.

Sejarah embriologi

Embriologi di zaman kuno dan hingga Abad Pertengahan

Pada tahun 3000 a. C., orang Mesir mengira bahwa dewa matahari, Aten, menciptakan kuman pada wanita, benih pada pria, dan memberi kehidupan pada bayi di dalam wanita.

Pada tahun 1416 a. C., sebuah risalah Hindu tentang embriologi, yang ditulis dalam bahasa Sansekerta, menjelaskan bahwa, suatu hari setelah hubungan seksual, embrio (Kalada) terbentuk, yang diikuti oleh pembentukan vesikel (setelah 7 malam), suatu massa yang kokoh. (setelah satu bulan), kepala (setelah dua bulan) dan anggota badan (setelah tiga bulan).

Pythagoras (570–495 SM), mengusulkan agar ayah memberikan karakteristik esensial dari keturunannya, yang dikenal sebagai "spermisme". Hippocrates, 460–377 a. C., menyatakan bahwa perkembangan embrio ayam bisa serupa dengan manusia.

Aristoteles (384-322 SM) menulis risalah tentang embrio ayam dan hewan lainnya. Karena itu, ia dianggap sebagai pendiri embriologi.

Claudius Galenus (129–216 SM) menulis risalah tentang pembentukan janin, menjelaskan struktur seperti plasenta, amnion, dan allantois.

Samuel-el-Yehudi, ~ 200 M, menjelaskan perkembangan embrio dengan membedakan enam tahap, dari embrio tak berbentuk hingga janin.

Embriologi dari Renaissance hingga abad ke-18

Leonardo da Vinci (1452–1519), dengan membedah rahim wanita hamil, membuat gambar janin dengan sangat tepat.

William Harvey (1578–1657), percaya bahwa sperma memasuki rahim dan bermetamorfosis, berubah menjadi telur dan kemudian embrio.

Marcello Malpighi (1628–1694) dan Jan Swammerdam (1637–1680), melalui pengamatan mikroskop, memberikan informasi yang mereka dalilkan mendukung teori preformisme, yang menyatakan bahwa air mani mengandung seluruh manusia.

Regnier de Graaf (1641-1643), membedah dan mengamati ovarium berbagai spesies mamalia, termasuk manusia, menggambarkan corpus luteum (folikel Graafian).

Casper Friedrich Wolff (1733–1794), dalam terbitan 1759 Theory of Generation, berpendapat bahwa organ tubuh tidak ada sebelum kehamilan, tetapi terbentuk secara bertahap dari bahan yang tidak terdiferensiasi.

Lázaro Spallanzani (1729-1799), melakukan tes fertilisasi in vitro pada amfibi, dan inseminasi pada anjing, menyimpulkan bahwa oosit dan air mani diperlukan untuk memulai perkembangan individu.

Heinrich Christian Pander (1794–1865), mengamati perkembangan awal embrio ayam, menggambarkan tiga lapisan kuman: ektoderm, mesoderm, endoderm.

Embriologi modern

Karl Ernst von Baer (1792–1876), menegaskan bahwa air mani mengandung jutaan sel yang bergerak, yang disebutnya sperma. Selain itu, ia menemukan oosit ovarium mamalia, zigot di tuba falopi, dan blastokista di rahim. Karena itu, ia dianggap sebagai pendiri embriologi modern.

Hans Spemann (1869–1941), memperkenalkan konsep induksi dalam perkembangan embrio, yang menurutnya identitas sel tertentu mempengaruhi perkembangan sel lain di lingkungannya. Spermann menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Kedokteran pada tahun 1935.

Patrick Steptoe (1913–1988), dan Robert Edwards (1925–), adalah ginekolog dan ilmuwan yang memungkinkan kelahiran Louise Brown pada 1978, bayi pertama yang dihasilkan melalui fertilisasi in vitro.

Edward Lewis (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–), dan Eric F. Wieschaus (1947–) dianugerahi Penghargaan Nobel dalam bidang fisiologi dan kedokteran pada tahun 1995 atas penemuan gen yang mengontrol perkembangan embrio.

Ian Wilmut (1944–) dan rekan-rekannya adalah orang pertama yang mentransfer inti sel dewasa yang terdiferensiasi untuk menghasilkan klon mamalia, domba bernama Dolly, yang lahir pada tahun 1996.

Cabang embriologi

Embriologi dibagi menjadi embriologi umum, embriologi sistemik, embriologi deskriptif, embriologi komparatif, embriologi eksperimental, embriologi kimia, dan teratologi.

Embriologi umum

Kajian perkembangan dari pembuahan dan pembentukan zigot, melalui pembentukan dan implantasi blastokista, pembentukan embrioblas, hingga pembentukan embrio. Peristiwa ini berlangsung selama delapan minggu dan dibagi menjadi periode pra-embrionik dan embrio.

Embriologi sistemik

Studi tentang perkembangan organ dan sistem selama tahap embrio.

Embriologi deskriptif

Mempelajari, dari observasi dan deskripsi langsung, tahapan perkembangan embrio.

Embriologi komparatif

Perbandingan perkembangan embrio berbagai spesies hewan. Cabang ini terkait dengan biologi komparatif dan integratif, yang pada tahun sembilan puluhan muncul biologi perkembangan evolusioner, yang dikenal sebagai evo-devo.

Embriologi eksperimental

Eksperimen dengan hewan laboratorium (tikus, tikus, amfibi, dll.) Untuk mempelajari perkembangan embrio.

Embriologi kimia

Studi biokimia dari blastokista, embrio dan janin sampai saat kelahiran.

Teratologi

Studi tentang pengaruh agen infeksius, zat kimia, radiasi, dan faktor eksternal lainnya yang mengubah morfologi dan fungsi janin.

Embriologi manusia

Pada manusia, tiga tahap perkembangan prenatal telah dijelaskan: 1) periode pra-embrio, dari konsepsi hingga minggu kedua; 2) masa pembentukan embrio, dari minggu kedua sampai minggu kedelapan; 3) masa janin, dari minggu kesembilan sampai kelahiran.

Secara umum, perkembangan prenatal manusia melibatkan pembentukan: 1) embrio; 2) plasenta; 3) selaput janin; 4) rongga tubuh dan diafragma; 5) sistem otot, rangka, pernapasan, kardiovaskular, pencernaan, kemih, reproduksi, dan saraf; 6) kepala dan leher; 7) mata dan telinga.

Tahapan penting perkembangan embriologis

Pembentukan embrio, plasenta, dan selaput janin

Setelah zigot terbentuk, ia mulai membelah melalui mitosis, dan meningkatkan jumlah sel tanpa menambah ukurannya. Sel-sel zigot disebut blastomer. Ketika 12 sel tercapai, morula terbentuk. Kemudian ini membentuk blastokista, yaitu bola berongga yang berisi cairan.

Blastokista memiliki massa sel internal di satu kutub. Dikelilingi oleh lapisan tipis sel yang disebut trofoblas, yang bertanggung jawab untuk menempelkannya ke dinding rahim, akhirnya membentuk bagian janin dari plasenta.

Rongga ketuban dan korionik mengelilingi embrio. Dindingnya membentuk selaput janin. Massa bagian dalam sel, melalui gastrulasi, cakram embrio bilaminar, dibentuk oleh epiblast (kemudian ektoderm) dan hipoblas (kemudian endoderm). Ektoderm membedakan dan membentuk lapisan ketiga: mesoderm.

Mesoderm membentuk tulang, jaringan ikat, tulang rawan, sistem kardiovaskular, limfatik dan reproduksi, ginjal, dermis kulit, dan struktur lainnya. Ektoderm membentuk sistem saraf. Endoderm membentuk saluran gastrointestinal, paru-paru, dan saluran pernapasan.

Setelah delapan minggu, sebagian besar organ dan sistem telah terbentuk, tetapi belum matang.

Pembentukan rongga tubuh dan diafragma

Pada minggu keempat, embrio berbentuk tiga dimensi dan memperlihatkan lipatan sebagai hasil dari pembentukan tabung usus. Selom, atau rongga tertutup, terbentuk di dalam embrio yang berasal dari lapisan somatik dan viseral dari pelat lateral mesoderm.

Lapisan mesodermal somatik membentuk membran serosa parietal, sedangkan lapisan mesodermal splanknikus membentuk membran serosa viseral. Ketika embrio terlipat, penyatuan dengan rongga korionik hilang dan rongga terbentuk dari daerah panggul ke daerah toraks.

Selom menimbulkan rongga perikardial, pleura, dan peritoneal. Septum transversal membagi rongga menjadi dua: rongga toraks dan rongga perut (atau peritoneum). Namun, komunikasi antara kedua rongga tersebut tetap terjaga melalui kanal pericardioperitoneal yang memiliki selaputnya sendiri.

Membran yang baru dinamai membagi rongga dada menjadi rongga perikardial dan rongga pleura, dan disebut lipatan pleuroperikardial. Dari hari ke dua puluh satu hingga minggu kedelapan, gigi berlubang terbentuk.

Diafragma terbentuk terutama dari septum transversal dan membran pleuroperitoneal. Septum transversal berasal dari tingkat serviks sekitar hari kedua puluh dua. Ia menerima persarafannya dari saraf tulang belakang C3 - C5.

Pelatihan sistem otot, rangka, pernapasan, dan kardiovaskular

Sebagian besar otot berasal dari mesoderm paraxial. Tiga jenis otot rangka terbentuk, polos dan jantung. Otot rangka berasal dari somit, lapisan somatopleurik pelat lateral, dan puncak saraf. Otot polos jeroan. Saluran pencernaan dan otot jantung mesoderm splanknikus.

Mesoderm membentuk sebagian besar tulang dan tulang rawan. Sel sklerotom membentuk vertebra individu. Dalam perkembangan tengkorak, dua bagian terbentuk: neurokranium dan viscerokranium. Tulang rusuk terbentuk dari osifikasi prekursor tulang rawan. Pengerasan tulang panjang menandai akhir dari periode embrio.

Perkembangan sistem pernafasan dibagi menjadi lima tahap: 1) embrio, tunas awal dan percabangan; 2) pseudoglandular, percabangan penuh; 3) kanikular, tabung bronkial terminal; 4) sakular, kantung terminal dan kapiler bersentuhan; 5) alveolar, 8 bulan, perkembangan lengkap sawar darah-udara.

Perkembangan sistem kardiovaskular dimulai dengan pembentukan tabung jantung. Kemudian terjadi sekat, pemisahan menjadi atrium, ventrikel, dan pembuluh darah besar. Pemisahan melibatkan pembentukan dua septa, yang tidak sepenuhnya tertutup sampai lahir.

Pembentukan sistem pencernaan, kemih, reproduksi, dan saraf

Perkembangan sistem pencernaan dimulai ketika lapisan germinal embrio awal melipat ke lateral dan sefalokaudal. Ini mendorong membran vitelline ke dalam embrio, sehingga membentuk saluran usus, yang terbagi menjadi anterior (faring masa depan), tengah (esofagus masa depan), dan posterior (duodenum masa depan, usus, usus besar, dan saluran anus).

Sistem saluran kemih dan reproduksi dapat dianggap sebagai satu kesatuan karena memiliki asal embriologis yang sama dan berbagi saluran yang sama. Kedua sistem berkembang dari mesoderm perantara, yang membentuk puncak urogenital, terbagi menjadi korda nefrogenik dan puncak gonad.

Tali pusat nefrogenik memunculkan pronephros, mesonephros, dan metanephros, yang terlibat dalam pembentukan ginjal. Sistem genital berkembang dari puncak gonad. Perkembangan sistem reproduksi wanita atau pria bergantung pada pasangan kromosom seks.

Sistem saraf berkembang pada minggu ketiga sejak ektoderm. Awalnya, tabung saraf terbentuk, lipatannya membentuk puncak saraf. Sebuah sumsum tulang belakang terbentuk yang memiliki tiga lapisan: neuroepithelial, mantel, zona marginal. Selanjutnya, vesikula dari telencephalon, diencephalon, otak tengah, metancephalon, dan otak tengah terbentuk.

Perkembangan kepala, leher, mata dan telinga

Sebagian besar kepala kepala dan leher terbentuk dari lengkungan faring, kantung dan alur, serta dari membran faring. Struktur ini membentuk aparatus faring dan memberikan penampilan yang khas pada embrio pada minggu keempat perkembangannya.

Lengkungan faring dibentuk oleh mesoderm mesomer dan sel-sel krista saraf, yang dibedakan menjadi: 1) otot dan arteri; 2) tulang dan jaringan ikat. Kantung faring terdiri dari invaginasi endoderm yang berbatasan dengan foregut.

Sulkus faring terdiri dari invaginasi ektoderm. Itu terletak di antara lengkungan faring. Membran faring terdiri dari ektoderm, mesoderm, dan endoderm. Mereka terletak di antara lengkungan faring.

Telinga terdiri dari: telinga bagian dalam, telinga tengah, telinga luar. Menjelang minggu keempat, telinga bagian dalam berkembang dari lempeng otic ektoderm, yang berinvaginasi membentuk bagian utricular dan saccular. Telinga tengah dan luar berasal dari lengkung faring pertama dan dari sel neuroglial.

Mata berasal dari vesikula optik, yang terbentuk dari bagian lateral otak depan pada awal minggu keempat.

Referensi

1. Amundson, R. 2005. Perubahan peran embrio dalam pemikiran evolusi: struktur dan sintesis. Cambridge, Cambridge.
2. Coward, K., Wells, D. 2013. Buku teks embriologi klinis. Cambridge, Cambridge.
3. Dudek, RW 2014. Embriologi. Wolters Kluwer, Philadelphia.
4. Lambert, HW, Wineski, LE 2011. Ulasan Tanya Jawab bergambar Lippincott tentang anatomi dan embriologi. Wolters Kluwer, Philadelphia.
5. Lisowski, F. P, ​​Oxnard, CE 2007. Istilah anatomi dan turunannya. World Scientific, Singapura.
6. Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embriologi: teks berwarna bergambar. Churchill Livingstone, Edinburgh.
7. Moore, KL, Persaud, TVN, Torchia, MG 2013. Manusia yang sedang berkembang: embriologi berorientasi klinis. Saunders, Philadelphia.
8. Moore, LM, Persaud, TVN, Torchia, MG 2016. Sebelum kita lahir: dasar embriologi dan cacat lahir. Elsevier, Philadelphia.
9. Singh, V. 2012. Buku teks embriologi klinis. Elsevier, Deli Baru.
10. Webster, S., de Wreede, R. 2016. Sekilas tentang embriologi. Wiley, Chichester.