Extremitätenentwicklung

Extremitätenentwicklung bezeichnet die Ontogenese der Gliedmaßen, einschließlich der Entstehung von Armen, Beinen und deren Strukturen. Beim Menschen beginnt sie in der vierten Embryonalwoche mit dem Auftreten von Limb Buds aus der lateralen Mesodermschicht, dicht unter der Bauchwand. Die Proliferation und Längenausdehnung der Gliedmaßen wird maßgeblich durch die AER, den apicalen Ektodermalridge, gesteuert, der über FGFs das Proximodistalwachstum antreibt.

Die Achsenbildung erfolgt komplex: Die Achsenmusterung entlang der Vorder-Rücken-Achse wird durch das ZPA, die Zonenartige Polaritätsaktivität, reguliert, wobei das Signaling des Sonichedgehog-Proteins (SHH) eine Schlüsselrolle bei der Posterior-Bildung und der Identität der Finger spielt. Die Proximodistal-Patterning werden zusätzlich durch HOX-Gene, insbesondere HOXA13 und HOXD13, moduliert. Die dorsoventrale Musterung wird durch WNT7A in der dorsalen Epidermis und En-1 in ventraler Lage gesteuert.

Interdigitale Flächen durchlaufen programmierte Apoptose, wodurch die charakteristische Finger- bzw. Zehenseparation entsteht. Der primäre Skelettfundus der Gliedmaßen stammt aus Knorpelvorlagen, die in der Embryogenese endochondral ossifiziert werden und so Knochen wie Oberarm- und Oberschenkelknochen formen.

Klinisch bedeutsam sind Anomalien wie Polydaktylie, Syndaktylie oder Extremitätenreduktionsdefekte (Amelie, Meromelie). Umweltfaktoren, wie Teratogene, sowie genetische Mutationen können Gliedmaßenfehlbildungen verursachen. Ein tieferes Verständnis der Signaling-Netzwerke trägt zur Diagnostik und Therapie entsprechender Syndrome bei.