Vývoj endokrinného a nervového systému

Ahojte študenti! Dnes sa ponoríme do fascinujúceho sveta vnútromaternicového vývoja a prvých mesiacov života, aby sme detailne preštudovali vývoj endokrinného a nervového systému u plodu a novorodenca. Pochopenie týchto komplexných procesov je kľúčové pre všetkých budúcich zdravotníkov a biológov. Rozoberieme si, ako sa tieto životne dôležité systémy formujú a prispôsobujú sa novému prostrediu po narodení.

Vývoj endokrinného systému: Rozbor funkcií

Endokrinný systém je zodpovedný za produkciu hormónov, ktoré regulujú takmer všetky procesy v tele. U plodu a novorodenca prechádza tento systém intenzívnym vývojom a prispôsobovaním.

Adenohypofýza a jej hormóny

Adenohypofýza začína produkovať hormóny už v ranom intrauterinnom živote. Hneď po narodení zaznamenávame prechodné zvýšenie koncentrácie adenohypofyzárnych hormónov v krvi, čo je súčasťou adaptácie na nový svet.

Hypotalamo-neurohypofyzový systém: ADH a Oxytocín

Neurosekrécia antidiuretického hormónu (ADH), tiež známeho ako arginín-vazopresín (AVP), začína už v 20. týždni tehotenstva v nucleus supraopticus a paraventricularis.

Vo fetálnom období a u novorodenca je jeho význam menší, hlavne kvôli funkcii placenty a nezrelosti obličiek. V krízových situáciách, ako sú hypoxické podmienky, hypotenzia alebo hypernatriémia, sa jeho produkcia zvyšuje, aby pomohla redistribucii krvi.

Cirkadiánny rytmus, ktorý znižuje tvorbu moču v noci, dozrieva až okolo 6. roku života.

Oxytocín vzniká v hypotalame aj v maternici. Jeho endogénny význam pre plod/novorodenca nie je presne známy. Mimoriadne dôležitý je však oxytocín matky pri pôrode (kontrakcie) a pri laktácii (kontrakcie myoepitelových buniek pri dojčení).

Hypotalamo-adenohypofyzový systém: Jednotlivé hormóny

Tyreotropný hormón (TSH)

TSH sa vyplavuje od 14. gestačného týždňa. Od 22. týždňa rastie senzitivita štítnej žľazy plodu na TSH. Po narodení dochádza k prudkému, až 10-násobnému vzostupu jeho hladiny, ktorý v nasledujúcich hodinách klesá. Chladné prostredie je podnetom pre ďalšie zvýšenie. V detstve je koncentrácia TSH o niečo vyššia ako v dospelosti.

Rastový hormón (STH)

Počas intrauterinného života rastový hormón pravdepodobne nereguluje rast, aj keď jeho koncentrácia u plodu a novorodenca je zvýšená. V prvých týždňoch po narodení klesá na stabilnú hodnotu. Má pulznú sekréciu, čo znamená, že sa spontánne vyplavuje niekoľkokrát denne. U detí nad 3 mesiace je sekrécia v spánku vyššia ako v bdelom stave.

Prolaktín (PRL)

Koncentrácia prolaktínu v krvi novorodencov je zvýšená (neprechádza placentou). Počas prvých 2 mesiacov klesá na hodnoty dospelých mužov. V puberte sa u chlapcov nemení, zatiaľ čo u dievčat sa zdvojnásobuje. Na začiatku laktácie (u matky) stúpa až na 250 ng/ml.

Adrenokortikotropný hormón (ACTH)

ACTH sa produkuje od 7. – 9. gestačného týždňa a vyplavuje sa v sekrečných pulzoch (15–18-krát za deň). Cirkadiánny rytmus ACTH sa ustáľuje až po 1. roku života.

Gonadotropné hormóny (LH a FSH)

Gonadotropné hormóny (LH a FSH) sú regulované gonadoliberínom (GnRH) z hypotalamu. Pred narodením je ich koncentrácia nízka, pretože estrogény placenty ju tlmia negatívnou spätnou väzbou. Po narodení dochádza k prudkému vzostupu, ktorý pretrváva prvé 3 mesiace. Potom klesá a počas detstva je nízka (vplyv gonádových steroidov). V puberte citlivosť hypotalamu na estrogény/androgény klesá, čo vedie k zvýšenej sekrécii LH a FSH.

Štítna žľaza: Vývoj a funkcia

Štítna žľaza funguje už od 11. gestačného týždňa, kedy bola dokázaná sekrécia tyroxínu (T4). Pre správny vývin CNS, najmä v 1. a 2. trimestri, prispieva T4 od matky, ktorý v obmedzenom množstve prechádza placentou.

Trijódtyronín (T3) a Tyroxín (T4)

Hladina trijódtyronínu (T3) je u plodu nízka, čo súvisí s nízkou potrebou termogenézy. Stúpa od 30. týždňa, čo podporuje dozrievanie pľúc a iných tkanív. Po narodení je hladina T4 podobná ako u matky, zatiaľ čo T3 je nižšia. Počas 2. – 5. dňa života sa koncentrácie T3 aj T4 rýchlo zvyšujú, hlavne pod vplyvom chladu.

Kalcitonín

Kalcitonín sa tvorí v parafolikulárnych bunkách od 28. týždňa tehotenstva. Podporuje ukladanie vápnika do kostí. U novorodencov sú jeho hladiny rovnaké alebo vyššie ako u dospelých.

Prištítna žľaza: Regulácia vápnika

Parathormón (PTH) sa nachádza už od 11. – 12. gestačného týždňa. Fetálna prištítna žľaza je menej senzitívna na hypokalciu kvôli fetálnej hyperkalciémii (zásobovanie vápnikom z placenty).

Po narodení nastáva do 24 – 48 hodín fyziologická hypokalcia (prerušenie prívodu od matky). Na to prištítna žľaza reaguje zvýšením PTH. U nezrelých detí nemusí žľaza reagovať dostatočne rýchlo, čo môže viesť k novorodeneckej hypokalciémii.

Nadobličky: Kôra a Dreň

Kôra nadobličiek

U plodu sú nadobličky relatívne veľké. Fetálna (primitívna) kôra je vytvorená koncom 8. týždňa. V 4. mesiaci gestácie sú nadobličky dokonca 4-krát väčšie ako obličky.

Fetálna zóna produkuje obrovské množstvo DHEA a DHEAS (viac ako 200 mg denne), ktoré slúžia placente ako prekurzor na syntézu estrogénov. Tvorba aldosterónu a kortizolu je vo fetálnom období nízka (androgény a glukokortikoidy sa tvoria od 9. resp. 16. – 17. týždňa).

Po narodení fetálna kôra prechádza involúciou (do 2 rokov úplne zaniká), čo spôsobuje prechodný pokles hmotnosti nadobličiek. Definitívna kôra sa diferencuje na 3 zóny (glomerulosa, fasciculata, reticularis), pričom jej štruktúra dozrieva okolo 3. roku života.

Cirkadiánny rytmus kortizolu s maximom nadránom a minimom pred polnocou sa objavuje až po 3. roku. Novorodenci majú zvýšené koncentrácie aldosterónu v sére (300–1900 pg/ml oproti 8–172 pg/ml u dospelých), čo zvyšuje resorpciu sodíka a jeho retenciu v tele.

Dreň nadobličiek

Dreň nadobličiek sa formuje od 7. týždňa, chromafínne bunky od 3. mesiaca. Produkcia katecholamínov je dokázaná od 12. týždňa (najmä noradrenalín).

Po narodení dochádza k výraznému zvýšeniu katecholamínov počas pôrodu a vo včasnom postnatálnom živote (stále dominuje noradrenalín). Adrenalín začína prevažovať až neskôr v detstve, u adolescentov tvorí až 75 % (ako u dospelých).

Pankreas: Inzulín a Glukagón

Langerhansove ostrovčeky pankreasu produkujú inzulín už od 9. – 11. týždňa gestácie. Fetálny inzulín má pre plod význam najmä ako rastový hormón. Plody hyperglykemických diabetičiek trpia hyperinzulinizmom, čo vedie k makrozómii (pôrodná hmotnosť nad 4000 g) a visceromegálii.

Glukagón sa nachádza vo fetálnej plazme od 15. týždňa. Počet glukagónových receptorov je u plodu znížený, čo podporuje anabolické procesy (tvorbu glykogénu).

Pohlavné žľazy: Vaječníky a Semenníky

Vaječníky

Diferencované bunky vaječníkov produkujú androstendión od 12. – 20. týždňa. Pri narodení obsahujú cca 5 miliónov primordiálnych oocytov (do puberty ich zostane asi 500 000). V predškolskom veku majú nízku sekréciu, okolo 6. roku začínajú folikuly rásť a stúpa hladina estrogénov.

Semenníky

Tvorba testosterónu v semenníkoch je dokázateľná v 17. týždni gestácie (androgény vyvolávajú mužskú diferenciáciu). V 7. mesiaci intrauterinného života zostupujú semenníky do skróta. Po narodení pretrváva relatívne vysoká hladina testosterónu niekoľko mesiacov, potom klesá.

Vývoj nervového systému: Charakteristika a míľniky

Nervový systém, centrum riadenia a spracovania informácií, prechádza mimoriadne zložitým vývojom, ktorý začína už veľmi skoro a pokračuje dlho po narodení. Toto je dôležitá časť nášho vývoj endokrinného a nervového systému maturita.

Morfologický vývoj mozgu

Už v 4. týždni tehotenstva sa začínajú diferencovať neuroblasty, ktoré sa v 6. týždni menia na nervové bunky. Koncom 2. mesiaca sa objavujú jadrá mozgových nervov. V 18. týždni sú v kôre rozlíšiteľné 3 vrstvy (chýbajú astrocyty a dlhé výbežky). Kôra sa diferencuje na 6 charakteristických vrstiev až v 3. trimestri.

V období 10. – 18. týždňa prevažuje multiplikácia (množenie) neuroblastov. Po tomto období nastáva rast buniek, arborizácia dendritov, formovanie synapsií a myelinizácia.

Ryhovanie na hemisférach sa objavuje v 20. týždni (výrazné medzi 28. – 36. týždňom). Myelinizácia začína od 4. fetálneho mesiaca (najprv spinálne dráhy, predĺžená miecha, mozgový kmeň – kraniokaudálnym smerom). Myelinizácia kôry nie je úplná skôr ako v 2 – 3 rokoch života.

Hmotnosť mozgu novorodenca je približne 375 g. Koncom 1. roka sa zdvojnásobí, v 3. roku strojnásobí a v 6. roku dosahuje hmotnosť dospelého (cca 1250 g).

Hematoencefalická bariéra

V dospelosti hematoencefalická bariéra chráni mozog pred cudzími látkami. U novorodencov a dojčiat je však zvýšená permeabilita (priepustnosť) hematoencefalickej bariéry. To umožňuje prienik látok do mozgového tkaniva, napríklad bilirubínu pri novorodeneckej žltačke, čo predstavuje riziko jadrového ikteru pri hyperbilirubinémii.

Metabolizmus CNS

U plodu a novorodenca je metabolizmus mozgu prevažne anaeróbny. To vysvetľuje ich vysokú toleranciu hypoxie v porovnaní s dospelými jedincami.

Motorika: Od prvých pohybov po koordináciu

Embryo a plod prejavujú pohyby už od 6. – 8. týždňa. V 12. týždni motorické nervy dosiahnu svaly končatín. Najprv dozrievajú cervikálne motoneuróny. Pohybové odpovede sú najprv generalizované, neskôr (dozrievaním vyšších centier) cielené.

Rýchlosť vedenia vzruchov v nervoch novorodenca sa šíri pomalšie kvôli chýbajúcej/nedostatočnej myelínovej pošve. Avšak, keďže vzdialenosti sú krátke, motoriku to neobmedzuje.

Tonus svalstva

Okolo 28. dňa gestácie je plod hypotonický. Donosení novorodenci majú fyziologický hypertonus s flexným charakterom (pokrčené končatiny, prevaha flexorov). V 1. mesiaci sa objavujú extenzné prvky a v 2. – 5. mesiaci prechádza hypertonus do hypotónie, ktorá vymizne po 15. mesiaci.

Dýchacie pohyby

Prvé vitálne pohyby po narodení musia byť hlboké, aby prekonali odpor viskóznej tekutiny v pľúcach (vyvolanie Morovho reflexu pomáha prvému vdýchnutiu).

Štádiá postnatálnej motoriky

1. Holokinetické štádium: Včasný postnatálny vek, charakterizovaný generalizovanými reakciami celého tela.
2. Monokinetické štádium: Od konca 2. mesiaca, dieťa samostatne koordinovane pohybuje jednou končatinou.
3. Dromokinetické štádium: Od konca 5. mesiaca, pohyby sú cielené, „správnym smerom“ (siaha po predmetoch, dáva ich do úst).
4. Kratikinetické štádium: Po 1. roku života, zvládnutie voluntárneho (vôľového) pohybu.

Senzorické funkcie: Vnímanie sveta

Kožný zmysel

Kožný zmysel (dotyk, tlak, bolesť, teplota) funguje už intrauterinne, najmä trigeminálna oblasť okolo úst. V 14. týždni je citlivá koža celého tela. Špecifická lokalizovaná odpoveď sa objavuje najskôr na dlaniach. Reflexný úchop sa objavuje od 26. týždňa a sací reflex od 30. týždňa.

Vnímanie bolesti

Hranica bolesti je u novorodenca zvýšená (vnímanie bolesti prvé 2 dni po narodení je znížené, reakčný čas na nociceptívne podnety je dlhý – až 2 sekundy).

Chuťový zmysel

Novorodenec rozlišuje 4 základné chute a preferuje sladkú. Má znížený prah dráždivosti pre chuťové vnemy (25-násobne menej vyvinuté chuťové poháriky). Pri nechutnej potrave reaguje obrannou reakciou (slinenie, motorické odstránenie).

Čuchový zmysel

Receptory čuchového zmyslu sú zrelé a novorodenec reaguje obrannými reakciami na silné pachové látky (často cez nervus trigeminus).

Sluchový systém

Plod reaguje na zvuky už intrauterinne. Sluchový orgán je morfologicky zrelý, ale kortikálne dráhy nie sú myelinizované (reakcia na subkortikálnej úrovni). Po narodení vyvolá ostrý zvuk kochleopalpebrálny (audiopalpebrálny) reflex – žmurknutie. Od 2. mesiaca sa tvoria podmienené zvukové reflexy.

Poloha a pohyb (Vestibulárny systém)

Vo maternici je vestibulárny systém stimulovaný menej kvôli mikrogravitačnému prostrediu. Polohové reflexy sú prítomné v 2. dni po narodení (zdvíhanie hlavy na brušku). Pohybové vestibulárne reflexy (lineárne – Morov reflex, rotačné) sa používajú na diagnostiku vývoja CNS. Morov reflex má 1. fázu od 26. týždňa gestácie a 2. fázu od 32. – 36. týždňa.

Zrak

Zrak je najmenej vyvinutý zmysel pri narodení. Predozadný priemer oka novorodenca je 16,5 mm (dospelý 24 mm). Dúhovka má málo pigmentu (modré sfarbenie), definitívnu farbu získava v 6. mesiaci. 75 – 80 % novorodencov má fyziologickú hypermetropiu (ďalekozrakosť), ktorá pretrváva do predškolského/školského veku.

Macula lutea (žltá škvrna) dosahuje histologickú zrelosť v 8. mesiaci života, definitívnu až v 6. roku. Myelinizácia n. opticus je pri narodení nekompletná a pokračuje do 4. mesiaca. Dokonalá fixácia pohľadu je od 2. – 3. mesiaca, binokulárne videnie od 3. – 4. mesiaca. Fyziologický strabizmus (škúlenie) dovtedy vymizne. Farebné videnie sa rozvíja postnatálne, prvé farby sú žltá a červená. Farbocit sa vyvíja do 2. roku. Pupilárny reflex (reakcia na osvit) je aktívny aj u nedonosených, ale s dlhšou latenciou.

Integračné, asociačné funkcie a psychický vývoj

Medzi vrodené funkcie patria nepodmienené reflexy, pudové reakcie, emócie, motivácie a inštinkty.

Emocionálny vývoj (štádiá podľa dozrievania CNS)

1. Štádium „preobjektu“ (prvé 2–3 mesiace): Dieťa nerozlišuje medzi objektmi a subjektmi.
2. Štádium „predbežných objektov“ (do 6 mesiacov): Dojča odlišuje tvár a reaguje emočne (úsmev).
3. Štádium „objektu“ (po 6. mesiaci): Rozlišovanie známych a cudzích tvárí, nadväzovanie vzťahov.

Po 1. roku sa objavuje reakcia žiarlivosti, nadväzovanie vzťahov k deťom, niekedy násilné vymáhanie vecí. Nastupuje fáza negativizmu. V predškolskom veku dochádza k vývoju vnútornej sociálnej kontroly – svedomia a rozvinutej schopnosti sebaovládania.

Pamäť a učenie

Novorodenec je schopný vytvárať pamäťové stopy (engramy). Schopnosť retencie (udržania) naučeného trvá najprv 24 hodín. Slovná zásoba a kvalita pamäti sa rýchlo rozvíjajú najmä pred koncom 2. roku života.

Záver

Ako vidíte, vývoj endokrinného a nervového systému je nesmierne komplexný a prebieha v mnohých fázach. Každá žľaza a každá časť mozgu má svoju úlohu v tomto obdivuhodnom procese, ktorý formuje človeka od počatia až po rané detstvo. Dúfame, že tento prehľad vám pomohol lepšie pochopiť túto dôležitú tému!

Často kladené otázky k vývoju endokrinného a nervového systému

Prečo je zvýšená hladina niektorých hormónov hneď po narodení?

Zvýšená koncentrácia adenohypofyzárnych hormónov (napr. TSH) hneď po narodení je fyziologickou reakciou na adaptáciu novorodenca na mimomaternicové prostredie, najmä na teplotné zmeny a začiatok samostatného fungovania organizmu.

Aký je význam materského T4 pre vývoj plodu?

Materský tyroxín (T4), ktorý v obmedzenom množstve prechádza placentou, je mimoriadne dôležitý pre správny vývoj centrálneho nervového systému plodu, najmä v prvom a druhom trimestri tehotenstva, keď plod ešte nemá plne funkčnú vlastnú štítnu žľazu.

Prečo je hematoencefalická bariéra u novorodencov priepustnejšia?

Zvýšená priepustnosť hematoencefalickej bariéry u novorodencov a dojčiat umožňuje prienik niektorých látok do mozgového tkaniva. Hoci to môže predstavovať riziko (napr. pri hyperbilirubinémii), je to aj súčasť vývojového procesu a nezrelosti bariéry, ktorá sa postupne uzatvára.

Ako sa mení svalový tonus po narodení?

Donosení novorodenci majú fyziologický hypertonus s flexným charakterom (pokrčené končatiny). Počas prvých mesiacov života sa tento hypertonus postupne mení na hypotóniu a vymizne približne po 15. mesiaci, ako sa rozvíja motorická kontrola a dozrievajú vyššie mozgové centrá.

Ktorý zmysel je pri narodení najmenej vyvinutý?

Pri narodení je najmenej vyvinutý zrakový zmysel. Oko novorodenca je menšie, dúhovka má málo pigmentu a mnohé štruktúry, ako je macula lutea a myelinizácia zrakového nervu, dosahujú plnú zrelosť až oveľa neskôr v detstve. Farebné a binokulárne videnie sa rozvíjajú postupne po narodení.