Embryology of GI Tract dr. May Valzon, MSc

TAHAPAN EMBRIOLOGI

1ST WEEK = OVULATION TO IMPLANTATION

2ND WEEK = BILAMINAR

3RD – 8TH WEEK = ORGANOGENESIS

3ND = TRILAMINAR

TRIMESTER TIGA - LAHIR = FETUS

NEUROLATION

DERIVAT MESODERM

DERIVAT ENDODERM GI tract

Peritonium

Otot dinding abdomen

GUT

TERBENTUK PERTAMAHARI 22 (AKHIR MINGGU III)AKIBAT HEAD FOLD DAN

TAIL FOLD

FOREGUT

HINDGUT

MIDGUTAKHIR BULAN ITETAP BERHUBUNGAN DENGAN SACCUS VITELINUSDUCTUS VITELINUS

PHARYNGEAL GUT

LATERAL FOLD JUGA BERPERAN DALAM PEMBENTUKAN USUS EMBRIONIC (PRIMITIV)

Embryologi Traktus GITraktus GI berasal dari endodermPerkembangan Otak embryonic disc melipat: head fold,

tail foldPerkembangan somite (mesoderm para aksial) lateral foldAkibatnya gut tube: pharingeal gut, fore gut, mid gut,

hind gutMid gut tidak tertutup sempurna=masih berhubungan

dengan saccus vitelinus (yolk sac) melalui ductus vitelinusDuctus vitelinus lama-lama menyempit dan memanjang

obliterasiUjung cephalic fore gut secara temporal di tutup oleh

membran ecto-endodermal membran buccopharyngeal.Ujung caudal hind gut secara temporal di tutup oleh

membran ecto-endodermal membrana cloca

Ductus Vitelinus, Alantois dan Embryonic Stalk

Akibat proses folding bagian proksimal alantois mengalami penyatuan parsial dengan ujung hind gut (cloaca), sedangkan bagain distalnya tetap pada embryonic stalk.

• Saccus vitelinus berfungsi nutritif hanya pd awal kehidupan embryo

• Berikutnya fungsi nutritif ditangani oleh vena umbilicalis

• Pada minggu V: alantois, ductus vitelinus, vasa2 umbilicalis terkumpul menjadi satu pada anulus umbilicalis

Perkembangan Endoderm• Lapisan endoderm awal jaringan yg

melapisi primitive gut, alantois, dan ductus vitelinus.

• Berkembang juga mejadi: a. Epitel traktus respiratoriusb. Parenkim glandula thyroidea, para

thyroidea, hepar, dan pancreasc. Stroma reticularis tonsil dan thymus,

d. Epitel vesica urinaria dan uretrad. Epitel yang melapisi cavum tympani

dan tuba auditiva

Perkembangan Primitive Gut

Dari membrana buccopharyngel sampai ke diverticulum tracheo-bronchialis

Dibagi menjadi 4 bagian

Pharyngeal gut

Fore gut

Hind gut

Mid gut • Begins caudal to the liver bud and extends to the junction of the right two-thirds and left third of the transverse colon in the adult

• extends from the left third of the transverse colon to the cloacal bmembrane

• Dari diverticulum tracheo-bronchialis sampai ke liver bud

Pembentukan mesenterium & Lig. Peritonealis

Pada awalnya gut tube terhubung dg jaringan mesenkim dibelakangnya oleh selapis mesoderm splangnik

Akhir minggu IV, mesoderm splangnik yg melapisi bagian dosral gut tube menjadi double layer

Minggu V doble layer tersebut meramping dan bertindak sebagi penggantung (mesenterium dorsalis)

Bagian yg digantung mulai dari akhir esofagus hingga ke membrana kloaka

Mesenterium dorsal pada gaster disebut mesogastrium dorsal calon omentum mayor

Mesenterium dorsal di duodonum disebut dorsal mesoduodenum

Mesenterium dorsal di jejenum dan ileum mesenterium dorsal yang lebih tepat

Mesenterium dorsal di colon mesocolon dorsal

Mesenterium ventral (septum tranversum) hanya terdapt pada regio ujung esofagus, gaster, dan duodenum

Septum tranversum dibagi dua oleh keberadaan hepar menjadi omentum minor dan ligamentum falciformis

Pembentukan mesenterium & Lig. Peritonealis

The embryonic pharynxMerupakan bahan baku pembentukan

wajah (kecuali regio nasal), palatum dan leher anterior

Recessus pharyngeus (pharyngeal pounch) kantong yang menonjol keluar akibat perkembangan entoderm

Sulcus/fissura pharyngeus (pahryngeal cleft) ektoderm masuk membentuk celah diantara dua saccus

Arcus pharyngeus

Perkembangan foregut Foregut akan berkembang

menjadi:1. Esofagus2. Gaster3. Duodenum4. Hepar dan vesica valeaVascularisi dari cabang truncus

celiacus

Gaster Minggu ke 4: dilatasi fusiform foregut Mengalami 2 kali rotasi:

◦ Rotasi 90o searah jarum jam terhadap aksis longitudinal, berakibat:

sisi kiri anterior dan sisi kanan posterir: N.vagus sinistra inervasi dinding anterior gaster dan sebaliknya

Pembentukan curvatura mayor dan minor Menarik mesogastrium dorsal ke kiri membentuk ruangan

bursa omentalis Mesogastrium ventral tertarik ke kanan : pertumbuhan

hepar omentum minus dan lig. Falciforme hepar◦ Rotasi terhadap axis antero-posterior, akibatnya:

kedudukan cardia dan pylorus tidak pada midline Terbentuk omentum mayor

Omentum Omentum mayor berasal dari meso gastrium

dorsal yang menjuntai dari curvatura mayorOmentum mayor berfusi dengan colon

tranversum dan meso colon tranversumOmentum minor sisa mesoderm septum

tranversum diantara gaster dan hepar. Dibagi menjadi dua bagian:◦ Lig. Gastrohepatica◦ Lig. Hepaticoduodenalis: berisi ductus biliaris, vena

porta, arteri hepatica disebut trias porta. ◦ Ligamentum hepaticoduodenalis juga merupakan

atap foramen epiploicaKelainan embryologi gaster: stenosis pylorus

SPLEEN Minggu ke 5 spleen primordium tumbuh

diantara 2 lapis mesogastrium dorsalSetelah rotasi, bagian antara spleen dan

dinding belakang lig. Lienorenalis.Mesogastrium antara spleen dan gaster

lig. Gastrolienalis

Duodenum Pertemuan antara foregut dan midgut tepat dibawah

diverticulum hapaticum Rotasi gaster duodenum berbentuk C dan berotasi kekanan Perkembangan caput pancreas mendorong duodenum ke kanan Permukaan mesoduodenum kanan menempel di peritonium

dinding belakang bersatu dan menghilang, kecuali pada duodenal cap

Duodenum retroperitoneum keculi bagian bulbus duodeni (duodenal cap)

Selama bulan II obliterasi lumen duodenum recanalisasi kembali

Gagal recanalisasi: atresia duodeni/stenosis Vaskularisasi dari cabang a. celiaca dan a. mesenterika superior

Hepar dan vesica faleaHepar primordium muncul pd pertengahan minggu ke 3

dari endoderm fore gut distal diverticulum hepaticum (liver bud)

Diverticulum tumbuh kearah septum tranversum (mesoderm diantara cavitas pericardii dg saccus vitellinus)

Pangkal diverticulum menyempit ductus biliaris.Bagian ventral ductus berkembang menjadi vesica falea

dan ductus cysticusSinus hepaticus dari epitel hepar, vena vitellina dan

vena umbilicalisEpitel hepar berdiferensiasi menjadi parenkim hati (sel

hepar) dan sel dinding saluran bilierHematopoetic cells, Kuffer cells, dan jaringan ikat berasal

dari mesoderm septum transversum

Sisa septum tranversum yg menghubungkan hepar dg foregut menjadi omentum minor (lig. Gastro hepaticum)

Sisa ST diantara hepar dg dinding anterior lig. FalciformeOmentum minor dan lig. Falciforme mesogastrium ventralMesoderm dipermukaan hepar peritoneus viscerale,

kecuali pada bagain hepar yg kontak dengan diafragma centrum tendineum diafragma

Minggu 12 terbentuk aparatus biliaris: ductus hepaticus, ductus cysticus, vesica falea, ductus biliaris.

Awalnya bermuara di anterior, karena rotasi duodenum bermuara di posterior

Kelainan: atresia ductus biliaris ◦ Atresia duktus biliaris ekstra hepatic ◦ Atresia duktus biliaris intra hepatic ◦ hipoplasia

Pancreas Berasal dari 2 diverticulum dari endoderm duodenum:

dorsal dan ventralDiverticulum pancreaticus ventral --> dekat dengan

muara ductus biliaris, sedangkan yg dorsal berada pada mesenterium

DP ventral bergerak ke belakang karena rotasi duodenum

Parenkim dan ductal system keduanya berfusi. DP ventral membentuk processus uncinatus dan pars inferior caput pancreas. Sisanya dari DP dorsal

Ductus pancreaticus ada 2:◦ Ductus pancreaticus (Wirsung) bermuara di papilla mayor

(bersam dg ductus biliaris)◦ Ductus pancreaticus accessorius (Santorini) papilla minor

Bulan III insula pancreatica (Langerhans) ◦ menghasilkan insulin pada bulan V

Kelainan pancreas annular pancreas dan accessory pancreatic tissue

MIDGUT Minggu V: digantung oleh

mesenterium ke dinding dorsal dan terhubung dengan saccus vitelinus

Dewasa: tepat dibawah muara ductus biliaris hingga 2/3 proksimal colon transversum disuplai oleh arteri mesenterica superior

Primary intestinal loop: cephalic limb, apex (hubungan dg saccus vitelinus), caudal limb

Cephalic limb duodenum, jejenum, sebagian ileumCaudal limb sisa ileum, caecum, appendix, colon ascenden, 2/3 proksimal colon tranversum

• Minggu ke 6: hernia umbilicalis fisiologis• Rotasi loop terhadap a. mesenterica sup berlawanan dengan arah

jarum jam membuat colon dianterior intestinum tenue (usus halus)

Herniasi umbilicalis fisiologis

Retraksi hernia fisiologisMinggu X herniasi kembali ke cavum

abdomenYang masuk pertama jejenum proksimalDiverticulum caecal muncul minggu VI:

yg terakhir kembali ke cavum abdomenAwalnya terletak di kuadran kanan atas

(dibawah hepar) turun sambil terbentuk apendix

Apendix posisinya retrocecal/retro colic

Abnormalitas midgut Defect dinding perut depan

◦ opmphalocale: Herniasi isi perut melalui umbilicus. Kegagalan retraksi hernia fisiologis◦ Gastroschisis: herniasi isi perut ke cavitas amnioticum

Abnormalitas ductus vitelinus: ◦ Diverticulum meckle/ diverticulum ilealis Persisten ductus vitelinus◦ Enterocystoma◦ Umbilical vistula

Defect rotasi: left-side colon, reversed rotation, duplications of intestinal loops Atresi dan stenosis

◦ Dapat terjadi disepanjang usus◦ Paling sering atresi/stenosis duodenum◦ Apple peel atresia

HINDGUTBerkembang menjadi: 1/3 distal colon tranversum, colon

descenden, colon sigmoideum, rectum dan pars superior canalis ani

Disuplai oleh arteri mesenterika inferiorEndodermisnya juga membentuk epitel vesica urinaria dan

ureterAnorectal canal: tempat masuknya ujung hindgut ke cloacaCloaca: ruang berlapis endoderm dan pd ventralnya

dibatasi langsung oleh ektoderm.Membran cloaca: batas ventral cloaca yg hanya terdiri dari

endoderm dan ectodermSinus urogenitalis: tempat masuknya alantois ke cloacaUrorectal septum: mesoderm yang membatasi hindgut dan

alantois

Akhir minggu VII membran cloaca ruptur septum urorectal membentuk perineal body

Terjadi proliferasi ektoderm menutup ujung canalis ani minggu IX terjadi recanalisasi

Pertemuan antara endo dan ectoderm di canalis ani ditandai oleh linea pectinati epitelium berubah

Arteri yg menyuplai juga berbeda ??? Bagian cranial oleh a. rectalis superior cabang a. mesenterika inferior Bagian caudal a. rectalis inferior cabang a. pudenda interna

Abnormalitas hindgut Rectoanal atresias and fistula

◦ Tidak terbentuk liang anus dan terjadi fistula urorectal: Hubungan antara rectum dan uretra

◦ Ada dua: high urorectal fistula dan low urorectal fistula

◦ Kesalahan dalam muara hindgutAnus inperfforata kegagalan recanalisasiMegacolon congenital/aganglionic

megacolon/hirschsprung disease◦ absen ganglion parasympatica◦ Mutasi gen RET: gen yg bertanggung jawab atas

migrasi sel2 neural crest◦ Umumnya rectum, 80% kasus meluas ke pertengahan

sigmoid

Urorectal (A) and rectovaginal (B) fistulas that result from incomplete separation of the hindgut from the urogenital sinus by the urorectal septum. These defects may also arise if the cloaca is too small, which causes the opening of the hindgut to shift anteriorly. C. Rectoperineal (rectoanal atresia). These defects probably result from vascular accidents involving the caudal region of the hindgut, resulting in atresias and fistulas. D. Imperforate anus resulting from failure of the anal membrane to break down.