Head and Neck Development

By | March 5, 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.399-400.
  2. 상게서, 황영일 외 6인 역, 282-283쪽.
  3. Medscape: Head and Neck Embryology (Access: March 5, 2012.)
  4. UNSW Embryology, Head Development (Access: March 5, 2012.)

Pharyngeal (branchial) arches, consisting of bars of mesenchymal tissue separated by pharyngeal pouches and clefts, give the head and neck their typical appearance in the fourth week (Fig. 15.3). Each arch contains its own artery (Fig. 15.4), cranial nerve (Fig. 15.7), muscle element, and cartilage bar or skeletal element (Figs. 15.8 and 15.9; Table 15.1, p. 366). Endoderm of the pharyngeal pouches gives rise to a number of endocrine glands and part of the middle ear. In subsequent order the pouches give rise to (a) the middle ear cavity and auditory tube (pouch 1), (b) the stroma of the palatine tonsil (pouch 2), (c) the inferior parathyroid glands and thymus (pouch 3), and (d) the superior parathyroid glands and ultimobranchial body (pouches 4 and 5) (Fig. 15.10).

인두굽이, 일명 아가미굽이는 중간엽 조직으로 구성된 가로막대 모양의 뭉치로 이루어지며 위아래 인두굽이의 사이에는 인두주머니와 인두고랑이 존재한다. 이 인두굽이로 인하여 발생 4주에 머리와 목이 특징적인 모습을 보인다(그림 15.3). 출생 후에는 치아와 코곁굴의 형성에 의하여 얼굴이 사람마다 특징적인 모습으로 변화한다. 각 인두굽이마다 고유의 동맥(그림 15.4), 신경(그림 15.7), 근육, 연골 또는 뼈대성분(그림 15.8, 15.9, 표 15.1)이 존재한다. 인두주머니의 내배엽으로부터 여러 종류의 내분비샘과 가운데귀(중이)의 일부가 유래한다. (a) 첫째인두주머니로부터는 고실과 귀관, (b) 둘째인두주머니로부터는 목구멍편도의 버팀질, (c) 셋째인두주머니로부터는 아래부갑상샘과 가슴샘, (d) 넷째와 다섯째인두주머니로부터는 위부갑상샘과 아가미끝소체가 유래한다(그림 15.10).

Pharyngeal clefts give rise to only one structure, the external auditory meatus.

인두고랑으로부터 유래하는 구조물은 바깥귀길 뿐이다.

Molecular control of arch development resides in HOX genes, whose pharyngeal arch code is carried to the arches by neural crest cells migrating from hindbrain segments known as rhombomeres (Fig. 15.12). This code is then maintained by interactions between crest cells and arch mesoderm (Fig. 15.13).

인두굽이를 이루는 뼈대의 발생은 인두주머니 내배엽에서 발현되는 유전자의 조절을 받는다. 이 과정은 인두주머니의 내배엽이 이웃 중간엽 조직에 신호를 보내는 상피-중간엽 신호전달을 포함한다. 중간엽의 유전자 발현은 처음에 전사인자를 포함한 homeodomain(동형정역?)인 OTX2와 HOX 유전자의 조절을 받는데, 이 유전자는 신경능선세포들이 각 인두굽이로 이주하면서 지니고 온 것이다. 신경능선세포들은 하위 중간뇌와 마름뇌분절로부터 발생한다. 이 유전자들은 내배엽에서 시작되는 신호에 반응하여 신경능선세포들이 형성할 뼈대의 종류를 결정한다.

The thyroid gland originates from an epithelial proliferation in the floor of the tongue and descends to its level in front of the tracheal rings in the course of development.

갑상샘은 혀에서 증식된 상피세포로부터 유래한 후 기관연골고리의 앞높이까지 하강한다.

The paired maxillary and mandibular prominences and the frontonasal prominence are the first prominences of the facial region. Later, medial and lateral nasal prominences form around the nasal placodes on the frontonasal prominence. All of these structures are important, since they determine, through fusion and specialized growth, the size and integrity of the mandible, upper lip, palate, and nose (Table 15.2, p. 389). Formation of the upper lip occurs by fusion of the two maxillary prominences with the two medial nasal prominences (Figs. 15.22 and 15.23). The intermaxillary segment is formed by merging of the two medial nasal prominences in the midline. This segment is composed of (a) the philtrum, (b) the upper jaw component, which carries the four incisor teeth, and (c) the palatal component, which forms the triangular primary palate. The nose is derived from (a) the frontonasal prominence, which forms the bridge, (b) the medial nasal prominences, which provide the crest and tip, and (c) the lateral nasal prominences, which form the alae (Fig. 15.23). Fusion of the palatal shelves, which form from the maxillary prominences, creates the hard (secondary) and soft palate. A series of cleft deformities may result from partial or incomplete fusion of these mesenchymal tissues, which may be caused by hereditary factors and drugs (diphenylhydantoin).

얼굴 부위에 처음으로 나타나는 융기는 좌우 위턱융기 및 아래턱융기, 그리고 하나의 이마코융기이다. 나중에 안쪽 및 가쪽코융기가 이마코융기에서 코기원판의 주위에 형성된다. 이 모든 구조물들은 서로 합쳐지고 성장하면서 아래턱, 위입술, 입천장, 코의 크기와 정상 여부를 결정한다는 점에서 매우 중요한 구조물이다(표 15.2). 위입술은 좌우 위턱융기와 좌우 안쪽코융기의 융합에 의하여 형성된다(그림 15.22, 15.23). 위턱사이분절은 좌우 안쪽코융기가 정중선에서 서로 합쳐짐으로써 형성된다. 위턱사이분절은 (a) 인중, (b) 4개의 앞니를 포함하는 위턱성분, (c) 세모꼴의 일차입천장을 이루는 입천장성분으로 구성된다. 코는 (a) 콧마루를 형성하는 이마코융기, (b) 콧날과 코끝을 형성하는 안쪽코융기, (c) 콧방울을 형성하는 가쪽코융기로부터 유래한다(그림 15.23). 위턱융기로부터 형성되는 좌우입천장선반이 융합되면 이차입천장인 단단입천장과 물렁입천장이 형성된다. 일련의 입천장 기형은 중간엽조직이 부분적으로 또는 불완전하게 융합되기 때문에 발생하는 것으로서 유전적 요인과 디페닐하이단토인 등과 같은 약물이 원인일 수 있다.

The adult form of the face is influenced by development of paranasal sinuses, nasal conchae, and teeth. Teeth develop fromepithelial-mesenchymal interactions between oral epithelium and neural crest derived mesenchyme. Enamel is made by ameloblasts (Figs. 15.31 and 15.32). It lies on a thick layer of dentin produced by odontoblasts, a neural crest derivative. Cementum is formed by cementoblasts, another mesenchymal derivative found in the root of the tooth. The first teeth (deciduous teeth, or milk teeth) appear 6 to 24 months after birth, and the definitive or permanent teeth, which supplant the milk teeth, are formed during the third month of development (Fig. 15.33).

성인의 얼굴 형태는 코곁굴, 코선반, 치아의 발달에 의하여 좌우된다. 치아는 입안 상피와 신경능선세포 기원 중간엽 사이에 벌어지는 상피-중간엽 상호작용을 거쳐 발생한다. 사기질은 사기질모세포에서 만들어진다(그림 15.31, 15.32). 사기질은 신경능선에서 유래한 상아질모세포가 생산한 두터운 상아질 겉에 침착된다. 시멘트질은 치아뿌리에서 발견되는 또다른 중간엽 기원 세포인 시멘트질모세포로부터 형성된다. 비록 최초의 치아인 젖니는 생후 6~14월에 돋아나지만, 출생 후에 돋아나는 간니도 이미 발생 3월경에 형성되어 있다(그림 15.33).

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