Эмбриональное развитие человека. Развитие зародыша человека Где в основном происходит эмбриональное развитие человека

В процессе эмбрионального развития человека сохраняются общие закономерности развития и стадии, характерные для позвоночных животных. Вместе с тем появляются особенности, отличающие развитие человека от развития других представителей позвоночных; знание этих особенностей необходимо врачу. Процесс внутриутробного развития зародыша человека продолжается в среднем 280 суток (10 лунных месяцев). Эмбриональное развитие человека можно разделить на три периода: начальный (1-я неделя развития), зародышевый (2-8-я неделя развития), плодный (с 9-й недели развития до рождения ребенка). К концу зародышевого периода заканчивается закладка основных эмбриональных зачатков тканей и органов и зародыш приобретает основные черты, характерные для человека. К 9-й неделе развития (начало 3-го месяца) длина зародыша составляет 40 мм, а масса около 5 г. В курсе эмбриологии человека, изучаемом на кафедре гистологии и эмбриологии, основное внимание уделяется особенностям половых клеток человека, оплодотворения и развития человека на ранних стадиях (начальный и зародышевый периоды), когда происходят образование зиготы, дробление, гаструляция, формирование зачатков осевых органов и зародышевых оболочек, гистогенез и органогенез, а также взаимодействия в системе мать - плод. Процессы формирования систем органов у плода подробно рассматриваются в курсе анатомии.

Прогенез

Половые клетки

Мужские половые клетки. Спермин человека образуются в течение всего активного полового периода в больших количествах. Продолжительность развития зрелых сперматозоидов из родоначальных клеток - сперматогоний - составляет около 72 дней. Подробное описание процессов сперматогенеза дается в главе XXII. Сформированный сперматозоид имеет размер около 70 мкм и состоит из головки и хвоста (см. рис. 23). В ядре сперматозоида человека содержится 23 хромосомы, одна из которых является половой (X или V), остальные-аутосомами. Среди спермиев 50% содержат Х-хромосому и 50% - У-хромосому. Показано, что масса Х-хромосомы больше массы У-хромосомы, поэтому спермии, содержащие Х-хромосому, менее подвижны, чем содержащие У-хромосому.

У человека объем эйякулята в норме составляет около 3 мл; в нем содержится в среднем 350 млн. сперматозоидов. Для обеспечения оплодотворения общее количество сперматозоидов в сперме должно быть не менее 150 млн., а концентрация их в 1 мл - не менее 60 млн. В половых путях женщины после копуляции их число уменьшается по направлению от влагалища к дистальному концу маточной трубы. Благодаря высокой подвижности сперматозоиды при оптимальных условиях могут через 30 мин - 1ч достигать полости матки, а через 1 1 / 2 -2 ч находиться в дистальной (ампулярной) части маточной трубы, где происходят встреча с яйцеклеткой и оплодотворение. Спермии сохраняют оплодотворяющую способность до 2 сут.

Женские половые клетки. Образование женских половых клеток (овогенез) совершается в яичниках циклически, при этом в течение овариального цикла каждые 24-28 дней образуется, как правило, один овоцит 1-го порядка (см. гл. XXII). Вышедший из яичника при овуляции овоцит 1-го порядка имеет диаметр около 130 мкм и окружен плотной блестящей зоной, или мембраной, и венцом фолликулярных клеток, число которых достигает 3- 4 тыс. Он подхватывается бахромками маточной трубы (яйцевода) и продвигается по ней. Здесь и заканчивается созревание половой клетки. При этом в результате второго деления созревания образуется овоцит 2-го порядка (яйцеклетка), который утрачивает центриоли и тем самым способность к делению. В ядре яйцеклетки человека содержится 23 хромосомы; одна из них является половой Х-хромосомой.

Яйцеклетка женщины (как и млекопитающих животных) вторично изолецитального типа, содержит небольшое количество желточных зерен, более или менее равномерно расположенных в ооплазме (рис. 32, Л, Б). Свой резерв питательных веществ яйцеклетка человека обычно расходует в течение 12-24 ч после овуляции, а затем погибает, если не будет оплодотворена.

Эмбриогенез

Оплодотворение

Оплодотворение происходит в ампулярной части яйцевода. Оптимальные условия для взаимодействия сперматозоидов с яйцеклеткой обычно создаются в пределах 12 ч после овуляции. При осеменении многочисленные спермии приближаются к яйцеклетке и вступают в контакт с ее оболочкой. Яйцеклетка начинает совершать вращательные движения вокруг своей оси со скоростью 4 вращения в минуту. Эти движения обусловлены влиянием биения жгутиков сперматозоидов и продолжаются около 12 ч. В процессе взаимодействия мужской и женской половых клеток в них происходит ряд изменений. Для спермиев характерны явления капацитации и акросомальная реакция. Капацитация представляет собой процесс активации спермиев, который происходит в яйцеводе под влиянием слизистого секрета его железистых клеток. В механизмах капацитации большое значение принадлежит гормональным факторам, прежде всего прогестерону (гормон желтого тела), активизирующему секрецию железистых клеток яйцеводов. После капацитации следует акросомальная реакция, при которой происходит выделение из сперматозоидов ферментов - гиалуронидазы и трипсина, играющих важную роль в процессе оплодотворения. Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, содержащуюся в блестящей зоне. Трипсин расщепляет белки цитолеммы яйцеклетки и клеток лучистого венца. В результате происходят диссоциация и удаление клеток лучистого венца, окружающих яйцеклетку, и растворение блестящей зоны. В яйцеклетке цитолемма в области прикрепления спермия образует приподнимающий бугорок, куда входит один сперматозоид, при этом за счет кортикальной реакции (см. выше) образуется плотная оболочка - оболочка оплодотворения, препятствующая вхождению других спермиев и явлению полиспермии. Ядра женской и мужской половых клеток превращаются в пронуклеусы, сближаются, наступает стадия синкариона. Возникает зигота и к концу 1-х суток после оплодотворения начинается дробление.

Пол будущего ребенка определяется комбинацией половых хромосом в зиготе. Если яйцеклетка оплодотворена сперматозоидом с половой хромосомой X, то в образующемся диплоидном наборе хромосом (у человека их 46) содержатся две Х-хромосомы, характерные для женского организма. При оплодотворении сперматозоидом с половой хромосомой Y в зиготе образуется комбинация половых хромосом XY, характерная для мужского организма. Таким образом, пол ребенка зависит от половых хромосом отца. Так как число образующихся сперматозоидов с Х- и Y-хромосомами одинаково, число новорожденных девочек и мальчиков должно быть равным. Однако в связи с большей чувствительностью эмбрионов мужского пола к повреждающему действию различных факторов число новорожденных мальчиков немного меньше, чем девочек: на 100 мальчиков рождаются 103 девочки.

В медицинской практике выявлены различные виды патологии развития, обусловленные аномальным кариотипом. Причиной подобных аномалий является чаще всего нерасхождение в анафазе половинок половых хромосом в процессе мейоза женских половых клеток. В результате этого в одну клетку попадают две хромосомы и формируется набор половых хромосом XX, а в другую не попадает ни одна. При оплодотворении таких яйцеклеток спермиями с Х или У-половыми хромосомами могут образоваться следующие кариотипы: 1) с 47 хромосомами, из них 3 хромосомы Х (тип XXX) - сверхженский тип, 2) кариотип ОУ (45 хромосом) - нежизнеспособный; 3) кариотип XXY (47 хромосом) - мужской организм с рядом нарушений - уменьшены мужские половые железы, отсутствует сперматогенез, увеличены молочные железы(синдром Клайнфельтера); 4) тип ХО (45 хромосом) -женский организм с рядом изменений - невысокий рост, недоразвитие половых органов (яичника, матки, яйцеводов), отсутствие менструаций и вторичных половых признаков (синдром Тернера).

Дробление

Дробление зародыша человека начинается к концу 1-х суток и продолжается в течение 3-4 сут после оплодотворения, по мере продвижения зародыша по яйцеводу к матке. Движение зародыша обеспечивается перистальтическими сокращениями мускулатуры яйцевода, мерцанием ресничек его эпителия, а также перемещением секрета желез маточной трубы. Питание зародыша осуществляется за счет небольших запасов желтка в яйцеклетке и, возможно, содержимого маточной трубы.

Дробление зиготы человека полное неравномерное асинхронное. В течение первых суток оно происходит медленно. Первое деление завершается через 30 ч; при этом борозда дробления проходит по меридиану и образуется два бластомера. За стадией двух бластомеров следует стадия трех бластомеров. Через 40 ч образуются 4 клетки.

С первых же делений формируются два вида бластомеров: “темные” и “светлые”. “Светлые” бластомеры дробятся быстрее и располагаются одним слоем вокруг “темных”, которые оказываются в середине зародыша. Из поверхностных “светлых” бластомеров в дальнейшем возникает трофобласт, связывающий зародыш с материнским организмом и обеспечивающий его питание. Внутренние “темные” бластомеры формируют эмбриобласт - из него образуются тело зародыша и все остальные внезародышевые органы, кроме трофобласта. Начиная с трех суток дробление идет быстрее и на 4-е сутки зародыш состоит из 7-12 бластомеров. Уже через 50-60 ч образуется морула, а на 3-4-е сутки начинается формирование бластоцисты - полого пузырька, заполненного жидкостью (рис. 33, Б).

Бластоциста в течение 3 сут находится в яйцеводе, через 4-4"/ 2 сут она состоит из 58 клеток, имеет хорошо развитый трофобласт и расположенную внутри клеточную массу эмбриобласта. Через 5-5"/ 2 сут бластоциста попадает в матку. К этому времени она увеличивается в размерах благодаря росту числа бластомеров до 107 клеток и объема жидкости вследствие усиленного всасывания трофобластом секрета маточных желез, а также активной выработке жидкости самим трофобластом. Эмбриобласт располагается в виде узелка зародышевых клеток, который прикреплен изнутри к трофобласту на одном из полюсов бластоцисты.

Основные стадии эмбриогенеза

В эмбриогенезе (эмбриональном развитии человека) выделяют следующие стадии:

• оплодотворение;
• дробление и образование бластулы;
• гаструляция;
• дифференцировка зародышевых листков;
• гистогенез (образование зачатков тканей);
• органогенез (начальный этап образования органов);
• системогенез (дифференциация систем органов) плода.

Дробление клеток

Замечание 1

Дробление представляет собой митотическое деление клеток без суммарного увеличения их объема.

Стадия дробления начинается к концу первых 24 часов после оплодотворения и длится 3-4 суток. В этот промежуток времени зародыш продвигается по яйцеводу к матке. У человека дробление зиготы полное неравномерное асинхронное. К третьим суткам количество бластомеров увеличивается от 2 до 12-16.

Внутриутробное питание плода обеспечивается через плаценту.

Первое деление зиготы происходит через 30 часов и завершается образованием двух бластомеров , стадия трех бластомеров заканчивается через 40 часов, в результате чего образуются четыре клетки.

Примерно через 60 часов образуется морула – группа клеток, находящихся внутри оболочки. Центральные клетки морулы осуществляют информационные межклеточные взаимодействия, периферические – формируют барьер, ограничивающий внутреннюю среду. После этого начинается формирование заполненного жидкостью полого пузырька – бластоцеля . С его появлением возникает бластоциста .

Приблизительно на четвертые сутки бластоциста состоит из 58 клеток, содержит клеточную массу эмбриобласта и хорошо развитый трофобласт. На пятые сутки бластоциста опускается в матку и значительно увеличивается в размерах.

Внутренняя клеточная масса, эмбриобласт , имеет вид узелка зародышевых клеток. Клетки эмбриобласта образутся из центральной части морулы. Позже из внутренней клеточной массы будет формироваться зародыш и некоторые оболочки.

Трофобласт сформирован периферическими клетками морулы и представляет собой покров зародышевого комплекса.

С 5-х по 7-е сутки длится стадия свободной бластоцисты.

С седьмых суток начинается имплантация, которая длится до 40 часов. В этот промежуток времени зародыш погружается в слизистую оболочку матки.

Первые две недели наблюдается гистиотрофный тип питания зародыша (за счет продуктов распада материнских тканей). Затем наступает гематотрофный тип питания – за счет материнской крови.

Гаструляция и образование зародышевых зачатков

У человека гаструляция происходит в две фазы. 1 фаза предшествует имплантации, а затем идет параллельно с ней и завершается на седьмые сутки, а вторая фаза начинается на 14-15 сутки. В промежутке между двумя фазами происходит активное формирование внезародышевых органов, которые впоследствии обеспечат условия для формирования и развития зародыша.

1 фаза гаструляции протекает путем деламинации . Из клеток эмбриобласта формируется два листка: эпибласт – наружный, включает материал эктодермы, мезодермы, нервной пластинки и хорды и гипобласт – внутренний, состоящий из материала внезародышевой и зародышевой энтодермы. Эпибласт и гипобласт вместе участвуют в образовании двухслойного зародышевого диска – бластодиска.

Замечание 2

Позже на месте зародышевого диска в результате пролиферации и миграции клеток образуются первичные зародышевые листки: эктодерма, мезодерма, энтодерма.

На седьмые сутки начинается формирование мезенхимы. К 11-м суткам мезенхима заполняет полость бластоцисты, внедряется в трофобласт и начинается формирование хориона. Внезародышевая мезодерма вместе с эктодермой и энтодермой участвует в образовании закладок амниотического и желточного пузырьков.

На 13-14 сутки трофобласт вместе с мезодермой образует хорион . В это время у человека хорошо развиты внезародышевые части – хорион, амниотический и желточный мешки.

2 фаза гаструляции длится с 14-15-х суток до 17-х суток. Клетки в эпибласте интенсивно делятся, перемещаются к центру и вглубь. Зародыш становится трехслойным и по строению имеет много схожего со строением зародыша птиц на аналогичной стадии эмбриогенеза. К концу фазы завершается закладка всех внезародышевых органов и всех зародышевых листков.

17-е сутки - закладка зачатков осевых органов продолжается. В эктодерме клетки располагаются слоями. Между экто- и эндодермой появляется зачаток хорды. В стенке желточного мешка наблюдается формирование первичных кровеносных сосудов и кровяных островков.

20-21-е сутки характеризуются началом сомитного периода. Окончательно формируются осевые зачатки, тело эмбриона обособляется от внезародышевых органов. Наблюдается дифференцировка мезодермы и разделение ее части на сомиты. Формируется туловищная складка. Зародыш все больше отделяется от желточного мешка, формируется кишечная трубка. Полностью нервная трубка замыкается примерно на 25 сутки, с внешней средой остаются сообщаться два отверстия – передний и задний невропоры, которые зарастают в течение 5-6 суток.

С 20-х суток идет дифференцировка мезодермы. Дорсальная мезодерма сегментируется, сомиты формируются в головной части зародыша.

35-е сутки - у зародыша имеется 43-44 пары сегментов. С появлением туловищной складки начинается выделение кишечной энтодермы. В начале 4-й недели формируется ротовая ямка, которая углубляясь, доходит до переднего конца кишки и превращается в ротовое отверстие.

В течение 3-6 недель у человека совершается плацентация, которая совпадает с периодом образования зачатков органов.

За счет детского места (плаценты ) устанавливается связь между зародышем и матерью.

Плацента выполняет ряд функций:

• экскреторную;
• трофическую;
• эндокринную (вырабатываются хориальный гонадотропин, плацентарный лактоген, прогестерон, эстрогены и др.);
• защитную;
• иммунологическую.

Изучение пренатального и, в частности, эмбрионального развития человека очень важно, так как помогает лучше понять взаимосвязи между органами и механизмы возникновения врожденных пороков развития. В эмбриональном развитии разных видов млекопитающих есть общие черты, но существуют и различия. У всех плацентарных, например, процессы раннего эмбриогенеза существенно отличаются от таковых, ранее описанных у других позвоночных. Вместе с тем и среди плацентарных есть межвидовые особенности.

Дробление зиготы человека характеризуется следующими чертами. Плоскость первого деления проходит через полюса яйцеклетки, т.е., как и у других позвоночных, является меридианной. При этом один из образующихся бластомеров оказывается крупнее другого, что указывает на неравномерность деления. Два первых бластомера вступают в следующее деление асинхронно. Борозда проходит по меридиану и перпендикулярно первой борозде. Таким образом, возникает стадия трех бластомеров. Во время деления меньшего бластомера происходит поворот пары образующихся более мелких бластомеров на 90° так, что плоскость борозды деления оказывается перпендикулярной к первым двум бороздам. Аналогичное расположение бластомеров на 4-клеточной стадии описано у мыши, кролика, норки и обезьяны (рис. 6.15). Благодаря асинхронному дроблению могут быть стадии с нечетным числом бластомеров - 5, 7, 9.

Рис. 6.15.

I - плоскость первой борозды дробления, На - плоскость второй борозды дробления одного из первых двух бластомеров, Пб - плоскость второй борозды дробления второго из первых двух бластомеров

В результате дробления образуется скопление бластомеров - морула. Поверхностно расположенные бластомеры образуют клеточный слой, а бластомеры, лежащие внутри морулы, группируются в центральный клеточный узелок. Примерно на стадии 58 бластомеров внутри морулы появляется жидкость, образуется полость (бластоцель) и зародыш превращается в бластоцисту.

В бластоцисте различают наружный слой клеток (трофобласт) и внутреннюю клеточную массу (зародышевый узелок, или эмбрио- бласт). Внутренняя клеточная масса оттеснена жидкостью к одному из полюсов бластоцисты. Позднее из трофобласта разовьется наружная плодовая оболочка - хорион, а из эмбриобласта - сам зародыш и некоторые внезародышевые органы. Показано, что собственно зародыш развивается из очень небольшого количества клеток зародышевого узелка.

Стадия дробления протекает под лучистой оболочкой. На рис. 6.16 изображены ранние стадии эмбриогенеза человека с указанием, где в материнском организме располагается зародыш. Дробление человеческой зиготы и возникновение бластоцисты схематично представлены на рис. 6.17 и 6.18.

Примерно на 6-7-е сутки после оплодотворения зародыш, который уже 2-3 суток свободно плавал в полости матки, готов к имплантации, т.е. к погружению в ее слизистую оболочку. Лучистая оболочка при этом разрушается. Вступив в контакт с материнскими тканями, клетки трофобласта быстро размножаются и разрушают слизистую матки. Они образуют два слоя: внутренний, называемый цитотрофобластом, поскольку он сохраняет клеточное строение, и наружный, называемый синцитиотрофобластом, поскольку

Рис. 6.16.

1 - яичник, 2 - овоцит II порядка (овуляция), 3 - яйцевод, 4 - оплодотворение, 5 - зигота, 6 - зародыш на стадии двух бластомеров, 7 - зародыш на стадии четырех бластомеров, 8 - зародыш на стадии восьми бластомеров, 9 - морула, 10,11 - бластоциста, 12 - задняя стенка матки

Рис. 6.17.

А - два бластомера; Б - три бластомера; В - четыре бластомера; Г - морула;

А - разрез морулы; Е, Ж - разрез ранней и поздней бластоцисты.

1 - эмбриобласт, 2 - трофобласт, 3 - бластоцель

он представляет собой синцитий. На рис. 6.19 показан зародыш человека в процессе имплантации.

Гаструляция у млекопитающих тесно связана с другими эмбриональными преобразованиями. Одновременно с разделением тро- фобласта на два слоя происходит уплощение зародышевого узелка и он превращается в двуслойный зародышевый щиток. Нижний слой щитка - гипобласт , или первичная энтодерма, по мнению большинства авторов, образуется путем деламинации внутренней клеточной

Рис. 6.18. Бластоциста зародыша человека (срез).

1 - эмбриобласт, 2 - трофобласт, 3 - бластоцель

Рис. 6.19.

А - бластоциста; Б - бластоциста в самом начале имплантации (7-е сутки развития); В - частично имплантировавшая бластоциста (8-е сутки развития);

Г - зародыш на 9-10-е сутки развития; 4 - зародыш на 13-е сутки развития.

• 1 - эмбриобласт, 2 - бластоцель, 3 - трофобласт, 4 - полость амниона, 5 - гипо- бласт, 6 - синцитиотрофобласт, 7 - цитотрофобласт, 8 - эпибласт, 9 - амнион, 10 - лакуна трофобласга, 11 - эпителий матки, 12 - ножка тела, 13 - почка аллантоиса, 14 - желточный мешок, 15 - внезародышевый целом, 16 - ворсинка хориона, 17 - первичный желточный мешок, 18 - вторичный желточный мешок
• 6.6. Эмбриональное развитие млекопитающих и человека

Рис. 6.19.

Рис. 6.20.

А - вид на зародыш сверху (амнион снят); Б - продольный срез; В - поперечный срез через первичную полоску.

1 - гензеновский узелок, 2 - первичная полоска, 3 - хорда, 4 - прехордальная пластинка, 5 - амнион, 6 - желточный мешок, 7-эктодерма, 8 - мезодерма, 9 - энтодерма

массы, примерно так, как это происходит в зародышевом диске птиц. Первичная энтодерма полностью расходуется на образование внезаро- дышевой энтодермы. Выстилая полость трофобласта, она вместе с ним образует первичный желточный мешок млекопитающих.

Верхний клеточный слой-эпибласт -является источником будущей эктодермы, мезодермы и вторичной энтодермы. На 3-й неделе в эпибласте образуется первичная полоска, развитие которой сопровождается почти такими же перемещениями клеточных масс, как и при образовании первичной полоски птиц (рис. 6.20). В головном конце первичной полоски образуются гензеновский узелок и первичная ямка, гомологичные спинной губе бластопора других позвоночных. Клетки, которые перемещаются в области первичной ямки, направляются под эпибластом в сторону прехордальной пластинки.

Прехордальная пластинка находится на головном конце зародыша и обозначает место будущей ротоглоточной мембраны. Клетки, перемещающиеся по центральной оси, образуют зачаток хорды и мезодермы и составляют хордомезодермалъный отросток. Гензеновский узелок постепенно смещается к хвостовому концу зародыша, первичная полоска укорачивается, а зачаток хорды удлиняется. По бокам от хордомезо- дермального отростка образуются мезодермальные пластинки, которые расширяются в обе стороны. Ниже представлена обобщающая схема (6.2) некоторых процессов раннего эмбрионального развития.

К концу 3-й недели в эктодерме зародыша над зачатком хорды образуется нервная пластинка. Она состоит из высоких цилиндрических клеток. В центре нервной пластинки образуется прогиб в виде нервного желоба, а по бокам его возвышаются нервные валики. Это начало ней- руляции. В средней части зародыша происходит смыкание нервных

Схема 6.2. Дифференциация зародышевых листков млекопитающих

валиков - образуется нервная трубка. Затем смыкание распространяется в головном и хвостовом направлениях. Нервная трубка и прилежащие к ней участки эктодермы, из которых в дальнейшем развивается нервный гребень, полностью погружаются и отделяются от эктодермы, срастающейся над ними (см. рис. 6.9). Полоска клеток, лежащая под нервной трубкой, превращается в хорду. По бокам от хорды и нервной трубки в средней части зародыша появляются сегменты спинной мезодермы - сомиты. К концу 4-й недели они распространяются к головному и хвостовому концам, достигая примерно 40 пар.

К этому же времени относится начало формирования первичной кишки, закладок сердца и сосудистой сети желточного мешка.

Рис. 6.21.

1 - амнион, 2 - зародыш, 3 - хорион, 4 - третичная ворсина, 5 - материнская кровь, 6 - желточный мешок

На рис. 6.21 видны соотношения размеров зародыша и внезароды- шевых органов на 21-е сутки развития. Более детально обособление тела зародыша от зародышевых оболочек и закладку органов можно видеть на рис. 6.22, где изображены не только общий вид зародыша, но и планы разрезов. Обращает внимание быстрое (за 7 суток

4-й недели) формирование зародыша в виде вытянутого в длину

Рис. 6.22.

А ] Б [ В 1 - общий ви/ь,;А 2 Б 7 В 2 - продольный срез; А 3 Б 3 В 3 - поперечный срез;

АуА^А^ - 22 сут; Б 1 Б 7 Б 3 - 24 сут; В 1 В 2 В 3 - 28 сут.

1 - уровень поперечного среза, 2 - ротоглоточная мембрана, 3 - мозг, 4 - клоачная мембрана, 5 - желточный мешок, 6 - амнион, 7 - сомиты, 8 - нервная трубка, 9 - хорда, 10 - парные закладки брюшной аорты, 11 - сердечный выступ, 12 - сердце, 13 - головная туловищная складка, 14 - хвостовая туловищная складка, 15 - ножка тела, 16 - аллантоис, 17 - боковые туловищные складки, 18 - нервный гребень, 19 - спинная аорта, 20 - средняя кишка, 21 - жаберные дуги, 22 - почка передней конечности, 23 - почка задней конечности, 24 - хвост, 25 - перикард, 26 - карман задней кишки, 27 - пупочный канатик, 28 - карман передней кишки, 29 - спинная брыжейка, 30 - нервный узел заднего корешка, 31 - внутризародышевый целом и изогнутого тела, приподнятого и отсеченного туловищными складками от желточного мешка. За это время закладываются все сомиты, четыре пары жаберных дуг, сердечная трубка, почки конечностей, средняя кишка, а также «карманы» передней и задней кишки.

В следующие четыре недели эмбрионального развития закладываются все основные органы. Нарушение процесса развития в этот период ведет к наиболее грубым и множественным врожденным порокам развития.

Как было отмечено выше, развитие внезародышевых провизорных органов у млекопитающих и человека имеет особенности. Эти органы образуются очень рано, одновременно с гаструляцией, и несколько иначе, чем у других амниот. Начало развития хориона и амниона приходится на 7-8-е сутки, т.е. совпадает с началом имплантации.

Хорион возникает из трофобласта, который уже разделился на цитотрофобласт и синцитиотрофобласт. Последний под влиянием контакта со слизистой матки разрастается и разрушает ее. К концу 2-й недели образуются первичные ворсинки хориона в виде скопления эпителиальных клеток цитотрофобласта. В начале 3-й недели в них врастает мезодермальная мезенхима и возникают вторичные ворсинки, а когда к концу 3-й недели внутри соединительнотканной сердцевины появляются кровеносные сосуды, их называют третичными ворсинками. Область, где тесно прилежат ткани хориона и слизистая матки, называют плацентой.

У человека, как и у других приматов, сосуды материнской части плаценты утрачивают свою непрерывность, и ворсинки хориона фактически омываются кровью и лимфой материнского организма. Такая плацента называется гемохориальной. По мере развития беременности ворсинки увеличиваются в размерах, разветвляются, но кровь плода с самого начала и до конца изолирована от материнской крови плацентарным барьером.

Плацентарный барьер состоит из трофобласта, соединительной ткани и эндотелия сосудов плода. Этот барьер проницаем для воды, электролитов, питательных веществ и продуктов диссимиляции, а также для антигенов эритроцитов плода и антител материнского организма, токсических веществ и гормонов. Клетками плаценты вырабатывается четыре гормона, в том числе хорионический гонадотропин, который обнаруживается в моче беременной женщины со 2-3-й недели беременности.

Амнион возникает путем расхождения клеток эпибласта внутренней клеточной массы. Амнион человека называют шизамнионом (см. рис. 6.19) в отличие от плеврамниона птиц и некоторых млекопитающих. Амниотическая полость некоторое время ограничена клетками эпибласта и частично участком трофобласта. Затем боковые стенки эпибласта образуют складки, направленные вверх, которые впоследствии срастаются. Полость оказывается полностью выстланной эпибластиче- скими (эктодермальными) клетками. Снаружи амниотическую эктодерму окружают внезародышевые мезодермальные клетки.

Желточный мешок появляется, когда от внутренней клеточной массы отделяется тонкий слой гипобласта и его внезародышевые энтодермальные клетки, перемещаясь, выстилают изнутри поверхность трофобласта. Образовавшийся первичный желточный мешок на 12-13-е сутки спадается и преобразуется во вторичный желточный мешок, связанный с зародышем. Энтодермальные клетки обрастают снаружи внезародышевой мезодермой. Судьба и функции желточного мешка были описаны ранее.

Аллантоис возникает у зародыша человека, как и у других амниот, в виде кармана вентральной стенки задней кишки, но его энтодермаль- ная полость остается рудиментарной структурой. Тем не менее в его стенках развивается обильная сеть сосудов, соединяющаяся с главными кровеносными сосудами зародыша. Мезодерма аллантоиса соединяется с мезодермой хориона, отдавая в него кровеносные сосуды. Так происходит васкуляризация этой хориоаллантоисной плаценты.

При сравнении образования, строения и функций провизорных органов млекопитающих с подобными органами других амниот обращают внимание проявления гетерохронии, интенсификации одних и ослабления других функций, расширения функций. Таким образом, в эволюции провизорных органов проявляются те же способы филогенетических преобразований органов, что и у постоянных органов животных.

Некоторые этапы и сроки развития органов у зародышей человека представлены в табл. 6.2.

Таблица 6.2. Основные периоды и события в раннем онтогенезе человека

Название				Преобразование
	от начала			в зародыше	с организмом
	развития
Терминальный (собственно зародышевый)				Оплодотворение	В яйцеводе
				Деление зиготы
				Раняя бластоциста
				Поздняя бластоциста	В полости
					матки начало
					имплантации
Эмбриональный				Двуслойный зародышевый диск и появление
				Начальный желточный
				Внезародышевая мезодерма и целом

Продолжение табл. 6.2

Название	Время от начала развития		зародыша,	Преобразование в зародыше	с организмом матери
				Вторичный желточный мешок, первичная полоска
				Трехслойный зародыш, хордальный отросток, мезодерма
				Нервная пластинка, нервные валики, хорда, целом
				Нервный желобок, сомиты, срастание сердечных трубок
				Сокращения сердца, смыкание нервных валиков
				Две-три пары жаберных дуг, ушная ямка
				4 пары жаберных дуг, почки конечностей
				Глазные бокалы, ямки хрусталика, носовые ямки
				Пластинки кистей, ротовая и носовая полости соединены
				Пластинки стоп, верхняя губа сформирована, развивается нёбо
				Лучи пальцев
Эмбриофеталь-				Лучи стоп, наружные половые органы по индифферентному типу
				Конечности удлинены, пальцы разделены, анальная и мочеполовая мембраны исчезают
				Половые органы дифференцируются
				Имеются все основные наружные и внутренние органы
Фетальный		64-66		Лицо имеет вид человеческого

Глава 6. Периодизация онтогенеза Окончание табл. 6.2

Название периода	Время от начала развития		Длина заро дыша,	Преобразование в зародыше	Связь с организмом матери
	недели	сутки
				Наружные половые органы сформированы не до конца
				Признаки пола четко различимы
				Рост и дифференциация всех органов
Интранатальный					Роды
Неонатальный
ранний
поздний

Цель работы: знать основы периода эмбриогенеза человека; обратить внимание на гетерохронное развитие клеток зародыша и материала внезародышевых органов; уметь объяснить механизмы имплантации и плацентации.

Оборудование, приборы и принадлежности: таблицы, микроскопы, микропрепараты, схемы, планшеты.

I. Теоретическая часть .

1. Периодика внутриутробного развития человека .

Каждый живой организм в процессе индивидуального развития от зачатия до смерти проходит следующие этапы: формирование фенотипа, период активного функционирования, период инволюционных возрастных изменений. Все многоклеточные организмы на первом этапе онтогенеза проходят 2 стадии:

1. Стадия эмбрионального развития, которая начинается моментом оплодотворения и заканчивается выходом из яйцевых оболочек, т.е. рождением

2. Стадия постэмбрионального развития. У человека стадия эмбрионального развития или стадия эмбриогенеза делится на 3 периода, которые называются акушерскими периодами эмбриогенеза:

2.1. Начальный период – I-ая неделя эмбрионального развития

2.2. Зародышевый (эмбриональный) период – 2-8-я недели эмбрионального развития.

2.3. Плодный (фетальный) период – 9-40-я неделя эмбрионального развития

В акушерстве зародышем или эмбрионом называется организм в течение первых 8-ми недель развития, а начиная с 9-ой недели – плодом.

Существует также эмбриологическая периодизация эмбриогенеза человека:

1. Стадия оплодотворения – с образованием одноклеточного зародыша – зиготы.

2. Стадия дробления – с образованием многоклеточного зародыша – бластулы.

3. Стадия гаструляции – с образованием гаструлы, образованием зародышевых листков и комплекса осевых зачатков органов.

4. Стадии гистогенеза и органогенеза – с образованием тканей и органов из зародышевых листков.

5. Стадия системогенеза – формирование систем организма.

Таким образом, начальный период эмбриогенеза (I-ая неделя развития включает стадии оплодотворения и дробления), зародышевый период (2-8-я неделя) – гаструляцию, гистогенез, органогенез и образование внезародышевых (провизорных органов). В плодном периоде (9-40 недель) продолжаются процессы гистогенеза, органогенеза и системогенеза, которые у человека завершаются в постэмбриональном периоде.

2. Оплодотворение .

Процесс оплодотворения условно разделяют на три фазы - дистантного и контактного взаимодействия и фазу объединения генетического материала половых клеток. Завершается оплодотворение активацией метаболизма зиготы (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Яйцо и сперматозоиды человека.

Электронная микрофотография области контакта мембран спермия и оболочки яйца. Акросомная мембрана слилась с плазматической мембраной спермия, и акросомная гранула обнажена.

В фазе дистантного взаимодействия происходит встреча половых клеток (гамет) в половых путях женщины. Этот процесс был описан выше, и следует напомнить, что важными ме­ханизмами дистантного взаимодействия являются положительные хемо- и реотаксис, а также электростатическое взаимодействие гамет (на близком расстоянии).

При контакте с женской половой клеткой происходит очаговые слияния плазмолемальной и акросомальной мембран сперматозоида и их разрушение с появлением микроперфораций. Пенетрация прозрачной зоны продолжается около 20 мин. После разрушения участка прозрачной зоны спермий попадает в заполненное жидкой средой перивителлиновое пространство между прозрачной зоной и плазматической мембраной овоцита. Слившиеся участки мембран затем разрушаются и через образовавшееся отверстие спермий проникает в женскую половую клетку. Его плазмолемма при этом «сползает» и закрывает дефект, образовавшийся в плазмолемме овоцита. Под влиянием ферментов кортикальных гранул прозрачная зона уплотняется, утолщается, теряет рецепторные белки к сперматозоидам. Так возникает надежная оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению других спермиев, которые в дальнейшем погибают и разрушаются макрофагами женской половой системы.

В течение 11ч после проникновения спермия женская половая клетка активируется его субстратами и возобновляет мейоз - выделяется полярное тельце с избытком хромосом и завершается второе деление созревания. В это время в овоците можно наблюдать два редукционных тельца. Пока овоцит завершает мейоз, пронуклеус спермия округляется и принимает вид интерфазного. В нем удваивается содержание ДНК, т.е. пронуклеус приобретает гаплоидный набор двойных (реплицированных) хромосом формулой 23dXp. Ядро женской половой клетки по завершении мейоза претерпевает точно такие же изменения. Следовательно, в зиготе генетический материал соответствует формуле 2х23dXp. Затем оба пронуклеуса переходят в профазу митоза. Центриоль, привнесенная спермием, делится, формируя две центросомы. Последние прикрепляются к веретену, образующемуся между пронуклеусами, и таким образом, хромосомы мужского и женского пронуклеусов оказываются расположенными в экваториальной плоскости - происходит метафаза митоза. Далее следуют ана- и телофаза - зигота завершает первое деление дробления, в результате которого образуются две первые дочерние клетки - бластомеры - с диплоидным набором одиночных хромосом в каждой с формулой 46sXp.

3. Дробление .

Дробление зародыша человека полное, или голобластическое (борозды дробления проходят через весь зародыш), неравномерное (в результате дробления образуются бластомеры неравной величины) и асинхронное (разные бластомеры дробятся с различной скоростью, поэтому зародыш на отдельных стадиях дробления содержит нечетное число клеток; рис. 6.2).

Рис. 6.2. Дробление зиготы:

а, б, в – последовательные стадии дробления зиготы; г, д – формирование бластоцисты.

ОО – общая оболочка зиготы; ПБ – полость бластулы; ТБ – трофобласт; ЭБ – эмбриобласт; ПТ – полярное тельце.

Первое деление дробления продолжается в среднем около 30 ч, последующие - более кратковременны (около 20-24 ч). В процессе дробления зародыш перемещается по маточной трубе и заканчивает дробление в полости матки на 6-е сутки развития. Бластомеры первой генерации у человека, как и зигота, тотипотентны (каждый бластомер способен развиться в полноценный организм).

Вскоре после окончания первого деления дробления в каждом из двух бластомеров образуется второе митотическое веретено. В одном из бластомеров во время второго деления веретено поворачивается на 90°, в связи с чем один бластомер делится меридианально, второй - экваториально. Это приводит к перпендикулярному расположению бластомеров на 4-клеточной стадии. Подобный тип дробления известен как чередующийся. Второе и последующие деления дробления следуют с короткой интерфазой и образованием все более мелких бластомеров. Увеличения массы бластомеров в процессе дробления не происходит, поскольку интерфаза между делениями очень короткая и отсутствует в период, в течение которого при обычном митозе дочерние клетки растут и восстанавливают свои размеры до размеров материнской клетки.

У человека до стадии 8 бластомеров клетки зародыша формируют рыхлую неоформленную группу, и только после третьего деления возникает компактный клеточный шар, именуемый морулой. Это явление получило название компактизации.

Клетки компактизированного зародыша делятся и образуют 16-клеточную морулу, которая состоит из небольшого числа внутренних клеток, окруженных более многочисленными наружными клетками. Внутренняя клеточная масса представлена крупными бластомерами, между которыми формируются щелевые коммуникационные контакты. Бластомеры внутренней клеточной массы представляют собой материал будущего тела зародыша (эмбриобласт) и внезародышевых органов. Бластомеры наружной клеточной массы более мелкие, но и многочисленные (их примерно в 10 раз больше), соединены друг с другом плотными контактами.

Если до стадии 16-клеточного зародыша еще реальна возможность «перехода» бластомеров из наружной во внутреннюю клеточную массу, то на стадии 64 бластомеров такая возможность полностью исключается.

Когда морула попадает в проксимальный отдел маточной трубы и далее - в полость матки, через ее прозрачную зону начинает проникать содержащаяся в маточной трубе и матке жидкость. Этот процесс получил название кавитации морулы. Сначала жидкость накапливается между клетками, затем возникает полость внутри морулы. С момента появления полости зародыш именуется бластоцистой. Клетки внутренней клеточной массы бластоцисты локализованы на одном из полюсов. Клетки наружной клеточной массы уплощаются и формируют оболочку бластоцисты - трофобласт.

4. Имплантация .

Как указывалось выше, гаструляция по времени совпадает с имплантацией зародыша в матку. С самых ранних сроков развития и до конца беременности зародышу человека необходима тесная связь с материнским организмом. Такая связь устанавливается благодаря погружению (имплантации) бластоцисты в слизистую оболочку матки и последующему формированию специальных внезародышевых органов - плодной части плаценты и пуповины. У человека имплантация погружная, или интерстициальная, что бластоциста полностью уходит в глубину слизистой оболочки матки и там продолжает свое развитие (рис.6.3).

Рис. 6.3. А. Место имплантации бластоцисты человека примерно 12 дней после овуляции (вид сверху). Б. Многоклеточная бластоциста обезьяны через 9 дней после овуляции;бластоциста плотно прикреплена к эндометрию.

Имплантация осуществляется достаточно быстро - за одни сутки бластоциста погружается в эндометрий почти наполовину, а через 40 ч - полностью. Дефект, образовавшийся в слизистой оболочке, полностью восстанавливается в течение пяти последующих суток. Еще до наступления овуляции слизистая оболочка матки под влиянием гормонов яичника готовится к имплантации - она гипертрофируется, маточные железы разрастаются и продуцируют густую слизь, усиливается кровоснабжение слизистой оболочки в месте будущей имплантации. Условно имплантация состоит из двух фаз - прилипания (адгезии) бластоцисты к слизистой оболочке матки и погружения (инвазии) бластоцисты в глубину слизистой. На 6-е сутки эмбриогенеза бластоциста прикрепляется к эпителию эндометрия (обычно эмбриональным полюсом в области задней или вентральной стенки у маточного угла). Данная топография прикрепления крайне важна, ибо в последующем в этой области сформируется плацента (детское место), которая только при таком расположении будет рождаться в процессе родов после ребенка, не нарушая его снабжения кислородом и питательными веществами. Если адгезия и инвазия произойдут в нижнем сегменте матки, то это приведет к низкому прикреплению (предлежанию) плаценты и ее преждевременной отслойке в родах с последующим возникновением гипоксии (или даже асфиксии) плода.

Таким образом, имплантация зародыша является важнейшим событием в эмбриогенезе, обеспечивающим продолжение ранее начатых морфогенетических процессов как в зародыше, так и во внезародышевых органах.

5. Гаструляция .

У зародыша человека гаструляция инициируется в конце 1-й недели развития, сразу по окончании дробления и сброса прозрачной зоны, когда зародыш начинает погружаться в стенку матки. Для удобства рассмотрения хода и результатов гаструляции ее условно разделяют на две фазы.

1-я фаза продолжается всю 2-ю неделю развития. Материал внутренней клеточной массы расщепляется способом деламинации на два листка - эпибласт.(верхнюю часть) и гипобласт (нижнюю часть). Клетки гипобласта - мелкие кубические, пенистого вида, формируют тонкий слой под эпибластом и граничат с полостью бластоцисты. Клетки эпибласта более высокие и имеют вид псевдомногослойного призматического эпителия. В 1-ю фазу гаструляции клетки эпибласта разобщаются посредством небольших полостей, при слиянии которых в дальнейшем формируется амниотическая полость. В нижней части амниотической полости остается небольшая группа клеток эпибласта - материал будущего зародыша (эмбриобласт) и внезародышевых органов.

2-я фаза гаструляции происходит на 3-й неделе развития, осуществляется способом иммиграции и завершается формированием трех зародышевых листков - эктодермы, мезодермы, энтодермы (рис. 6.4). В будущем из материала этих листков возникнут ткани эмбриона и внезародышевых органов.

Рис.6.4. Схема строения 15-суточного зародыша человека (по Брюэру, Гамильтону, Бойду, Моссмэну, из Кнорре, 1967): срез на уровне первичной полоски: 1 - симлласто- и цитотрофобласт хориона; 2 - соединительная ткань хориона; 3 - амниотическая полость; 4 - полость желточного мешка; 5 - энтодерма; 6 - выселяющийся материал мезодермы; 7 - эктодерма; 8 - амниотическая ножка.

Происходящие во 2-ю фазу гаструляции события напоминают таковые у куриного зародыша и представителей млекопитающих. Инициация иммиграции связана с активной и неравномерной в разных участках эпибласта пролиферацией клеток, которая приводит к формированию клеточных потоков и образованию на поверхности эпибласта структур, известных как первичная полоска и гензеновский узелок. Формирование первичной полоски и гензеновского узелка можно представить в виде следующей упрощенной схемы. Размножение и перемещение клеток эмбриобласта происходит наиболее активно на периферии зародышевого диска. Скапливающиеся здесь клетки передвигаются к каудальному концу зародыша и, встречаясь там, устремляются кпереди в виде клеточного потока по средней линии зародышевого диска. Удлиняющийся клеточный поток представляет собой материал первичной полоски. Ближе к краниальному кон­цу клетки первичной полоски встречаются с пролиферирующими клетками этой области зародыша и формируют утолщение - первичный (гензеновскип) узелок. Иммиграция инициируется в области гензеновского узелка. Мигрирующие клетки подворачиваются вниз и перемещаются в краниальном направлении. Это приводит к формированию головного отростка (нотохорда). Часть мигрирующих клеток гензеновского узелка и передней трети первичной полоски встраивается в материал головной области гипобласта, участвуя в формировании стенки головной кишки (прехордальной пластинки) и зародышевой энтодермы. Остальной материал первичной по­лоски перемещается в пространство между эпи- и гипобластом и образует мезодерму.

Округлый и плоский зародышевый диск во 2-ю фазу гаструляции превращается в вытянутый с расширенным краниальным и более узким каудальным концами. В результате активного выселения клеток первичная полоска уменьшается и остается в виде небольшого фрагмента в сакрококцигеальной области зародыша. В норме этот фрагмент затем дегенерирует и исчезает, однако в редких случаях может сохраняться и трансформироваться в сакрококцигеальную тератому.

Особое морфогенетическое значение в раннем эмбриогенезе принадлежит головному отростку - нотохорду (рис. 6.5).

Рис.6.5. Схематическое изображение формирования головного отростка -нотохорда (по: Sadler, 1995): 1 - головной отросток; 2 - эктодерма; 3 - первичная полоска; 4 - первичная ямка; 5- энтодерма; 6- аллантоис; 7 - прехордальная пластинка; 8 - желточный мешок; 9 –амнион.

Он растет в краниальном направлении между эпи- и гипобластом, пока не достигнет прехордальной пластинки, которая является «индикатором» будущего рта зародыша. Головной отросток не может простираться далее, потому что пре-хордальная пластинка прочно сращена с клетками эпибласта, формирующими орофарингеальную мембрану. Каудальнее от первичной полоски располагается клоакальная мембрана - здесь эмбриональный диск остается двуслойным, поскольку эктодерма и энтодерма в этой области слиты друг с другом. Клоакальная мембрана является местом будущего ануса. Головной отросток дает начало развитию хорды зародыша - своеобразного клеточного стержня, который определяет первичную ось эмбриона и придает ему «жесткость». Хорда формирует ось скелета зародыша человека и является основой развития костей осевого скелета (позвоночника, ребер, грудины, черепа). Вокруг хорды в будущем сформируется позвоночный столб. Там, где впоследствии будут образовываться тела позвонков, клетки хорды подвергнутся дегенерации и исчезнут, однако сохранятся небольшие группы клеток в виде пуль-парных ядер межпозвонковых дисков. Развитие нотохорда важно не только для последующего формирования скелета. Нотохорд оказывает важное индуцирующее влияние на днфференцировку прилежащего к нему сверху участка эктодермы в нервную пластинку и далее - в нервную трубку, из которой будут развиваться головной и спинной мозг. К концу 3-й недели эмбриогенеза хорда почти полностью сформирована и простирается от орофарингеальной мембраны до каудального конца зародыша.

Клетки, которые остаются в эпибласте, образуют эктодерму, содержащую эмбриональные зачатки кожной эктодермы и нервной трубки.

Нейруляция начинается в конце 3-й недели. Динамика нейруляции представлена последовательными стадиями образования нервной пластинки, нервного желобка и замыкания последнего в нервную трубку. Как только развивается нотохорд, эмбриональная эктодерма, расположенная над ним, начинает утолщаться и формировать нервную пластинку. Первым признаком дифференцировки нейроэктодермы является удлинение клеток этой области - клетки приподнимаются над остальной частью эктодермы и образуют нервную пластинку. Нервная пластинка занимает около 50% всей площади эктодермы. Материал нервной пластинки первоначально возникает вблизи гензеновского узелка, затем, когда головной отросток удлиняется, формирование нервной пластинки продолжается в краниальном направлении, и в конце концов она достигает орофарингеальной мембраны. Приблизительно на 18-е сутки нервная пластинка инвагинирует вдоль своей продольной оси и образует нервный желобок с возвышениями - нервными валиками - по обе стороны. В конце 3-й недели в середине эмбриона нервный желобок превращается в нервную трубку, и далее этот процесс распространяется в каудальном и краниальном направлениях. Однако в краниальной области закрытие желобка в трубку происходит более быстрыми темпами. К концу 4-й недели нервная трубка полностью сформирована (рис. 6.6).

Мезодерма, расположенная латерально хорды, образует широкие полосы вдоль каждой сто­роны хорды и нервной трубки зародыша, именуемые несегментированной дорсальной мезодермой. В результате индуктивного влияния хорды и нервной трубки дорсальная часть мезодермы подвергается сегментации на сомиты.

Первая пара сомитов развивается в шейном отделе зародыша на 20-е сутки развития; последующие пары формируются в кра нио-каудальном направлении (приблизительно по 3 пары сомитов в сутки) вплоть до конца 5-й недели эмбриогенеза. В первые 20-30 суток сомитного периода формируется около 38 пар сомитов; в конечном итоге возникает от 42 до 44 пар сомитов (4 пары затылочных, 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 8-10 пар копчиковых сомитов).

Рис.6.6. Нейруляция у зародыша человека.

А. Вид со спины и на поперечных срезах (уровень, на котором сделаны срезы, показан стрелками 1 и 2) через зародыш, приступивший к нейруляции. Передний и задний нейропоры еще открыты. Б. Вид со спины на зародыш на стадии поздней нейрулы. Передний нейропор закрывается, тогда как задний нейропор остается открытым.

В последующем 1-я пара затылочных и 5-7-я пары копчиковых сомитов, исчезают а материал остальных формирует осевой скелет зародыша В этот период развития число сомитов часто используется в качестве критерия для определения возраста зародыша.

Сомиты дают начало осевому скелету зародыша (позвоночнику, ребрам, грудине, черепу), скелетной мускулатуре и дерме.

6. Внезародышевые органы .

На протяжении эмбриогенеза, начиная с этапа бластуляции, часть зародышевого материала выселяется за пределы формирующегося эмбриона и образует внезародышевые ткани. В процессе гаструляции они составляют внезародышевые органы и оболочки, которые обеспечивают необходимые условия существования (развития) зародыша, в т.ч. опосредуя его взаимодействия с материнским организмом.

Хорион (с греч. - кожа) - это наружная серозная оболочка эмбриона. Она образуется из трофобласта и подстилающей его изнутри внезародышевой мезодермы на 2-й неделе. Хорион окружает зародыш, амнион и желточный мешок, вместе взятые. Переходный между ними участок («амниотическая ножка» эмриобласта) получил название зародышевого ствола (предшественник пуповины).

У человека хорион разделяется на две части: большая часть теряет первичные ворсинки - гладкий хорион; меньшая часть, снабженная вторичными, разветвленными ворсинками - ворсинчатый хорион. Основные функции хориона - защитная и дыхательная. У млекопитающих в связи с редукцией (уменьшением) желточного мешка и аллантоиса возрастает роль хориона в питании и выделении эмбриона.

Амнион (с греч.- чаша)- это внутренняя серозная или водная оболочка зародыша, состоит из внезародышевой эктодермы (наружная часть амниотического пузырька) и внезародышевой мезодермы. Амниотическая оболочка разделяет 2 полости - экзоцелома (между хорионом и амнионом) и амниона (амниотического пузырька). Рост зародыша сопровождается накоплением амниотической жидкости и расширением амниотической полости. Сближающиеся в результате амнион и хорион сливаются на 7-й неделе в амнио-хорион (плодная оболочка). Амнион окружает только тело зародыша, выполняет защитную и резервуарную функции: в его полости скапливаются жидкие отходы жизнедеятельности эмбриона.

Желточный мешок является внезародышевой частью желточного пузырька, состоит из внезародышевых энтодермы и мезодермы. В процессе обособления тела зародыша (4-я неделе) связь желточного мешка со средним отделом первичной кишки быстро сужается. На 5-й неделе происходит перерыв желточно - кишечного протока, а на 6-й неделе желточный мешок редуцируется (уменьшаясь, исчезает). У человека он не играет существенной роли в питании зародыша, поскольку не содержит запаса желтка, но является органом первичного кроветворения.

Аллантоис (с греч. - колбасоподобный) - первичный мочевой мешок, образуется на 15-е сутки как вентральный вырост (дивертикул) задних кишечных ворот, т.е. перехода желточного мешка в среднюю кишку на каудальной стороне. Удлиняясь, аллантоис проникает в зародышевый ствол. Удлинение средней кишки сопровождается смещением аллантоидного стебелька на заднюю кишку. У человека аллантоис развит слабо и его функция эмбрионального мочевого пузыря незначительна. Вместе с хорионом он образует хориоаллантоис, играющий определенную роль в питании и дыхании зародыша до формирования плаценты. На втором месяце аллантоис редуцируется. Хориоаллантоис, по-видимому, детерминирует детское место (закладку плаценты).

Плацента (с греч. - лепешка), или детское место, является главным органом питания и дыхания у эмбрионов живородящих млекопитающих, но имеет разное строение. Плацента образуется в результате сращения хориона с желточным мешком или аллантоисом, с одной стороны, и с эндометрием, с другой. Таким образом, различают 2 типа плаценты - желточную и аллантоидную. Участок хориона, срастающийся с желточным мешком или аллантоисом, обра­зует наружные выпячивания - хориальные сосочки или ворсинки. Они внедряются в толщу слизистой оболочки половых путей, обычно - матки, что обеспечивает более плотный, устойчивый контакт хориона с эндометрием. Такое место называют детским или плацентой.

Все плацентарные млекопитающие разделяются на две большие группы в зависимости от строения и судьбы плаценты: 1) Deciduata - с отпадающей плацентой; 2) Indeciduata - с неотпадающей (расслаивающейся) плацентой, т.е. в родах эндометрий сохраняется. Очевидно, что более инвазивные (внедряющиеся) хориальные ворсинки обеспечивают более стабильную плаценту, отпадающую в родах целиком (хорион с эндометрием; рис. 6.7).

Рис. 6.7. Взаимоотношение зародышевых и материнских тканей в плацентах различных типов (схематизировано):

А – эпителиохориальная плацента (свинья); Б – десмолхориальная плацента (жвачные); В – эндотелиохориальная плацента (хищные); Г – ворсянковая гемохориальная плацента (обезьяны, человек); 1 – трофобласт; 2 – соединительная ткань хориона с зародышевыми сосудами; 3 – эпителий матки; 4 – соединительная ткань слизистой оболочки матки с материнскими сосудами; 5 – кровеносные лакуны.

У человека формируется аллантоидная плацента, которая по строению является отпадающей, по форме - дискоидальной.

Функции плаценты: 1) трофическая; 2) дыхательная; 3) выделительная; 4) защитная (барьерная); 5) эндокринная; 6) опорная (связь с маткой).

В конце второй недели утробной жизни, когда начинается формирование хориона, трофобласт образует эпителиальные ворсинки (рис. 6.8). Уже в начале третьей недели внезародышевая мезенхима проникает в ворсинки трофобласта, которые превращаются в эпителиомезенхимальные ворсинки хориона. Вскоре в хориальных ворсинках разветвляются кровеносные сосуды. Поначалу весь хорион покрыт ворсинками, но к началу третьего месяца они сохраняются на участке прямого контакта хориона с энтодермием (ворсинчатый хорион). Этот процесс дифференциации хориона завершается в конце четвертого месяца утробной жизни человека. Сохранившиеся хориальные ворсинки растут со все возрастающей силой. Восинчатый хорион и подлежащий (базальный) эндометрий вместе составляют плаценту.

Рис. 6.8. Ранние стадии развития ворсинок хориона.

А. Первичные выросты трофобласта, не содержащие мезенхимной основы. Б. Ворсинки, у которых только начинается образование мезенхимной основы. 1 – синтрофобласт; 2 – лакуны трофобласта; 3 – мезенхимная основа ворсинки; 4 – цитотрофобласт; 5 – внезародышевая мезодерма.

Хориальные ворсинки в процессе роста разрушают кровеносные сосуды эндометрия и погружаются в кровь образующих лакул (пространств). Поэтому плаценту человека по строению относят к гемохориальным плацентам лакунарного типа (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Схема взаимосвязи тканей плода и материнского организма при образовании плаценты: 1 – ворсинка хориона; 2 – желточный мешок; 3 – разорванный край амниона; 4 – пупочный канатик; 5 – пупочная вена; 6 – ветвь пупочной артерии; 7 – миометрий; 8 – маточные артерия и вена; 9 – железа в слизистой оболочке матки; 10 главный ствол врсинки хориона; 11 – спирально извитая артерия; 12 – скопление материнской крови; 13 – септа.

II. Методические указания к выполнению лабораторной работы .

1. Изучить закономерности раннего развития человекапо методическому пособию. Назвать основные этапы эмбриогенеза.

1.1. Изучить схему акушерской и эмбриологической периодизации эмбриогенеза человека (планшет № 6.1 «Периодика внутриутробного развития человека»).

2. Изучить образование и дать сравнительную характеристику ВЗО различных позвоночных животных и человека.

2.1. Рассмотреть и зарисовать образование ВЗО на 3 и 4 неделе развития. Обозначить ворсины хориона, амниотическую полость, полость хориона, аллантоис (планшет № 6.2 «Провизорные органы зародыша человека»).

2.2. Рассмотреть под микроскопом и зарисовать препарат № 16.

Препарат № 16. Образование зародышевых оболочек. Аллантоис цыпленка (рис.6.10).

Рис. 6.10. Аллантоис цыпленка.

В толще пленок соединительной ткани заложены многочисленные кровеносные сосуды мелкого и мельчайшего калибра.

Аллантоис является одной из зародышевых оболочек. На препарате при малом увеличении найдите разветвленную сеть кровеносных сосудов различного диаметра, разрезанных в различных областях. В них содержатся красные кровяные клетки, которые у птиц имеют ядра. Стенки тонких кровеносных сосудов построены из одного или нескольких клеточных слоев, у более крупных сосудов они толще. Сосуды пролегают среди тонких прослоек соединительной ткани.

Зарисуйте при малом увеличении небольшой участок кровеносной сети.

3. Изучить процесс плацентации и строение плаценты у млекопитающих.

3.1. Рассмотреть и зарисовать участок плодной части плаценты. Обозначить амниотическую оболочку, стволовую ворсину хориона (планшет № 6.3 «Плацента человека»).

3.2. Изучить под микроскопом и зарисовать препарат № 17.

Препарат № 17. Зародышевые оболочки млекопитающих. Хорион человека (рис. 6.11).

Рис..6.11. Культура хориона двухмесячного зародыша человека.

На рисунке представлен травовидный рост соединительной ткани основы хориона двухмесячного зародыша человека. В культурах частиц хориона in vitro цитотрофобласт образует зону роста эпителиального типа, отчетливо контрастирующего с травовидным ростом соединительной ткани основы хориона. Его клетки размножаются методически, в некоторых наблюдается фрагментация ядер.

Рассмотрите препарат.

3.2. Изучить под микроскопом и зарисовать препарат № 18.

Препарат № 18. Двухнедельный зародыш человека (нативный препарат; рис. 6.12).

Рис. 6.12. Двухнедельный зародыш человека. Участок выростов трофобласта:

1 – клетки цитотрофобласта; 2 – ядра симплатрофобласта; 3 – гигантские клетки трофобласта.

На рисунке в местах усиленного разрастания выростов трофобласта видны многоядерные клетки. С образованием ворсинок их быстро растущие концы, состоящие только из трофобласта, приходя в контакт с тканями слизистой оболочки матки, разрастаются по их поверхности. Образуются заполненные кровью полости, покрытые трофобластом как со стороны хориона, так и со стороны материнских тканей.

Рассмотреть и зарисовать препарат, обозначить клетки цитотрофобласта.

III. Содержание отчета .

Отчет должен быть представлен на отдельных листах формата А4 или в альбоме.

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Краткое описание этапов эмбриогенеза человека и образование ВЗО.

3. Результаты исследований (микроскопическое изучение препаратов) и их анализ (с указанием использованных микроскопов, их увеличения, других приборов и материалов).

4. Результаты выполнения индивидуального задания (определение и описание «слепого» препарата).

5. Выводы.

Отчет на листе формата А4 сдается в конце работы преподавателю.

IV. Контрольные вопросы :

1. Перечислить акушерскую и эмбриологическую периодизацию эмбриогенеза человека.

2. В чем заключаются особенности раннего эмбриогенеза человека.

3. Назвать структурные элементы 21 суточного зародыша человека.

4. Дать характеристику провизорным органам человека.

5. Охарактеризовать типы плацент млекопитающих в зависимости от типа питания зародыша.

6. Перечислить компоненты гемохориального барьера.

1. Т.М.Студеникина. Основы общей эмбриологии, 1999.

2. Ю.И.Афанасьев. Лабораторные занятия по курсу гистологии, цитологии и эмбриологии, 1999.

3. Г.М.Маляревич. Основы эмбриологии человека. Учебно-методическая разработка,1995.

4. С.Л.Кузнецов. Атлас эмбриологии, 2002.

1. Лабораторное занятие № 1. Стр.

Строение и функция половых клеток ………………………………... 3

2. Лабораторное занятие № 2.

Оплодотворение и ооплазматическая сегрегация…………………. 16

3. Лабораторное занятие № 3.

Дробление. Сравнительная характеристика

гаструляции у разных позвоночных ………………………………... 25

4. Лабораторное занятие № 4.

Нейрогенез..………………………………………………………….. 40

5. Лабораторное занятие № 5.

Формирование органов ……………………………………………… 47

6. Лабораторное занятие № 6.

Эмбриональное развитие человека ………………………………… 58

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЛАНШЕТ 1.1

Мейоз