Twarze tworzą się na bardzo wczesnych etapach embriologii. z www.shutterstock.com

Czy twoja twarz jest długa? Szeroki? Duży nos? Małe uszy? Wysokie czoło?

To nasze twarze charakteryzują to, jak postrzega nas świat i jak rozpoznajemy naszych bliskich przyjaciół i rodzinę. Jeśli masz szczęście urodzić się z bardzo symetryczną lub bardzo unikalną twarzą, być może zrobisz karierę jako model lub aktor.

Ale jak powstają nasze twarze – i co się dzieje, gdy coś idzie nie tak? Aby się tego dowiedzieć, musimy cofnąć się do wczesnych etapów życia.

Z zapłodnionej komórki

Podobnie jak ludzie, większość stworzeń w całym królestwie zwierząt ma natychmiast rozpoznawalną twarz. Charakterystyczne cechy, takie jak trąba słonia, długie szczęki i obfite ostre zęby krokodyla, zróżnicowane kształty i rozmiary ptasich dziobów oraz unikalny dziób dziobaka są wyraźne i rozpoznawalne.

Nasze twarze pojawiają się na najwcześniejszych etapach życia. I całkiem niewiarygodne, procesy, które dają początek wszystkim tym charakterystycznym twarzom – zwierzęcym i ludzkim – są wyjątkowo dobrze zachowane (to znaczy, nie zmieniły się zbytnio w ciągu historii ewolucji). Wśród ludzi i innych stworzeń o kręgosłupie (zwanych łącznie kręgowcami) geny i procesy biologiczne tworzące twarz są naprawdę bardzo podobne.

Wszystkie zwierzęta i ludzie zaczynają jako zapłodniona komórka. Poprzez tysiące podziałów komórkowych tworzą się i łączą tkanki, które ostatecznie tworzą czaszkę, szczęki, skórę, komórki nerwowe, mięśnie i naczynia krwionośne, tworząc naszą twarz. To są tkanki twarzoczaszki.

Twarz jest jedną z najwcześniejszych rozpoznawalnych cech, które tworzą się w zarodku, z przyszłym okiem, nosem, uchem i tkankami, które ostatecznie uformują górną i dolną szczękę. 7-8 tygodni w ludzkiej ciąży.

Połączenie dwóch stron

W szóstym tygodniu rozwoju człowieka zaszły główne procesy fuzji twarzy – obie strony rozwijającego się nosa połączą się zarówno ze sobą, jak iz tkanką, która stanie się górną wargą. Ta pierwsza fuzja (utworzenie „podniebienia pierwotnego”) ustala prawidłową anatomię twarzy i służy jako przewodnik strukturalny dla następnego dużego zdarzenia zespolenia – podniebienia wtórnego lub twardego.

Powstawanie twarzy – tkanki obejmujące przyszły nos i górną wargę (kolor czerwony), boki nosa (kolor niebieski) oraz szczękę górną i dolną (kolor zielony) powstają do 4 tygodnia rozwoju (A) i migrują i połączyły się, tworząc charakterystyczną „twarz” do 8 tygodnia rozwoju (D). Nowe spojrzenie na morfogenezę twarzoczaszki, CC BY

Podniebienie twarde powstaje jako dwie oddzielne „półki”, jedna z lewej strony zarodka, a druga z prawej. Półki te unoszą się i rosną razem, tworząc jedną ciągłą strukturę, ostatecznie oddzielając jamy nosa i zatoki od jamy ustnej. (Twarde podniebienie można wyczuć językiem – to podniebienie.)

Po zakończeniu tych procesów fuzji (około 9 tygodnia ciąży, nadal w pierwszym trymestrze), komórki twarzy nadal dynamicznie się poruszają, zmieniają kształt i przyjmują role funkcjonalne. Obejmuje to tworzenie szkieletu strukturalnego kości, dostarczanie tlenu i składników odżywczych przez naczynia krwionośne oraz kontrolowanie ruchów oczu i żuchwy przez mięśnie twarzy.

Czasami rzeczy idą na manowce

Oczywiście, biorąc pod uwagę niesamowitą złożoność i synchroniczność wymaganą, aby wszystkie te komórki i tkanki znalazły się we właściwej przestrzeni, być może jest bardzo zaskakujące, że w rozwoju twarzoczaszki nie dzieje się tak częściej niż w rzeczywistości.

Na całym świecie, 4-8% wszystkich dzieci rodzą się każdego roku z wadami jednego lub więcej narządów. Z tych dzieci, 75% wykazuje anomalię głowy lub twarzy.

Problemy mogą wystąpić z każdym typem komórek, które tworzą czaszkę, twarz, naczynia krwionośne, mięśnie, szczęki i zęby.

Jednak jedną z najczęstszych wad twarzoczaszki są rozszczepy podniebienia, w których podniebienie twarde nie zrasta się prawidłowo, przez co dzieci (około 1 na 700 na całym świecie) mają dużą przerwę między przewodami nosowymi a ustami.

Chociaż stosunkowo łatwo korygowane przez przeszkolonych chirurgów rekonstrukcyjnych w systemach opieki zdrowotnej pierwszego świata, nadal niezbędna jest znacząca bieżąca opieka zdrowotna.

Często wymagane są usługi takie jak patologia mowy i poradnictwo psychologiczne. Dzieci mogą również potrzebować pomocy medycznej w celu poprawy słuchu, ponieważ problemy z kościami ucha środkowego często wiążą się z innymi wadami twarzoczaszki.

Późniejsze operacje korekcji wad mięśni nie są tanie – zakładając oczywiście, że takie chirurgiczne i pokrewne zdrowie jest w pierwszej kolejności dostępne dla jednostki. Często nie dzieje się tak poza pierwszym światem.

Zrozumienie, dlaczego występują problemy problems

Aby zmniejszyć zarówno nasilenie, jak i częstość występowania wad twarzoczaszki, naukowcy wykorzystują systemy modeli zwierzęcych – w szczególności zarodki myszy, kurczaka, żaby i danio pręgowanego – aby spróbować odkryć przyczyny występowania tych wad.

Spośród wszystkich wad twarzoczaszki 25% przypisuje się (przynajmniej częściowo) czynnikom środowiskowym, takim jak palenie tytoniu, nadużywanie alkoholu lub narkotyków, toksyczne metale i infekcje u matki (takie jak salmonella lub różyczka) podczas ciąża.

Około 75% wszystkich wad twarzoczaszki jest związanych z czynnikami genetycznymi. Ponieważ większość genów kontrolujących rozwój twarzoczaszki u zwierząt robi to również u ludzi, wykorzystanie tych modeli zwierzęcych pomaga nam lepiej zrozumieć rozwój ludzkiego podniebienia i sposób, w jaki zaangażowane są określone geny.

Ostatecznie praca ta może doprowadzić do nowych strategii profilaktyki i leczenia, na przykład uzupełnienia diety matki o korzystne składniki odżywcze i witaminy.

Przykładem takiej interwencji jest folian witaminy B, stosowany do redukcji wad cewy nerwowej, takich jak rozszczep kręgosłupa. Obowiązkowe wzbogacanie żywności kwasem foliowym w USA w latach 1999-2000 spowodowało zmniejszenie o 25-30% ciężkich wad cewy nerwowej, co jest wyraźnie wyjątkowym wynikiem dla noworodki i ich rodziny.

Dzięki lepszemu zrozumieniu procesów genetycznych, które kierują wzrostem twarzy, zostaną zidentyfikowane dalsze korzystne czynniki, które można bezpiecznie podawać ciężarnym matkom i zapewnić znacznie lepszy start w życie dzieciom, które w przeciwnym razie mogłyby urodzić się z zaburzeniami twarzoczaszki.

O autorze

Sebastian Dworkin, Lider Grupy, Laboratorium Genetyki Rozwojowej, Uniwersytet Trobe

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon