Gesichter bilden sich schon in den frühen Stadien der Embryologie. von www.shutterstock.com

Ist dein Gesicht lang? Breit? Große Nase? Kleine Ohren? Hohe Stirn?

Es sind unsere Gesichter, die charakterisieren, wie die Welt uns sieht und wie wir unsere engen Freunde und Familie erkennen. Wenn Sie das Glück haben, mit einem höchst symmetrischen oder sehr einzigartigen Gesicht geboren zu sein, haben Sie möglicherweise eine Karriere als Modell oder Schauspieler.

Aber wie kommen unsere Gesichter zustande - und was passiert, wenn etwas schief geht? Um das herauszufinden, müssen wir auf die frühen Lebensphasen zurückblicken.

Aus einer befruchteten Zelle

Wie die Menschen haben die meisten Kreaturen im gesamten Tierreich ein sofort erkennbares Gesicht. Unterscheidungsmerkmale wie der Stamm eines Elefanten, die langen Kiefer und die reichlich scharfen Zähne eines Krokodils, die unterschiedlichen Formen und Größen der Vogelschnäbel und der einzigartige Schnabel des Schnabeltiers sind deutlich erkennbar.

Unsere Gesichter entstehen in den ersten Lebensphasen. Und unglaublich, die Prozesse, aus denen all diese unverwechselbaren Gesichter - Tier und Mensch - entstehen, sind außergewöhnlich gut konserviert (dh sie haben sich im Laufe der Evolutionsgeschichte nicht sehr verändert). Bei Menschen und anderen Kreaturen mit Rückgrat (zusammen als Wirbeltiere bezeichnet) sind die Gene und biologischen Prozesse, die ein Gesicht ausmachen, sehr ähnlich.

Alle Tiere und Menschen beginnen als befruchtete Zelle. Durch Tausende von Zellteilungen bilden sich die Gewebe, aus denen sich Schädel, Kiefer, Haut, Nervenzellen, Muskeln und Blutgefäße zusammensetzen, und bilden zusammen unser Gesicht. Dies sind die kraniofazialen Gewebe.

Das Gesicht gehört zu den frühesten erkennbaren Merkmalen, die sich in einem Embryo bilden, wobei das zukünftige Auge, die Nase, das Ohr und das Gewebe, die schließlich den Ober- und den Unterkiefer bilden werden, alle durch ungefähr gebildet werden 7-8 Wochen in der menschlichen Schwangerschaft.

Verschmelzung zweier Seiten

In der sechsten Woche der menschlichen Entwicklung haben die Hauptfusionsprozesse des Gesichts stattgefunden - die beiden Seiten der sich entwickelnden Nase werden sich miteinander und mit dem Gewebe verbinden, das zur Oberlippe wird. Diese erste Verschmelzung (Bildung des „primären Gaumens“) legt die korrekte Anatomie des Gesichts fest und dient als strukturelle Anleitung für das nächste größere Verschmelzungsereignis - das des sekundären Gaumens oder des harten Gaumens.

Die Bildung des Gesichtsgewebes, das die zukünftige Nase und Oberlippe (rot), die Nasenseiten (blau) und der Ober- und Unterkiefer (grün) umfassen, entsteht durch die 4. Entwicklungswoche (A) und ist gewandert in der 8-Woche der Entwicklung (D) zu einem unverwechselbaren "Gesicht" verschmolzen. Neue Einblicke in die kraniofaziale Morphogenese, CC BY

Der harte Gaumen entsteht aus zwei separaten "Regalen", einer von der linken Seite des Embryos und einer von der rechten Seite. Diese Regale werden angehoben und wachsen zusammen, um eine zusammenhängende Struktur zu bilden, die letztendlich die Hohlräume der Nase und der Nebenhöhlen von denen des Mundes trennt. (Sie können diesen harten Gaumen mit Ihrer Zunge spüren - es ist das Gaumen Ihres Gaumens.)

Wenn diese Fusionsprozesse abgeschlossen sind (etwa in der 9-Woche der Schwangerschaft, immer noch im ersten Trimester), bewegen sich die Gesichtszellen weiterhin dynamisch, nehmen Gestalt an und nehmen funktionelle Rollen an. Dies umfasst die Gestaltung des strukturellen Gerüsts der Knochen, die Abgabe von Sauerstoff und Nährstoffen durch die Blutgefäße sowie die Steuerung der Augen- und Kieferbewegungen durch die Gesichtsmuskeln.

Manchmal gehen Dinge in die Irre

Angesichts der unglaublichen Komplexität und Synchronizität, die alle diese Zellen und Gewebe benötigen, ist es natürlich sehr überraschend, dass bei der kraniofazialen Entwicklung nicht häufiger etwas schief läuft.

Weltweit, 4-8% aller Babys jedes Jahr mit Defekten geboren werden, die ein oder mehrere Organe betreffen. Von diesen Kindern 75% zeigt eine Abweichung des Kopfes oder des Gesichts.

Probleme können bei allen Zelltypen auftreten, aus denen Schädel, Gesicht, Blutgefäße, Muskeln, Kiefer und Zähne bestehen.

Einer der häufigsten kraniofazialen Defekte sind Gaumenspalten, bei denen der harte Gaumen nicht richtig verschmilzt und Kindern (etwa 1 in 700 weltweit) eine große Lücke zwischen ihren Nasengängen und ihrem Mund hinterlässt.

Obgleich von ausgebildeten rekonstruktiven Chirurgen in den Gesundheitssystemen der ersten Welt relativ leicht korrigiert, ist eine erhebliche laufende Gesundheitsversorgung immer noch von wesentlicher Bedeutung.

Dienstleistungen wie Sprachpathologie und psychologische Beratung sind häufig erforderlich. Die Kinder benötigen möglicherweise auch medizinische Hilfe, um das Hören zu verbessern, da Probleme mit Mittelohrknochen häufig mit anderen kraniofazialen Defekten einhergehen.

Spätere Operationen zur Korrektur von Muskeldefekten sind nicht billig - vorausgesetzt natürlich, dass solche chirurgische und verbündete Gesundheit für den einzelnen in erster Linie zur Verfügung steht. Dies ist häufig außerhalb der ersten Welt nicht der Fall.

Verstehen, warum Probleme auftreten

Um sowohl den Schweregrad als auch die Inzidenz von kraniofazialen Defekten zu reduzieren, verwenden Forscher Tiermodellsysteme - insbesondere Embryos von Mäusen, Hühnern, Fröschen und Zebrafischen -, um die Gründe für das Auftreten dieser Defekte aufzudecken.

Von allen kraniofazialen Defekten wird 25% (mindestens teilweise) Umweltfaktoren wie Rauchen, starkem Alkohol- oder Drogenkonsum, toxischen Metallen und mütterlichen Infektionen (wie Salmonellen oder Röteln) während des Wachstums zugeordnet Schwangerschaft.

Etwa 75% aller kraniofazialen Defekte hängen mit genetischen Faktoren zusammen. Da die meisten Gene, die die kraniofaziale Entwicklung bei Tieren kontrollieren, auch beim Menschen eine Rolle spielen, hilft das Verwenden dieser Tiermodelle, die Entwicklung des menschlichen Gaumens und die spezifischen Gene zu verstehen.

Schließlich kann diese Arbeit zu neuen Präventions- und Behandlungsstrategien führen, z. B. zur Ergänzung der Ernährung der Mutter mit nützlichen Nährstoffen und Vitaminen.

Ein Beispiel für eine solche Intervention ist das B-Vitaminfolat, das zur Reduzierung von Neuralrohrdefekten wie Spina Bifida verwendet wird. Die obligatorische Folsäure-Anreicherung von Lebensmitteln in den USA in 1999-2000 führte zu einer 25-30-Reduktion von schweren Neuralrohrdefekten, was eindeutig ein außergewöhnliches Ergebnis ist Neugeborene und ihre Familien.

Durch ein besseres Verständnis der genetischen Prozesse, die das Gesichtswachstum antreiben, werden weitere vorteilhafte Faktoren identifiziert, die schwangeren Müttern sicher gegeben werden können und Kindern, die ansonsten mit einer kraniofazialen Störung geboren werden könnten, einen wesentlich besseren Start ins Leben ermöglichen.

Über den Autor

Sebastian Dworkin, Gruppenleiter, Labor für Entwicklungsgenetik, La Trobe University

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