Pealetung

Pealetung või sisseränne "Rakkude liikumine" on gastrulatsiooni raku liikumine ja seega embrüonaalne arenguetapp. Võimaliku endodermi, s.o välise idulehe rakud migreeruvad blastulasse. Rakkeliikumise vead idulehtede varajases arengus põhjustavad enamikul juhtudel raseduse katkemist.

Mis on sissetung?

Gastrulatsioon on embrüogeneesi faas. Inimestel hõlmab see faas blastotsüsti tungimist ja kolme idulehe moodustamist. Põhimõtteliselt järgib kõigi neljarakurakkude gastrulatsioon samu põhiprintsiipe, kuid võib olenevalt liigist veidi erineda.

Gastratsiooni iseloomustavad mitmed raku liikumised. Lisaks intussusceptsioonile, involutsioonile, delaminatsioonile ja epibolismile on sissetung ülioluline protsess idukihtide moodustamiseks ja seega varase embrüonaalse arengu jaoks.

Sisserännet tuntakse ka sisserändena. Rakkude liikumise ajal migreeruvad tulevase endodermi rakud blastulisse, et seejärel pigistada need delaminoimise käigus blastokolbi. Gastratsiooni rakkude liikumist ei ole veel lõplikult uuritud.

Funktsioon ja ülesanne

Gastratsiooni ajal muutub blastotsüst kahekihiliseks struktuuriks, mis koosneb sisemisest ja välimisest idulehest. Neid idulehte nimetatakse endodermiks ja ektodermiks. Esimesed rakujagunemisprotsessid muudavad blastotsüsti kõikvõimase koe üha spetsiifilisemateks rakuagregaatideks, millest lõpuks moodustuvad embrüo üksikud elundid ja koed.

Migratsiooniprotsesside ja nihkeprotsesside kaudu surutakse endodermi ja ektodermi vahele nn mesoderm. Selle tulemuseks on kolm idulehte, mis sisaldavad elundispetsiifilisi kudesid keha individuaalsete struktuuride arendamiseks.

Esimest gastrulatsiooniprotsessi iseloomustab sissetungimise rakkude liikumine. Tulevane endoderm muutub blastula blastocoeliks. Sellele järgneb rakkude involutsiooni liikumine, mille käigus tulevane endoderm rullub üles. Nn sissetung või sisseränne järgib neid protsesse.

Selle raku liikumisega migreeruvad endodermi rakud. Rakud muudavad oma positsiooni või suhtelist positsiooni. Tähelepanu keskmes on embrüo mesenhümaalsed rakud. EMT (epiteeli-mesenhümaalne üleminek) ajal eralduvad primaarsed mesenhümaalsed rakud epiteelist ja muutuvad mesenhüümirakkudeks, mis saavad vabalt migreeruda.

Sissesurumise mehhanism pole veel täielikult teada. Uuringud on olemas näiteks merisiilil. Uuringute kohaselt toimub raku sissetungimise võimaldamiseks kolm erinevat protsessi: Epiteeli primaarsed mesenhümaalsed rakud muudavad oma afiinsuse naabruses olevate epiteelirakkude suhtes, mis jäävad primitiivsesse triibusse. Lisaks muudavad rakud sissetungi ajal ilmselt oma afiinsust nende apikaalse külje vastas asuva hüaliinikihiga. Rakud kitsendatakse apikaalsest küljest, mille tulemusel nad muudavad tsütoskeleti järsu restruktureerimise teel oma sisemise rakulise struktuuri. Siis muutub rakkude liikuvus. See suurendab ka afiinsust blastokoeli joondava basaalkihi suhtes. Rakkude sisseränne blastokoloni on lõppeesmärk.

Nüüd on iseloomustatud rakkude adhesiooniomadusi. Kui tulevane primaarne mesenhümaalne rakk kaotab oma afiinsuse hüaliinikihi suhtes, suureneb selle afiinsus basaalse substraadi suhtes.

Kuidas rakud tungivad keldrimembraani tungimise ajal, pole veel selgitatud. Keldrimembraan on lahti maatriks, nii et rakud pigistatakse oletatavasti maatriksist. On spekuleeritud, et rakud võiksid kasutada ka proteinaasi. Ingressiooni ajal aktiveeritakse arvukad transkriptsioonifaktorid, eriti β-kateniin ja kasvufaktori retseptor VEGFR. Tõenäoliselt on üksikute rakkude hõlvamine hõlpsam, kuna nende naaberrakud läbivad samal ajal sissetungimise.

Sissetungimisele järgneb delamineerimine, mille käigus blastula rakud suruvad endodermi rakud blastokoeliks.

Haigused ja tervisehäired

Embrüonaalse arengu häireid võivad esile kutsuda sisemised tegurid ja välised tegurid, näiteks saasteained. Sellist viga ei märka rase naine esimestel päevadel pärast munaraku viljastamist. Sageli toimub märkamatult raseduse katkemine vahetult pärast viljastamist. Selle stsenaariumi korral ei siirdu muna isegi. Asjaomasel isikul sümptomeid ei esine.

See muutub kolmanda arengunädala algusest peale. Sellest hetkest alates on sündimata laps vastuvõtlik väliste saasteainete suhtes. Eriti kolme idulehe arendamisel võivad saasteained nagu keemilised või orgaanilised noxae põhjustada arvukalt vigu, millel võivad olla tõsised tagajärjed. Rakkude migratsiooni vead, näiteks sissetungimine, võivad näiteks põhjustada üksikute idulehtede jaoks ebanormaalselt palju rakke.

β-kateniin mängib olulist rolli sissetungimisel ja selle probleemivabal protsessil. Kui β-kateniin on oma funktsioonis blokeeritud kahjulike mõjude või kehasiseste protsesside kaudu, ilmneb rakkude migratsioonil patoloogiline tulemus. Sellisel juhul ei saa idulehed enam areneda. Selle tulemus on raseduse katkemine.

Häired tekivad ka siis, kui β-kateniin on ülepakkunud. Sel juhul läbib ingressiooni rakkude migratsiooni liiga palju rakke. Seega on delamineerimise ajal saadaval võimaliku ektodermi rakkude ülepakkumine. Sõltuvalt ülepakkumise hulgast võib rasedus kindlaks teha või edasi areneda ja põhjustada embrüonaalseid väärarenguid.

Kasvufaktori retseptori talitlushäired ja moodustumine VEGFR võib olla vastutav ka sisseelavate häirete eest.