Digestive System Development

By | January 16, 2012

This post is a brief summary of the topic, intended to be used for an academic purpose. The contents and images are derived from the references. It is recommended to read the original references in order to find detailed contents.

References:

  1. T. W. Sadler, (2006) Langman’s Medical Embryology (10th ed) pp.318-319.
  2. 상게서, 황영일 외 6인 역, 226쪽.
  3. Univ. of Michigan Medical School, Anatomy: Digestive System (Access: January 16, 2012.)

The epithelium of the digestive system and the parenchyma of its derivatives originate in the endoderm; connective tissue, muscular components, and peritoneal components originate in the mesoderm. Differentiation of the gut and its derivatives depends upon reciprocal interactions between the gut endoderm (epithelium) and its surrounding mesoderm. HOX genes in the mesoderm are induced by sonic hedgehog (SHH) secreted by gut endoderm and regulate the craniocaudal organization of the gut and its derivatives. The gut system extends from the buccopharyngeal membrane to the cloacal membrane (Fig. 13.1) and is divided into the pharyngeal gut, foregut, midgut, and hindgut. The pharyngeal gut gives rise to the pharynx and related glands.

소화관의 상피와 그 파생기관의 실질은 내배엽으로부터 기원한다. 결합조직, 근육 및 복막 성분의 기원은 중배엽이다. 창자와 그 파생물들의 분화는 창자 내배엽(상피)과 주변 중배엽의 상호작용에 의해서 이루어진다. 중배엽의 HOX 유전자는 창자 내배엽에서 발현된 SHH(sonic hedgehog)에 의하여 유도되어 창자와 파생기관들의 머리꼬리 순서 체제 발생을 조절한다. 소화계통은 볼인두막에서 시작하여 배설강막까지 부위(그림 13.1)가 인두창자, 앞창자, 중간창자, 뒤창자로 나뉜다. 인두창자로부터 인두 및 그와 관련된 분비샘이 발생한다.

The foregut gives rise to the esophagus, the trachea and lung buds, the stomach, and the duodenum proximal to the entrance of the bile duct. In addition, the liver, pancreas, and biliary apparatus develop as outgrowths of the endodermal epithelium of the upper part of the duodenum (Fig. 13.15). Since the upper part of the foregut is divided by a septum (the tracheoesophageal septum) into the esophagus posteriorly and the trachea and lung buds anteriorly, deviation of the septum may result in abnormal openings between the trachea and esophagus. The epithelial liver cords and biliary system growing out into the septum transversum (Fig. 13.15) differentiate into parenchyma. Hematopoietic cells (present in the liver in greater numbers before birth than afterward), the Kupffer cells, and connective tissue cells originate in mesoderm. The pancreas develops from a ventral bud and a dorsal bud that later fuse to form the definitive pancreas (Figs. 13.21 and 13.22). Sometimes, the two parts surround the duodenum (annular pancreas), causing constriction of the gut (Fig. 13.23).

앞창자에서는 식도, 기관과 허파싹, 위, 쓸개관 입구보다 몸쪽 부분의 샘창자 등이 발생한다. 또한 간, 이자, 쓸개관계통이 샘창자 윗부분의 내배엽상피가 자라 나와서 발생된다(그림 13.15). 앞창자의 윗부분은 기관식도사이막에 의하여 뒤쪽의 식도와 앞쪽의 기관과 허파싹으로 나뉜다. 이 주름의 위치 이상으로 인해 기관과 식도 사이에 비정상적인 교통로가 생길 수도 있다. 가로사이막으로 자라 들어가는 상피성 간세포끈과 쓸개관계통은 간실질로 분화되고 쓸개관의 속상피를 형성한다(그림 13.15). 조혈세포(출생 전에는 간세포 중에서 가장 많음), 별큰포식세포와 결합조직세포는 중배엽에서 기원된다. 이자는 배쪽싹과 등쪽싹으로부터 발생되는데, 두 싹은 나중에 합쳐져서 완성된 이자를 형성한다(그림 13.21, 13.22). 때로는 두 부분이 샘창자를 둘러싸서(고리이자; annular pancreas) 소화관폐쇄를 유발한다(그림 13.23).

The midgut forms the primary intestinal loop (Fig. 13.24), gives rise to the duodenum distal to the entrance of the bile duct, and continues to the junction of the proximal two-thirds of the transverse colon with the distal third. At its apex the primary loop remains temporarily in open connection with the yolk sac through the vitelline duct. During the sixth week, the loop grows so rapidly that it protrudes into the umbilical cord (physiological herniation) (Fig. 13.26). During the 10th week, it returns into the abdominal cavity. While these processes are occurring, the midgut loop rotates 270◦ counterclockwise (Fig. 13.25). Remnants of the vitelline duct, failure of the midgut to return to the abdominal cavity, malrotation, stenosis, and duplications of parts of the gut are common abnormalities.

일차창자고리(그림 13.24)를 형성하는 중간창자는 쓸개관 입구의 먼쪽 부분에 있는 샘창자로부터 가로잘록창자의 몸쪽 2/3 부분과 면쪽 1/3 부분의 경계지점까지 이어진다. 그 고리의 꼭대기에서 일차창자고리는 일시적으로 난황관을 통하여 난황주머니와 교통한다. 발생 6주에 창자고리가 급속히 길어져서 탯줄로 밀고 나간다(생리적 탈장; physiological herniation)(그림 13.26). 발생 10주에는 배안으로 되돌아온다. 이러한 과정이 일어나는 동안에 중간창자고리는 반시계방향으로 270도 회전한다(그림 13.25). 난황관의 잔류물, 이탈되었던 중간창자의 배안으로 귀환 실패, 회전이상, 협착증, 부분적 창자 중복 등이 중간창자에서 흔히 볼 수 있는 기형이다.

The hindgut gives rise to the region from the distal third of the transverse colon to the upper part of the anal canal; the distal part of the anal canal originates from ectoderm. The hindgut enters the posterior region of the cloaca (future anorectal canal), and the allantois enters the anterior region (future urogenital sinus). Breakdown of the cloacal membrane covering this area provides communication to the exterior for the anus and urogenital sinus. Abnormalities in the size of the posterior region of the cloaca shift the entrance of the anus anteriorly, causing rectovaginal and rectourethral fistulas and atresias (Figs. 13.36 and 13.37).

뒤창자는 가로잘록창자 중 먼쪽 1/3 부분에서부터 항문관의 윗부분까지를 이룬다. 항문관 중 먼쪽 부분은 외배엽으로부터 생긴다. 뒤창자는 배설강의 뒷부분(나중에 항문곧창자관이 됨)으로 들어가고, 요막은 배설강의 앞부분(나중에 비뇨생식굴이 됨)으로 들어간다. 이 부위를 덮고 있는 배설강막이 파열되면 항문과 비뇨생식굴이 몸 밖으로 열린다. 배설강 뒷부분이 비정상적으로 작으면 항문으로의 출구가 앞으로 이동하여 곧창자질샛길과 곧창자요도샛길, 창자관의 폐쇄가 초래될 수 있다(그림 13.36, 13.37).

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