Konsepsi adalah hasil proses pembuahan sel sperma pada telur yang kita kenal dengan istilah fertilisasi. Periode ini adalah awal terjadinya kehamilan pada seorang wanita. Sang calon ibu mungkin tidak menyadari proses ini terjadi dalam tubuhnya, karena tidak ada perubahan atau  gangguan yang dirasakan ibu. Akan tetapi, periode ini sampai trimester pertama (tiga pertama) adalah masa yang sangat penting dan kritis bagi perkembangan janin, karena merupakan masa pembentukan awal yang sangat memengaruhi pertumbuhan dan kehidupan janin selanjutnya sampai lahir.

Pranatal atau perkembangan di dalam rahim berlangsung sekitar 9 bulan hitungan kalender matahari (10 bulan kalender bulan) atau 38–40 minggu, bergantung metode penghitungan yang digunakan. (Hitungan kalender bulan adalah 28 hari). Jika dihitung dari hari terjadinya konsepsi, tahapan kehidupan ini berlangsung selama 38 minggu atau 9½ bulan kalender bulan. Jika dihitung dari hari pertama haid terakhir, rata-rata lama masa pranatal adalah 10 bulan kalender bulan atau 40 minggu.

Biasanya, masa kehamilan dibagi ke dalam 3 periode yang disebut trimester, masing-masing trimester berlangsung selama 3 bulan. Setiap trimester memiliki tanda-tanda tertentu yang menandai perubahan perkembangan pada ibu dan janin. Dua fase perkembangan dalam rahim juga berdasarkan penghitungan trimester.. Fase embrionik di trimester pertama dan fase janin trimester kedua dan ketiga.

Fase embrionik merupakan periode perkembangan ovum yang telah dibuahi menjadi organisme yang memiliki sebagian besar bentuk manusia. Periode ini meliputi 8 minggu usia kehamilan.

Dalam 3 minggu pertama kehidupan, jaringan embrio berdiferensiasi menjadi 3 lapisan—ektoderm (lapisan luar), mesoderm (lapisan tengah), dan endoderm atau entoderm (lapisan dalam). Ektoderm dan endoderm terbentuk pada minggu ke-2; mesoderm terbentuk pada minggu ke-3. Dari permulaan minggu ke-3 hingga minggu ke-8 setelah konsepsi, ketiga lapisan tersebut membentuk struktur dasar seluruh sistem dan organ kompleks tubuh. Sebagai contoh, lapisan ektoderm membentuk otak dan tulang belakang, mesoderm membentuk jantung, dan endoderm membentuk kandung kemih dan uretra (Pillitteri, 2003).

Tiga peristiwa lain yang terjadi selama tiga minggu pertama kehamilan:

1. Embrio tertanam di endometrium uterus.
2. Membran janin berdiferensiasi menjadi korion, bakal plasenta dan amnion, serta bakal kantung amnion.
3. Plasenta mulai berfungsi. Plasenta merupakan organ datar berbentuk pipih dan memiliki banyak sistem sirkulasi darah. Normalnya, plasenta terbentuk di segmen atas endometrium uterus (lapisan dalam rahim). Fungsinya untuk pertukaran nutrisi dan gas antara embrio atau janin dan ibu.

Perkembangan fase janin dikarakteristikkan dengan periode pertumbuhan ukuran janin yang cepat. Faktor genetik dan lingkungan memengaruhi pertumbuhan janin.

Pada akhir trimester ke-2, atau usia 6 bulan menurut kalender bulan, bentuk janin menyerupai bayi yang kecil. Lemak yang terdapat di bawah kulit sangat sedikit sehingga kulit tampak berkerut, merah, dan transparan. Pembuluh darah yang terdapat di bawahnya terlihat jelas. Lapisan pelindung, yang disebut verniks kaseosa, mulai terbentuk pada kulit. Substansinya menyerupai keju dan berwarna putih, yang menempel pada kulit dan tebalnya sampai seperdelapan cm saat lahir. Lanugo, yaitu rambut-rambut halus, juga menutupi tubuh. Pada usia kehamilan sekitar 5 bulan, ibu pertama kali merasakan gerakan janin (quickening), dan denyut jantung janin dapat didengar.

Pada akhir trimester ke-3 (9½ bulan menurut kalender bulan), janin telah berkembang kurang lebih mencapai pajang badan 50 cm dan berat janin 3,2–3,4 kg. Lanugo menghilang, dan warna kulit lebih normal dan kerutan pada kulit berkurang. Lemak subkutan yang bertambah membuat bayi tampak lebih montok; masa dua bulan terakhir di dalam rahim sebagian besar bertujuan untuk meningkatkan berat badan janin. Kotak 22–1 berisi daftar faktor-faktor maternal yang dapat menyebabkan risiko bayi BBLR (berat badan lahir rendah) lebih tinggi.

Perubahan yang Terjadi pada Ibu

Selama tahap perkembangan di dalam rahim, embrio atau janin bergantung pada aliran darah ibu melalui plasenta untuk memenuhi kebutuhan dasarnya guna bertahan hidup. Kesehatan ibu sangat penting untuk mencapai pertumbuhan dan perkembangan janin yang sesuai masa kehamilan.

Beberapa faktor pada ibu yang meningkatkan risiko BBLR

Berat badan sebelum kehamilan rendah (di bawah normal)

Pertambahan berat badan selama kehamilan kurang dari 10,5 kg

Perawatan pranatal yang kurang

Berusia 16 tahun atau kurang atau 35 tahun atau lebih

Tingkat sosial ekonomi rendah

Nutrisi yang buruk selama kehamilan

Merokok selama kehamilan

Mengonsumsi obat-obatan terlarang atau alkohol selama kehamilan

Komplikasi selama kehamilan, status kesehatan yang buruk, terpajan infeksi

Tingkat stres yang tinggi, termasuk penganiayaan fisik dan emosi

Catatan: Dari Health Promotion Strategies Through the Life Span, ed. 7. (hlm. 309), oleh R. B. Murray

dan J. P. Zentner, 2001. Dicetak ulang dengan izin.

Oksigen

Aliran darah ibu hamil mengalami peningkatan sebesar sepertiga aliran darah normal untuk memenuhi kebutuhan oksigen janin, dan mencapai puncaknya pada 8 bulan kehamilan; frekuensi pernapasan meningkat sekitar 40%, curah jantung meningkat secara bermakna. Pada awalnya, jantung embrio berada di bagian luar tubuh, tetapi organ tersebut masuk ke dalam dada pada awal trimester ke-2. Oleh sebab itu, apabila terjadi gangguan pada trimester ke-2 ini, bayi dapat mengalami kelainan letak jantung.

Sirkulasi janin mengalir dari plasenta melalui dua arteri umbilikus yang membawa darah yang miskin oksigen keluar dari janin. Setelah 20 minggu kehamilan, denyut jantung janin dapat didengar melalui fetoskop (alat khusus untuk mendengar detak jantung janin); pada usia 10 bulan, denyut jantung dapat didengar dengan menggunakan stetoskop Doppler ultrasonografi.

Nutrisi dan Cairan

Janin memperoleh makanan dari sirkulasi plasenta dan dengan menelan cairan amnion. Kebutuhan nutrisi terpenuhi pada ibu yang melakukan diet seimbang dengan kandungan kalori yang cukup untuk memenuhi kebutuhan ibu dan janinnya.

Asam folat, salah satu jenis vitamin B, dalam jumlah yang cukup penting untuk mencegah defek tuba neural atau NTD [neural tube defect] (contohnya, spina bifida) pada janin. Salah satu tujuan Healthy People 2010 adalah untuk meningkatkan proporsi kehamilan yang dimulai dengan pemenuhan kadar asam folat optimum (USDHHS, 2000). Defek tuba neural terjadi pada minggu-minggu pertama perkembangan janin. Oleh sebab itu, wanita yang berkemungkinan hamil dianjurkan mengonsumsi 400 mikrogram asam folat per hari. Wanita juga dianjurkan mengonsumsi makanan yang banyak mengandung folat (seperti sayuran hijau, jeruk, kacang polong kering) dan suplemen vitamin yang mengandung asam folat.

Istirahat dan Aktivitas

Janin tidur hampir sepanjang waktu tetapi tetap membentuk pola tidur-bangun yang dapat terus berlanjut setelah lahir. Aktivitas janin dapat dirasakan oleh ibu antara bulan keempat dan kelima kehamilan.

Pengeluaran Feses dan Kemih

Feses janin yang dibentuk di usus berasal dari cairan amnion yang tertelan selama di dalam rahim, tetapi normalnya tidak dikeluarkan hingga setelah kelahiran. Oksigenasi janin yang tidak adekuat selama trimester ke-3 dapat menyebabkan relaksasi sfingter anus dan keluarnya feses ke dalam cairan amnion. Normalnya, urine dikeluarkan ke dalam cairan amnion pada saat ginjal matur (16–20 minggu).

Pengaturan Suhu

Cairan amnion yang mengelilingi janin dapat menciptakan lingkungan dengan suhu yang konstan. Perubahan yang bermakna pada suhu tubuh ibu dapat mengubah suhu cairan amnion dan janin. Suhu tubuh yang meningkat secara bermakna akibat penyakit, berendam di air panas, atau sauna dapat menyebabkan bayi cacat lahir.

Keselamatan

Sistem tubuh terbentuk selama periode embrionik. Hal ini menyebabkan embrio sangat rentan mengalami kerusakan oleh zat-zat yang bersifat teratogen, yaitu zat-zat yang dapat membahayakan perkembangan sel-sel normal pada embrio atau janin (Venes, 2001). Pengetahuan adanya kemungkinan kehamilan sangat penting pada pemberian obat-obatan yang bersifat teratogen untuk menghindari efek yang merusak pada janin. Selain itu, wanita harus menghindari pemeriksaan radiografi (sinar-x).

Kebiasaan merokok dan mengonsumsi alkohol dapat mempengaruhi lingkungan janin. Menurut para ahli merokok selama kehamilan dianggap sebagai penyebab berat badan lahir rendah atau BBLR dan juga dikaitkan dengan bayi lahir mati, sindrom kematian bayi mendadak (sudden infant death syndrome [SIDS]), palatum sumbing (sumbing di bagian langit-langit mulut), dan bibir sumbing. Curet dan Hsi (2002) melaporkan bahwa “pajanan alkohol selama periode kehamilan meningkatkan risiko berat badan lahir rendah, abnormalitas perkembangan dan perilaku, aborsi spontan, dan bayi lahir mati

From Wikipedia, the free encyclopedia

Organs derived from each germ layer. Image from NCBI.

A germ layer is a group of cells, formed during animal embryogenesis. Germ layers are particularly pronounced in the vertebrates; however, all animals more complex than sponges (eumetazoans and agnotozoans) produce two or three primary tissue layers (sometimes called primary germ layers). Animals with radial symmetry, like cnidarians, produce two germ layers (the ectoderm and endoderm) making them diploblastic. Animals with bilateral symmetry produce a third layer between these two layers (appropriately called the mesoderm) making them triploblastic. Germ layers eventually give rise to all of an animal’s tissues and organs through the process of organogenesis.

//

[edit] Germ layers

Gastrulation of a diploblast: The formation of germ layers from a (1) blastula to a (2) gastrula. Some of the ectoderm cells (orange) move inward forming the endoderm (red).

Caspar Friedrich Wolff observed organization of the early embryo in leaf-like layers. Later, Heinz Christian Pander discovered germ layers while studying chick embryos.

Among animals, sponges show the simplest organization, having a single germ layer. Although they have differentiated cells (e.g. collar cells), they lack true tissue coordination. Diploblastic animals, Cnidaria and ctenophores, show an increase in complexity, having two germ layers, the endoderm and ectoderm. Diploblastic animals are organized into recognisable tissues. All higher animals (from flatworms to humans) are triploblastic, possessing a mesoderm in additition to the germ layers found in Diploblasts. Triploblastic animals develop recognisable organs.

[edit] Development

Fertilization leads to the formation of a zygote. During the next stage, cleavage, mitotic cell divisions transform the zygote into a tiny ball of cells, a blastula. This early embryonic form undergoes gastrulation, forming a gastrula with either two or three layers (the germ layers). In all vertebrates, these are the forerunners of all adult tissues and organs.

The appearance of the archenteron marks the onset of gastrulation.

In humans, after about three days, the zygote forms a solid mass of cells by mitotic division, called a morula. This then changes to a blastocyst, consisting of an outer layer called a trophoblast, and an inner cell mass called the embryoblast. Filled with uterine fluid, the blastocyst breaks out of the zona pellucida and undergoes implantation. The inner cell mass initially has two layers: the hypoblast and epiblast. At the end of the second week, a primitive streak appears. The epiblast in this region moves towards the primitive streak, dives down into it, and forms a new layer, called the endoderm, pushing the hypoblast out of the way (this goes on to form the amnion.) The epiblast keeps moving and forms a second layer, the mesoderm. The top layer is now called the ectoderm.

[edit] Endoderm

The endoderm produces tissue within the lungs, thyroid, and pancreas.

The endoderm is one of the germ layers formed during animal embryogenesis. Cells migrating inward along the archenteron form the inner layer of the gastrula, which develops into the endoderm.

The endoderm consists at first of flattened cells, which subsequently become columnar. It forms the epithelial lining of the whole of the digestive tube excepting part of the mouth and pharynx and the terminal part of the rectum (which are lined by involutions of the ectoderm). It also forms the lining cells of all the glands which open into the digestive tube, including those of the liver and pancreas; the epithelium of the auditory tube and tympanic cavity; the trachea, bronchi, and air cells of the lungs; the urinary bladder and part of the urethra; and the follicle lining of the thyroid gland and thymus.

The endoderm forms: the stomach, the colon, the liver, the pancreas, the urinary bladder, the lining of the urethra, the epithelial parts of trachea, the lungs, the pharynx, the thyroid, the parathyroid, and the intestines.

[edit] Mesoderm

The mesoderm aids in the production of cardiac muscle, skeletal muscle, smooth muscle, tissues within the kidneys, and red blood cells.

The mesoderm germ layer forms in the embryos of triploblastic animals. During gastrulation, some of the cells migrating inward contribute to the mesoderm, an additional layer between the endoderm and the ectoderm.

This key innovation evolved hundreds of millions of years ago and led to the evolution of nearly all large, complex animals. The formation of a mesoderm led to the development of a coelom. Organs formed inside a coelom can freely move, grow, and develop independently of the body wall while fluid cushions and protects them from shocks.

The mesoderm forms: skeletal muscle, the skeleton, the dermis of skin, connective tissue, the urogenital system, the heart, blood (lymph cells), and the spleen.

[edit] Ectoderm

The ectoderm produces tissues within the epidermis, aids in the formation of neurons within the brain, and constructs melanocytes.

The ectoderm is the start of a tissue that covers the body surfaces. It emerges first and forms from the outermost of the germ layers.

The ectoderm forms: the central nervous system, the lens of the eye, cranial and sensory, the ganglia and nerves, pigment cells, head connective tissues, the epidermis, hair, and mammary glands.

[edit] Neural crest

Because of its great importance, the neural crest is sometimes considered a fourth germ layer. It is, however, derived from the ectoderm.

[edit] References

• Evers, Christine A., Lisa Starr. Biology:Concepts and Applications. 6th ed. United States:Thomson, 2006. ISBN 0-534-46224-3.

[edit] See also

• Cellular differentiation
• Embryogenesis
• Histogenesis
• Neurulation
• Organogenesis

Stem cells have been in the news quite a bit lately.  However, there is a lot of confusion or misunderstanding about what stem cells actually are.  I have noticed that in many news stories, both in print and on tv, a basic explanation of stem cells is missing.  So, I am going to go over in very simple language what a stem cell is, what it does and why they are so important.  Most of this information comes from various classes I have taken, but there will be some additional resources at the bottom. 

First, there are actually different types of stem cells.  When you are discussing stem cells, it may not matter what actual types you are talking about, but the fact that there is not just one type of stem cell is significant.   All animals basically start off the same way.   Cells begin to divide once conception takes place.  This mass of cells are stem cells!  They are referred to as totipotent stem cells because they can become anything, anything at all.  Any organ or tissue can be made from these cells. 

At a certain point, enough cells are gathered together and a process known as gastrulation occurs.  What gastrulation does, is take the inital lump of cells and divides them into three separate and different layers of cells.  These three layers become everything in the body.  They are known as ectoderm (the outer layer),  mesoderm (middle layer) and endoderm (inner layer).  Think of an oreo cookie.  The top cookie is ectoderm, the yummy middle is mesoderm and the bottom cookie is endoderm.  These three layers are called germ layers and are also stem cells.  These are known as pluripotent stem cells because they can differentiate (or become) into body parts depending on which layer they originated.   Ectoderm makes things like skin and the nervous system.  Mesoderm makes things like muscles and bones and a couple of organs.  Endoderm results in most of the organs of the body and the deep skin known as the dermis.  So, for example, mesoderm cells have the potential to become heart cells or kidney cells.  Cool, huh?

 Once these germ layers are in place, they begin to become more specialized and form the ancestors of the actual tissues in the body.  For example, some of the mesoderm becomes mesenchyme which then becomes connective tissues like tendons or bones (yes, bones are connective tissues,  so is blood for that matter).  Mesenchyme is also considered a stem cell, but instead of being able to form anything that mesoderm is capable of, it can only become one of the various types of connective tissue.  These type of cells are known as multipotent stem cells because they can become multiple tissues within a specific tissue category like connective.  With me so far?

So, to recap and bottom line it:

1. Conception= totipotent stem cells (can become anything!)

2. Gastrulation-ectoderm, mesoderm, endoderm= pluripotent stem cells (can form only the body parts from each germ layer. Example: mesoderm can form muscles OR kidney cells).

3. More differentition= Multipotent stem cells (can form only what the differentiated cell can form like mesenchyme can form connective tissue but not muscle).

So that is it for a basic understanding of stem cells.  In my next blog post, I will discuss how stem cells are made with embryonic and adult cells. 

More information on stem cells here:
Wikipedia Stem Cells
Stem Cells from the National Institute of Health
Pictures of gastrulation from Med.unc.edu