Generell embryologi

Embryologi er læren om hvordan et menneske utvikles fra én befruktet celle til et flercellet individ med organiserte vev og organer. Faget omhandler de tidlige utviklingsprosessene som danner grunnlaget for hele kroppens struktur. I medisinsk sammenheng er embryologien sentral fordi mange medfødte misdannelser og sykdommer har sitt opphav i denne fasen, når små feil i cellevandring, vekst eller lukking kan få store konsekvenser.

Utviklingen etter befruktning deles tradisjonelt inn i tre hovedperioder: den preembryonale perioden, den embryonale perioden og fosterperioden. Den preembryonale perioden omfatter omtrent den første uken etter befruktning og ender med at blastocysten fester seg til livmorslimhinnen. Den embryonale perioden varer fra uke 2 til og med uke 8 og kjennetegnes av dannelsen av kroppens grunnstruktur. Det er i denne perioden at kimlagene dannes, nervesystemet begynner å utvikles, og embryoet går fra å være en flat celleplate til å få en tredimensjonal form. Deretter følger fosterperioden, som preges av vekst og modning av allerede etablerte strukturer.

Den embryonale perioden er altså den mest sårbare fasen i utviklingen. De fleste store misdannelser oppstår nettopp her, fordi organanleggene formes og komplekse prosesser må skje i korrekt rekkefølge. Derfor er kunnskap om embryologi grunnleggende både for å forstå normal anatomi og for å kunne forklare medfødte feil og sykdommer.

Embryologisk utvikling styres av presise biologiske signaler. Cellene i embryoet kommuniserer gjennom signalmolekyler og transkripsjonsfaktorer som bestemmer hvilke gener som skal aktiveres. Dette gjør at cellene gradvis mister sin opprinnelige totipotente egenskap – evnen til å bli hva som helst – og i stedet spesialiseres mot ulike vevstyper.

I løpet av de første fire ukene skjer noen av de mest grunnleggende prosessene i menneskets utvikling: befruktning, implantasjon, dannelse av bilaminær og senere trilaminær kimskive, gastrulasjon, neurulasjon og embryonal folding. Disse danner til sammen grunnlaget for alle kroppens organer og vev.

Oversikt over utviklingsperiodene

Menneskets utvikling etter befruktningen deles inn i tre hovedfaser: den preembryonale perioden, den embryonale perioden og fosterperioden. Denne inndelingen gjør det lettere å forstå hvordan embryoet gradvis går fra én celle til et ferdig utviklet foster.

Den preembryonale perioden varer fra befruktningen til og med første uke. Den starter når en sædcelle og en eggcelle smelter sammen i egglederen og danner en zygote. Denne cellen inneholder et komplett kromosomsett – halvparten fra mor og halvparten fra far. Zygoten er totipotent, det vil si at den har potensiale til å danne alle typer celler, inkludert de som utgjør både selve embryoet og støttevevene rundt. I løpet av den første uken deler zygoten seg gjentatte ganger gjennom kløyvning (cleavage). Antallet celler øker, men den totale størrelsen på strukturen forblir den samme.
Etter noen dager dannes en morula, en kompakt celleklynge som snart utvikles videre til en blastocyst. Blastocysten består av en ytre cellemasse (trofoblast) og en indre cellemasse (embryoblast). Rundt dag seks til åtte fester blastocysten seg til livmorveggen – en prosess kalt implantasjon.

Den embryonale perioden strekker seg fra uke 2 til og med uke 8 og omfatter alle de store morfologiske forandringene som danner kroppens grunnstruktur. I denne perioden oppstår tre viktige prosesser: dannelsen av kimlagene (gastrulasjon), utviklingen av nervesystemet (neurulasjon) og embryonal folding som gir embryoet sin tredimensjonale form. Denne fasen er den mest kritiske i menneskets utvikling. Selv små forstyrrelser kan føre til alvorlige misdannelser fordi de fleste organsystemer begynner å dannes nettopp her.

Etter den åttende uken regnes embryoet som et foster. I fosterperioden vokser og modnes allerede etablerte strukturer. Grunnformen av kroppen og organanleggene er da ferdig dannet, og prosessene som følger handler i hovedsak om vekst, differensiering og funksjonell modning frem til fødselen.

Utviklingsperiodene kan også forstås som en gradvis overgang fra potensial til spesialisering. De tidligste cellene er helt udifferensierte og kan danne alle typer vev. Etter hvert begrenses dette potensialet gjennom nøyaktig regulert genaktivering, slik at cellene tilegner seg bestemte funksjoner og danner de spesifikke strukturene som til sammen blir et menneske.

Uke 1: Befruktning, kløyvning og implantasjon

Befruktningen

Befruktningen markerer starten på et nytt individ. Den skjer vanligvis i den ytterste delen av egglederen, kalt ampulla, omkring 24 timer etter eggløsning. Før sædcellene kan befrukte egget må de gjennomgå kapasitering, en modningsprosess i kvinnens reproduksjonskanal som gjør dem i stand til å trenge gjennom eggcellens ytre lag. Når en sædcelle når frem til egget, frigjøres enzymer fra hodet i en reaksjon som kalles akrosomreaksjon. Disse enzymene bryter ned zona pellucida – et beskyttende glykoproteinlag rundt egget – slik at sædcellen kan smelte sammen med eggcellens membran.

Når membranene smelter sammen, trekkes sædcellen inn i egget, og kjernene fra de to cellene forenes. Denne sammensmeltingen danner zygote, den første cellen i et nytt menneske. Zygoten har et komplett kromosomsett på 46 kromosomer, hvor halvparten stammer fra mor og halvparten fra far. Befruktningen fastsetter dermed både det genetiske kjønn og det individuelle arvestoffet.

Etter at sædcellen har trengt inn, forhindres videre befruktning ved at zona pellucida endrer struktur – en mekanisme som kalles kortikal reaksjon. Dette sikrer at bare én sædcelle bidrar med genetisk materiale.

Kløyvning (cleavage)

Rett etter befruktningen begynner zygoten å dele seg gjentatte ganger ved mitotisk celledeling, en prosess kalt kløyvning. Delingene skjer raskt og uten at embryoet øker i størrelse, slik at cellene – kalt blastomerer – blir stadig mindre. Etter omtrent tre døgn består embryoet av 16 celler og omtales som en morula.

Morulaen når livmoren omkring dag 4–5. På dette tidspunktet dannes et væskefylt hulrom inne i cellemassen, og strukturen kalles nå en blastocyst. Blastocysten består av to tydelig forskjellige celletyper: en indre cellemasse (embryoblast), som senere skal danne selve embryoet, og en ytre cellemasse (trofoblast), som skal bidra til å danne morkaken. Væsken mellom cellene danner blastocystkaviteten.

Celledelingene under kløyvningen endrer gradvis cellenes potensial. Zygoten er totipotent – den kan gi opphav til alle celletyper, inkludert støttevev som morkake og fosterhinner. Etter hvert som delingene fortsetter, blir cellene pluripotente, det vil si at de kan danne alle kroppens vev, men ikke lenger støttevev.

Implantasjon

Når blastocysten når livmorhulen, må den feste seg til slimhinnen i livmorveggen for å kunne vokse videre. Denne prosessen kalles implantasjon og starter vanligvis omkring dag seks etter befruktningen. Blastocysten binder seg til endometriet, og cellene i den ytre trofoblasten begynner å dele seg og danne to lag: cytotrofoblast, som ligger nærmest embryoet, og syncytiotrofoblast, som vokser inn i livmorslimhinnen. Syncytiotrofoblasten er en flerkjernet cellemasse som skiller ut enzymer som bryter ned endometriet og gjør at embryoet gradvis ”graver seg ned” i vevet.

Etter hvert dannes små hulrom i syncytiotrofoblasten, kalt lacuner. Disse fylles med blod fra mors kapillærer og danner grunnlaget for den uteroplacentære sirkulasjonen – det tidligste forbindelsesleddet mellom mor og embryo. Når implantasjonen er fullført, er embryoet helt omsluttet av endometriet, og overflaten lukkes igjen. Hos noen kvinner kan denne prosessen gi en lett implantasjonsblødning, som ofte forveksles med en svak menstruasjon.

Implantasjonen er en nøye regulert prosess som krever både riktig tidspunkt i menstruasjonssyklusen og et mottakelig endometrium. Dersom implantasjonen skjer utenfor livmoren, oftest i egglederen, oppstår et ektopisk svangerskap. Dette er en medisinsk nødsituasjon som kan føre til blødning og krever behandling.

Flerlinger

Noen ganger utvikles mer enn ett embryo etter befruktningen. Dersom to ulike egg befruktes av to sædceller, dannes dizygote (toeggede) tvillinger, som genetisk sett er søsken. Dersom ett befruktet egg deler seg tidlig i utviklingen, før eller etter implantasjonen, dannes monozygote (eneggede) tvillinger. Tidspunktet for delingen avgjør om de får hver sin morkake og fostersekk, eller om de deler disse strukturene. Dersom delingen skjer for sent, kan det føre til sammensmeltede tvillinger (sammenvokste embryoer).

Uke 2 – Den bilaminære kimskiven og hulromdannelse

I løpet av den andre uken etter befruktningen er blastocysten fullstendig implantert i livmorveggen. Nå går utviklingen over i en fase der cellene begynner å organiseres i lag og hulrom, og de første anatomiske strukturene i embryoet etableres. Dette er en overgang fra en enkel celleklump til en tydelig strukturert kimskive.

Den bilaminære kimskiven

Den indre cellemassen, embryoblasten, organiseres nå i to cellelag som til sammen danner den bilaminære kimskiven. Det øverste laget kalles epiblast, og det nederste laget kalles hypoblast.

Epiblasten består av høye sylindriske celler som vender mot et nyoppstått hulrom – amnionhulen. Dette laget gir senere opphav til selve embryoet og til amnion, fosterets indre hinner. Hypoblasten består av kubiske celler som vender ned mot den kommende plommesekken. Den danner ingen deler av selve fosteret, men spiller en viktig rolle i tidlig strukturering og signalering.

Kimskiven markerer embryoets plan, og det oppstår allerede nå en kranio-kaudal akse (hode–hale-retning) og en dorsal–ventral orientering. Disse retningene danner grunnlaget for all senere differensiering og kroppslig symmetri.

Dannelsen av hulrom

I uke 2 oppstår flere viktige hulrom som legger til rette for videre utvikling: amnionhulen, plommesekken, chorionhulen og connective stalk.

Amnionhulen dannes mellom epiblasten og cytotrofoblasten. Her utvikles senere amnion, fosterhinnene som omslutter og beskytter embryoet. Amnionvæsken som etter hvert fyller hulen, fungerer som støtdemper og bidrar til at embryoet kan bevege seg fritt.

På motsatt side av kimskiven, mot hypoblasten, dannes primær plommesekk (yolk sac). Denne erstattes etter kort tid av en sekundær plommesekk, som spiller en viktig rolle i tidlig ernæring av embryoet før placenta er etablert. Plommesekken er også stedet hvor de første blodcellene og blodkarene dannes.

Etter hvert som utviklingen fortsetter, dannes det et større hulrom i den ekstraembryonale mesodermen som kalles chorionhulen (ekstraembryonalt coelom). Denne omgir embryoet og plommesekken, og vil senere bidra til å forme morkaken.

Mellom embryoet og trofoblasten oppstår en stilk av mesodermalt vev kalt connective stalk, som etter hvert blir til navlestrengen.

Utero-placentær sirkulasjon

Mens kimskiven og hulrommene dannes, fortsetter trofoblasten å vokse inn i livmorslimhinnen. Syncytiotrofoblasten utvikler små hulrom, lacuner, som smelter sammen og fylles med blod fra mors kapillærer. Samtidig utvikles et nettverk av blodårer i den cytotrofoblastiske delen.

Dette danner grunnlaget for den utero-placentære sirkulasjonen, som etter hvert skal sørge for gassutveksling og næring mellom mor og foster. På dette tidspunktet er blodomløpet fremdeles ikke direkte koblet, men næringsstoffer og avfallsstoffer diffunderer gjennom cellelagene.

Ved slutten av uke 2 har embryoet fått en tydelig struktur og flere hulrom som legger grunnlaget for videre utvikling. Den bilaminære kimskiven består av epiblast og hypoblast, som markerer de første anatomiske lagene. Amnionhulen, plommesekken, chorionhulen og connective stalk er dannet. I tillegg er utero-placentær sirkulasjon etablert, noe som sikrer embryoet tilgang til næring og oksygen.

Denne uken avsluttes idet embryoet er klart for neste store fase: gastrulasjonen, hvor de tre kimlagene dannes.

Uke 3 – Gastrulasjon og dannelse av de tre kimlagene

Uke 3 markerer starten på en av de mest fundamentale hendelsene i hele embryoutviklingen: gastrulasjon. Denne prosessen forvandler den bilaminære kimskiven – som til nå bare har bestått av to cellelag – til en trilaminær kimskive med tre lag: ektoderm, mesoderm og endoderm. Disse tre lagene utgjør grunnlaget for alle kroppens vev og organer. Gastrulasjonen gir embryoet en tydelig kroppsakse og er selve begynnelsen på differensieringen av celler mot spesifikke funksjoner.

Primitivstripen og cellevandring

Gastrulasjonen starter med dannelsen av primitivstripen, en langsgående struktur som oppstår på overflaten av epiblasten i den kaudale enden av kimskiven. Den vokser fremover mot den kraniale enden og danner en midtlinje i embryoet. I den kraniale enden av stripen finnes en liten forhøyning kalt primitivknuten, som inneholder en liten åpning – primitivgropen.

Celler fra epiblasten begynner å bevege seg inn mot primitivstripen. Når de når midten, invaginerer de – det vil si at de dykker ned under overflaten. Denne bevegelsen kalles epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) og innebærer at cellene mister sin tette epitelkarakter, løsner fra hverandre og blir vandrende mesenchymale celler.

De første cellene som invaginerer, fortrenger hypoblasten og danner et nytt indre cellelag – endoderm. De neste cellene legger seg mellom endoderm og epiblast og danner mesoderm. Celler som blir igjen på overflaten, utgjør ektoderm. Resultatet er den trilaminære kimskiven.

Gjennom denne bevegelsen etableres også embryoets hovedakser:

  • Cranial–caudal akse (hode–hale)
  • Dorsal–ventral akse (rygg–buk)
  • Høyre–venstre akse

Disse aksene danner et koordinatsystem som bestemmer hvor ulike strukturer skal utvikles.

Notokorden – kroppens primære støtte og signalsenter

Midt i mesodermen dannes en viktig struktur kalt notokorden. Den utvikles fra celler som vandrer fremover fra primitivknuten i midtlinjen. Notokorden fungerer som et akseorgan og er den første stive støttestrukturen i embryoet. Den definerer kroppens midtlinje og danner grunnlaget for ryggsøylens plassering.

Enda viktigere er notokordens rolle som induktiv struktur. Den utskiller signalstoffer – blant annet Sonic Hedgehog (SHH) – som påvirker cellene i overliggende ektoderm og stimulerer dannelsen av neuralplaten, forløperen til nervesystemet. Notokorden forsvinner etter hvert som ryggsøylen dannes, men rester av den blir igjen som nucleus pulposus i mellomvirvelskivene.

Kimlagene – de tre grunnlagene for kroppen

Etter gastrulasjonen består embryoet av tre distinkte kimlag, som hver skal gi opphav til bestemte deler av kroppen.

Ektoderm – det ytre laget
Ektodermen danner strukturer som har kontakt med omverdenen. Den gir opphav til:

  • Hudens overflate og dens kjertler
  • Hår og negler
  • Nervesystemet (hjerne, ryggmarg og perifere nerver)
  • Øyets linse og hornhinne
  • Emaljen på tennene
  • Epitel i munnhule og endetarm

Mesoderm – kroppens reisverk
Mesodermen danner støtte- og bevegelsesapparatet, sirkulasjonssystemet og mye av bindevevet i kroppen. Den gir opphav til:

  • Paraksial mesoderm, som danner somitter (forløpere til muskler, knokler og dermis)
  • Intermediær mesoderm, som danner nyrer og gonader
  • Lateralplate-mesoderm, som danner sirkulasjonssystemet, kroppens hulrom og glatt muskulatur i indre organer
  • Hjertet, blodkar og blodceller
  • Bindevev og benvev
  • Adrenal cortex (binyrebark)

Endoderm – kroppens indre epitel
Endodermen gir opphav til alle indre overflater og mange kjertelorganer:

  • Epitel i fordøyelseskanalen og luftveiene
  • Lever og pankreas
  • Skjoldbruskkjertel, biskjoldbruskkjertler og thymus
  • Urinblærens og urinrørets epitel
  • Epitelet i mellomøret og øretrompeten

Utvikling av kroppsakser og høyre–venstre-asymmetri

Gastrulasjonen handler ikke bare om å danne kroppens tre kimlag, men også om å bestemme hvor alt skal ligge. Embryoet må få en tydelig retning – foran og bak, høyre og venstre, rygg og buk – for at organene skal havne på riktig plass. Denne romlige organiseringen kalles akseetablering, og den styres av et nøye koordinert samspill mellom signalmolekyler som påvirker hvordan genene uttrykkes i ulike deler av embryoet.

Flere signalveier samarbeider for å danne dette mønsteret. Molekyler som Sonic Hedgehog (SHH), Bone Morphogenetic Protein (BMP), Fibroblast Growth Factors (FGF) og Wnt-proteiner fungerer som morfogener – stoffer som diffunderer gjennom vevet og danner konsentrasjonsgradienter. Cellene «leser» hvor mye av signalet de mottar, og bestemmer identiteten sin ut fra det. På denne måten kan et ensartet cellelag gradvis organiseres til en struktur med tydelig forside, bakside, høyre- og venstreside.

Et spesielt interessant aspekt er etableringen av høyre–venstre-asymmetri, altså hvorfor hjertet, leveren og milten havner på sine karakteristiske sider. Denne forskjellen oppstår tidlig under gastrulasjonen. I området rundt primitivknuten finnes små bevegelige flimmerhår som skaper en svak væskestrøm fra høyre mot venstre. Denne strømmen fordeler bestemte signalmolekyler – særlig Nodal – slik at de samler seg på venstre side av embryoet.

Når Nodal aktiveres på venstre side, skrus en rekke gener på som styrer plasseringen og rotasjonen av organene. Samtidig hemmes de samme signalene på høyre side, slik at kroppen utvikler et stabilt høyre–venstre-mønster. Dersom flimmerhårene ikke fungerer, eller signalene forstyrres, kan asymmetrien bli tilfeldig. Da kan organene utvikles som speilbilder, en tilstand kalt situs inversus, eller mer komplekse rotasjonsfeil i thorax og abdomen.

Klinisk relevans

Gastrulasjonen er avgjørende for normal utvikling, og feil i denne fasen kan gi alvorlige misdannelser. Dersom primitivstripen ikke dannes riktig, kan embryoet mangle viktige strukturer som notokord og ryggsøyle. Dersom stripen vedvarer lenger enn normalt, kan det føre til sakrokoccygeale teratomer – svulster som inneholder vev fra alle tre kimlag.

Andre defekter kan oppstå dersom cellevandringen eller akseutviklingen forstyrres, noe som kan gi alvorlige nevralrørsdefekter, asymmetrier eller feil i organplassering.

Oppsummering av uke 3

Uke 3 er kjernen i embryonalutviklingen. Den bilaminære kimskiven forvandles til en trilaminær struktur gjennom gastrulasjon, og embryoet får sine første akser og lag. Notokorden dannes som et sentralt signalsenter, og de tre kimlagene etableres med sine bestemte skjebner:

  • Ektoderm: hud og nervesystem
  • Mesoderm: muskler, skjelett, blodkar og bindevev
  • Endoderm: epitel i indre organer

Ved slutten av uke 3 er forutsetningene lagt for neste store hendelse – neurulasjonen, hvor nervesystemet begynner å dannes fra ektoderm under påvirkning fra notokorden.

Uke 4 – Neurulasjon og dannelse av nervesystemet

I løpet av den fjerde uken begynner ektodermen å formes til nervesystemet i en prosess som kalles neurulasjon. Denne prosessen følger rett etter gastrulasjonen og styres av signaler fra notokorden, som ligger under ektodermen. Samspillet mellom disse strukturene fører til dannelsen av neuralplaten, neuralrøret og neuralcrest-cellene – de første elementene i kroppens nervesystem.

Induksjon av neuralplaten

Neurulasjonen starter når notokorden sender ut signalstoffer, særlig Sonic Hedgehog (SHH), som hemmer BMP-signaler i den overliggende ektodermen. Dette gjør at cellene i midtlinjen endrer karakter og blir neuroektoderm, forløperen til nervesystemet. Celler i dette området forlenges og danner en tykk, flat struktur som kalles neuralplaten. Neuralplaten strekker seg fra den kraniale enden til omtrent midten av embryoet og markerer den fremtidige plasseringen av hjernen og ryggmargen.

Dannelsen av neuralfuren og neuralrøret

Når utviklingen fortsetter, begynner kantene av neuralplaten å heve seg og danne neuralfolder på hver side av en midtfure, neuralfuren. Etter hvert nærmer foldene seg hverandre og smelter sammen i midtlinjen, slik at det dannes et rør – neuralrøret.

Sammensmeltingen starter omtrent midt på embryoet, i nivå med de fremtidige halsregionene, og fortsetter både fremover (kranialt) og bakover (kaudalt). De åpne endene kalles neuroporer. Den kraniale neuroporen lukkes rundt dag 25, mens den kaudale lukkes omtrent to dager senere. Når begge neuroporene er lukket, er neuralrøret fullstendig dannet og skilt fra overliggende ektoderm.

Etter lukking danner den kraniale delen av røret grunnlaget for hjernen, mens den kaudale delen utvikles til ryggmargen. Veggen i neuralrøret består av neuroepitelceller som senere skal gi opphav til alle typer nerveceller og gliaceller i sentralnervesystemet.

Neuralcrest-cellene

Langs kantene av neuralplaten, der den grenser mot den vanlige ektodermen, oppstår en spesiell gruppe celler kalt neuralcrest-celler (nevrallisteceller). De dannes fra neuroektoderm, altså fra samme cellelag som nervesystemet, men de utvikles i overgangssonen mellom neuralplaten og overflateektodermen.

Når neuralrøret lukkes, løsner neuralcrest-cellene fra toppen av neuralfoldene. De mister da sin epitelkarakter og blir mesenchymale celler – vandrende, fleksible og svært differensieringsdyktige. Denne overgangen kalles en epitel–mesenkymal transformasjon (EMT), og den gjør neuralcrest-cellene i stand til å migrere gjennom hele embryoet.

Neuralcrest-cellene er bemerkelsesverdige fordi de fungerer som pluripotente stamceller: de kan gi opphav til mange ulike celletyper og strukturer i kroppen. De danner blant annet:

  • Det perifere nervesystemet, inkludert spinal- og kranialganglier
  • Autonome ganglier og binyremargen
  • Schwann-celler som danner myelin rundt perifere nerver
  • Melanocytter i huden
  • Bindevev, brusk og deler av kraniet og ansiktet

Neuralcrest-cellene har altså både ektodermalt opphav (fra neuroektoderm) og mesenchymal oppførsel, noe som gjør dem unike i embryologien. Forstyrrelser i deres migrasjon eller differensiering kan føre til en rekke sykdommer, samlet under betegnelsen nevrocristopatier. Eksempler er Hirschsprungs sykdom, der enteriske ganglier i tarmen mangler, og ulike kraniofaciale misdannelser der deler av hode- og halsstrukturer ikke utvikles normalt.

Klinisk relevans

Feil i lukking av neuralrøret kan føre til nevralrørsdefekter. Dersom den kraniale neuroporen ikke lukker seg, oppstår anencefali, en alvorlig og dødelig tilstand der store deler av hjernen mangler. Dersom den kaudale neuroporen ikke lukker seg, får man spina bifida, som kan variere fra mild (okkultert) til alvorlig (myelomeningocele). Disse defektene forebygges i stor grad ved tilstrekkelig tilførsel av folsyre (vitamin B9) før og tidlig i svangerskapet.

Embryonal folding

Etter at neuralrøret er lukket, går embryoet inn i en ny fase der den flate kimskiven begynner å foldes og få tredimensjonal form. Denne prosessen kalles embryonal folding og foregår hovedsakelig i løpet av fjerde uke. Resultatet er at embryoet får en sylindrisk kropp med et avgrenset hode, hale og kroppsvegg. Samtidig lukkes tarmrøret, og kroppshulene etableres. Folding er altså den prosessen som gir menneskeembryoet sin grunnleggende kroppsform.

Cephalocaudal folding (hode–hale-folding)

Den første bevegelsen skjer i lengderetningen. Den kraniale og kaudale enden av kimskiven bøyes nedover mot den ventrale siden, slik at embryoet får en tydelig hodeende og haleende.

I den fremre enden vokser nevralrøret raskt, og hjernen begynner å utvide seg. Dette gjør at den kraniale delen bøyes ventralt, slik at hjernen bringes frem foran hjerteløkken. Hjertet, som først dannes foran hjerneanlegget, blir dermed liggende under hodet etter foldingen. Samtidig dannes munnhulen (stomodeum) mellom hjertet og hjernen.

I den kaudale enden skjer en tilsvarende bevegelse. Haleenden bøyes fremover, og strukturer som kloakkmembranen og allantois flyttes til embryoets ventrale side. Denne bevegelsen bidrar også til at en del av plommesekken blir trukket inn i embryoet, og danner den fremre og bakre tarmen (for- og baktarm). Midtdelen av plommesekken forblir forbundet med embryoet via ductus vitellinus, som etter hvert forsvinner.

Lateralfolding (sidefolding)

Samtidig med bevegelsene i lengderetningen skjer en folding i tverrretningen. Embryoet bøyes langs sidene slik at kroppens venstre og høyre kanter møtes på midtlinjen og smelter sammen. Dette skjer fordi mesodermen vokser raskt, mens ektodermen og endodermen holdes på plass. Resultatet er at embryoet blir sylinderformet, og den opprinnelig flate tarmkanalen lukkes til et rør.

Lateralfoldingen gjør også at den intraembryonale coelomhulen (kroppshulen) dannes, og at kroppsveggen lukkes ventralt. Her ligger grunnlaget for brysthulen, bukhulen og perikardhulen. Samtidig omslutter amnion hele embryoet, slik at det flyter fritt i amnionvæsken.

Resultatet av embryonal folding

Ved slutten av uke 4 har embryoet gått fra å være en flat kimskive til å bli en tredimensjonal struktur.

  • Kroppsplanen er nå etablert med tydelig hode, hale, høyre og venstre side.
  • Tarmrøret er dannet ved innrulling av plommesekken og vil senere utvikles til fordøyelseskanalen.
  • Kroppshulene (thorax og abdomen) er lukket.
  • Amnion omslutter hele embryoet og danner en beskyttende væskefylt sekk.
  • Navlestrengen (tidligere connective stalk) inneholder nå blodkar som forbinder embryoet med placenta.

Embryonal folding markerer overgangen fra den tidlige planleggingsfasen til en form der kroppen får sin grunnleggende anatomi. Fra og med dette tidspunktet er de viktigste akser og hulrom etablert, og embryoet er klart for neste fase: organogenesen, hvor de ulike organsystemene begynner å formes.