Wissenschaft im Fokus

Veröffentlicht: 29.08.2010

Bertens, L. M., M. K. Richardson & F. J. Verbeek (2010): Analysis of cardiac development in the turtle Emys orbicularis (Testudines: Emidydae) using 3-D computer modeling from histological sections. – Anatomical Record (Hoboken) 293 (7): 1101-1114.

Die Analyse der Herzentwicklung bei der Sumpfschildkröte Emys orbicularis (Testudines: Emydidae) unter Anwendung der 3D-Computermodellierung an Hand von histologischen Schnitten.

In diesem Artikel präsentieren wir eine 3D-Modellierungsstudie zur Herzentwicklung bei der Europäischen Sumpfschildkröte, Emys orbicularis (ein Vertreter der Reptilien aus der Ordnung Testudines). Die Studie zielt darauf ab, die Embryonalentwicklung des Horizontalen-Septum im Herzventrikel zu klären. Ebenso wird hier deutlich, wie wichtig die 3D-Rekonstruktion für die Untersuchung der Morphogenese ist. Schildkröten besitzen einen Herzventrikel, der teilweise (unvollständig) in drei Kammern durch ein horizontales Septum unterteilt ist, für welches die embryonale Herkunft bislang nie beschrieben wurde. Wir verwandten Serienschnitte und digitalisierte hochaufgelöste 3D-Rekonstruktionen von unterschiedlichen embryonalen Entwicklungsstadien, um ein chronologisches Übersichtsmodell der Herzentwicklung zu erzeugen und diesen Prozess zu studieren. Dies führte zu einem neuen Verständnis zur Entwicklung des Septum horizontale, das direkt in Bezug zu den Krümmungen des Herzgefäßes steht. Diese Krümmungen im embryonalen Herzrohr (Gefäß) unterscheiden sich deutlich von jenen des menschlichen Herzens, wobei die Schildkröte klare Knicke (Umschlagsfalten) in Teilen des Herzrohrs zeigt, aus dem der primitive Ventrikel hervorgeht, was in Gegensatz zu dem des menschlichen Herzens steht. Es ist speziell diese Art der Krümmungen, die für die Entstehung des horizontalen Septum verantwortlich ist. Zusätzlich zu unseren Befunden über die Herzkammerseptierung brachte diese Studie auch Erkenntnisse über die Entwicklung der Lungenvene. Die 3D-Rekonstruktionen wurden mit Hilfe unserer Plattform TDR-3-D Basis erzeugt, die uns ermöglichte, den Entwicklungsprozess in spezifischen Teilen des Herzrohrs separat in 3 Dimensionen über die Zeit zu simulieren. Die komplette 3D-Rekonstruktion wurde für den Leser im Internet mit Hilfe unseres 3D-Modellbrowsers zugänglich gemacht, der interaktive Einblicke in die Modelle ermöglicht. Die Browser Applikation kann man unter bio-imaging.liacs.nl/galleries/emysorbicularis/TurtleGallery.html zusammen mit zusätzlichen Darstellungen der beiden Modelle und der histologischen Schnitte finden, wobei auch Animationssequenzen verfügbar sind. Durch diesen Zugang für den Leser und die Möglichkeit der interaktiven Betrachtung des Materials hoffen wir eine optimale Nutzung der 3D-Rekonstruktionstechniken zu verdeutlichen und zudem den Leser besser auf direkte Weise mit einzubeziehen.




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