Эмбриональное развитие органов и систем человека. Эмбриональное развитие человека. День имплантации эмбриона

В эмбриогенезе человека выделяют 4 периода.

1) Начальный (1 неделя развития, до момента имплантации зародыша в слизистую матки).

2) Эмбриональный (2-8 недели).

3) Предплодный (9-12 недели).

4) Плодный (13 неделя – рождение).

В эмбриональном периоде происходят бластуляция, гаструляция, нейруляция. В предплодном имеет место интенсивный органогенез, анатомическая закладка органов. Плодный период характеризуется созданием плода под защитой плодных оболочек.

Дробление зиготы характеризуется следующими чертами. Плоскость первого деления проходит через полюса. При этом один из 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 трёх бластомеров. Во время деления меньшего бластомера происходит поворот пары образующихся более мелких бластомеров на 90 0 так, что плоскость борозды деления оказывается перпендикулярной к первым двум бороздам. Благодаря асинхронному дроблению могут быть стадии с нечетным числом бластомеров – 5, 7, 9.

В результате дробления образуется скопление бластомеров – морула . 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 (зародышевой узелок, или эмбриобласт). Позднее из трофобласта разовьётся наружняя плодовая оболочка – хорион, а из эмбриобласта – сам зародыш и некоторые внезародышевые органы.

Примерно на 6 – 7 – е сутки после оплодотворения зародыш готов к имплантации, т. е. к погружению в её 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 – цитотрофобласт и наружный – синцитотрофобласт.

На 2 неделе разрастаются внезародышевые части, т.е. те части, которые образованы зародышем, но играют сначала вспомогательную роль – амнион, хорион, желточный мешок. Это провизорные органы – ценогенетические структуры, не принимающие участие в формировании взрослого организма. Клеточный материал, из которого развивается зародыш – зародышевый щиток. На ранних этапах идет подготовительная работа, развивается не сам зародыш, а части, создающие необходимые условия для существования зародыша и обеспечивающие функции дыхания, питания, выведения продуктов метаболизма, создающие жидкую среду вокруг зародыша для защиты его.

3 неделя – формируется плацента. Состоит из 2 частей – зародышевой и материнской. Зародышевая – трофобласт и некоторые другие ткани (хорион – греч. «оболочка, послед»). Материнская – сильно видоизмененная слизистая оболочка матки. В ней разрушаются сосуды, разрыхляется соединительная ткань, разрушается и эпителий. Ворсинки хориона «купаются» в материнской крови. Площадь плацентарного сплетения 5 квадратных метров, а общая длина ворсинок хориона – 5 км. Материнский и зародышевый организмы не имеют общего кровотока, кровь не смешивается. Питательные вещества идут через стенки хориона. У 3 недельного зародыша появляются пупочные сосуды, врастающие в стенки хориона и выполняющие функции. Питания.

4 неделя . Размеры зародыша вместе с хорионом 5-7 мм. Начинается новый этап. Тело зародыша обособляется от внезародышевых частей. Зародыш приподнимается над амниотической жидкостью, с которой он связан затем только пупочными сосудами. В ходе эмбрионального развития у человека рано возникает желточный мешок - первый орган кроветворения, выполняющий запасание и переработку желтка, первый орган дыхания, питания. Первичные половые клетки начинают формироваться в желточном мешке. Имеется слепо замкнутый с 2 сторон кишечник. Печень – орган кроветворения. Бьется сердце. К концу 4 недели есть зачаток дыхательной системы. Размеры до 30мм.

Кишечник растет в длину, в выпрямленном состоянии не помещается и начинает изгибаться. К концу 4 недели появляются лопаточки на боках. В них врастают нервы и мышцы – будущие руки и ноги. К концу недели существует дифференциация на части, к 5 неделе по бокам задней части головы и шеи впячиваются участки зародыша – образуются 4 пары жаберных щелей, изнутри выпячиваются части передней кишки, формируют 4 жаберных кармана. Между жаберными щелями и жаберными карманами нет связи. Из 1 пары жаберных щелей формируется среднее ухо. Из остальных – щитовидная и зобная железы.

С 4 недели начинает формироваться нервная система. Образование нервной трубки (нервная пластинка – нервный желобок – нервная трубка). На переднем конце нервной пластинки возникают 3 мозговых пузыря, на 6 неделе уже имеются 5 мозговых пузырей, которые соответствуют отделам мозга, появляются слуховые пузырьки, глазные бокалы, обонятельные ямки. Происходит дифференциация мезодермы. Образуется хвост (34 день) до 10 мм.

На 2 месяце закладываются первичные половые железы, куда мигрируют первичные половые клетки из желточного мешка.

7 неделя – формирование зубных пластинок.

На 8 неделе происходит быстрое развитие амниотической оболочки и накопление жидкости.

9-10неделя – формирование почек, нефроны образуются в течение всего эмбриогенеза и еще 20 дней после рождения.

Начало 3 месяца . Формируется плод. В течение месяца исчезает хвост (гибель клеток под действием лизосомальных ферментов), остаются рудиментарные позвонки. Голова в развитии опережает туловище, затем пропорции восстанавливаются.

Начало 4 месяца . Размеры 20-22см. мышечная система сформирована, начинают двигаться.

5 месяц . Все тело покрыто волосяным покровом. Верхние конечности растут быстрее нижних и появляются раньше.

6. Периоды дробления, имплантации, формирования внезародышевых частей (провизорные органы) и их функции.

На начальном периоде имеется зигота – 1 клетка зародыша, в ней определяются отдельные участки цитоплазмы, происходят синтез ДНК, белков. Зигота обладает бисимитрическим строением. Постепенно происходит нарушение соотношения ядра и цитоплазмы, в результате происходит стимуляция процесса деления – дробления

Стадия дробления – период интенсивных клеточных делений. Размер зародыша не увеличивается, а синтетические процессы идут активно. Происходит интенсивный синтез ДНК, РНК, гистоновых и других белков. Дробление выполняет функции:

Образуется достаточное количество клеток, необходимых для формирования тканей и органов.

Перераспределение желтка и цитоплазмы между дочерними клетками. 1 и 2 борозды деления идут по меридиану, а 3 по экватору. Ближе к анимальному полюсу.

Определяется план зародыша – спинно-брюшная ось, переднее-задняя ось.

Нормализуются ядерно-цитоплазматические отношения. Количество ядер растет, объем и масса сохраняются. Постепенно деление замедляется.

Провизорные органы

Хорион возникает из трофобласта, который уже разделился на цитотрофобласт и синцитотрофобласт. 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 слизистой матки, называют плацентой . 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. Он проницаем для воды, электролитов, питательных веществ и продуктов диссимиляции.

Амнион возникает путём расхождения клеток эпибласта внутреннней клеточной массы. Амнион человека называют шизамнионом в отличие от плеврамниона птиц. Амниотическая полость выстлана эпибластическими клетками. Снаружи амниотическую эктодерму окружают внезародышевые мезодермальные клетки.

Желточный мешок появляетс, когда от внутренней клеточной массы отделяется тонкий слой гипобласта и его внезародышевые энтодермальные клетки, перемещаясь, выстилают изнутри поверхность трофобласта.

Аллантоис возникает у зародыша человека, как у других амниот, в виде кармана вентральной стенки задней кишки, но его энтодермальная полость остаётся рудиментарной структурой. Тем не менее в его стенках развивается обильная сеть сосудов, соединяющаяся с главными кровеносными сосудами зародыша.

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.

При развитии человека сохраняются общие закономерности развития и стадии, характерные для позвоночных животных, а также появляются особенности, отличающие развитие человека от развития других позвоночных. Внутриутробное развитие человека продолжается в среднем 280 суток, 10 лунных месяцев. Эмбриональное развитие человека подразделяется на три периода: начальный (первая неделя развития), зародышевый (со второй недели по восьмую неделю развития), плодный (с девятой недели до рождения ребенка).

При развитии зародыша человека выделяют те же стадии, присущие представителям животного мира. Первая - оплодотворение, вторая - дробление, третья - гаструляция, четертая - гисто- и органогенез.

Яйцеклетка женщины вторичноизолецитального типа размером 120-140 мкм. Содержит небольшое количество желтка, и распределен он равномерно.

Оплодотворение. Оплодотворение происходит в ампулярной части яйцевода или в верхней трети яйцевода. При оплодотворении в яйцеклетку проникает один сперматозоид. Такое явление называют моноспермией. Однако оплодотворению способствуют тысячи других сперматозоидов, которые выделяют из акросом ферменты - спермоизины (трипсин, гиалуронидазу). Эти про....... ферменты разрушают лучистый венец, расщепляют блесящую оболочку. После вхождения сперматозоида на периферии ооплазмы происходит уплотнение её (кортикальная реакция) и образуется оболочка оплодотворения. Она препятствует вхождению других спермиев и явлению полиспермии. Ядра женской и мужской половых клеток превращаются в пронуклеосы, сближаются, наступает стадия синкариона. Возникает зигота - одноклеточный организм.

Дробление .Дробление зиготы человека полное неравномерное, асинхронное. Первая борозда дробления проходит по меридиану и образуется два бластомера - темный и светлый, далее 3-4 бластомера (через 40 часов). Светлые бластомеры дробятся быстрее темных и распологаются одним слоем вокруг тёмных, которые оказываются в середина зародыша. Из светлых бластомеров развивается трофобласт, который связывается зародыш с материнским организмом. Из темных бластомеров образуется эмбриобласт, из него развивается тело зародыша и все остальные провизорные органы, кроме трофобласта. Зародыш на протяжении трех суток находится в яйцеводе и принимает форму плотного шара - морулы. На четвертые сутки зародыш поступает в полость матки, и из морулы образуется бластоциста. В полости матки зародыш в течение трёх суток находится свободно. За это время увеличивается число бластомеров до 107 клеток и объём жидкости. Эмбриобласт распологается в виде узелка зародышевых клеток. Они прикрепляются изнутри на одном из полюсов бластоцисты. В этот период в трофобласте увеличивается количество ферментов, которые разрушают ткани матки и способствуют внедрению зародыша в толщи слизистой оболочки матки, которая при этом разрыхляется. Именно к этому времени происходит накопление и активность ферментной системы трофобласта, что биологически предопределено (предусмотрено). На седьмые сутки начинается имплантация - внедрение зародыша в стенку матки. Различают две стадии имплантации. Первая - адгезия (прилипание), вторая - инвазия (проникновение). В этот период первые две недели зародыш потребляет продукты распада материнских тканей (гистиотрофный тип питания). В результате разрушения трофобластом последовательно эпителий слизистой оболочки, подлежащий слизистой ткани и стенки сосудов питание зародыша начинает осуществляться из материнской крови (гематотрофный тип питания). Зародыш получает из крови матери все питательные вещества и кислород, необходимый для дыхания. После полного погружения зародыша в слизистую оболочку матери, дефект слизистой оболочки покрывается регенерирующим эпителием.

Гаструляция. Гаструляция осуществляется в две фазы. Первая фаза происходит путем деляминации (расщепление) на седьмые сутки. Она протекает одновременно с незакончившимся дроблением. Клетки эмбриобласта расщепляются на два листка. Первый о- наружный (эпибласт) включает материал мезодермы, нервной пластинки и хорды. Второй - …..............трофобласт имеют симпластическую структуру и называется симпластотрофопласт (плазмодиотрофобласт). Срок от семи до тринадцати-четырнадцати суток начинают развиваться внезародышевые органы. Сначала в эпибласте появляется щель. Это начало образования амниотического пузырька.

Развиваются клетки эктодермы. Из эмбриобласта выселяются клетки в полость бластоцисты. Из них формируется внезародышевая мезодерма.

К 11-13 суткам зародыщ имеет следующее строение - зародыш полностью имплантирован, трофобласт делится на две части: первая - цитотрофобласт, вторая - плазмодиотрофобласт. В эктодерме увеличивается амниотический пузырек, а прилегающая к нему энтодерма приобретает блюдцеобразную форму. Мезенхима, разрастаясь, заполняет полость бластоцисты. Подрастает к трофобласту, образуя при этом хорион (ворсинчатую оболочку зародушы). Между тяжами мезенхимы находятся полости, заполненные белковой жидкостью.

14-15 суток. Часть мезодермы, которая прилежит к амниотическому пузырьку и обращена вглубь стенки матки лучше развита. Она прилежит к хориону и называется амниотической ножкой. В этот срок сформировался желточный пузырек. Внезародышевая мезодерма так же участвует в формирование амниотического и желточного пузырьков. Прилегающие друг к другу дно амниотического и крыша желточного пузырьков образуют зародышевый щиток.

Провизорный материал развивается быстрее, чем зародышевый, и у человека в раннем периоде эмбриогенеза хорошо развиты внезародышевые части - хорион, амнион, желточный мешок.

Вторая фаза гаструляции происходит путем имиграции (переселения) клеток. Она начинается на 14-15 сутки . В эпибласте клетки интенсивно делятся и смещаются по направлению к центру и вглубь, распологаясь между наружным и внутренним зародышевыми листками. Зародыш приобретает трехслойное строение. В это же время (с 15-х суток) в амниотическую ножку из заднего отдела кишечной трубки врастает пальцевидный вырост - аллантоис. Таким образом, к концу второй фазы гаструляции завершается закладка всех зародышевых листков эктодермы, мезодермы и энтодермы, и всех внезародышевых органов.

На 17-е сутки продолжается закладка зачатков осевых органов. Это нервная трубка, хорда, кишечная трубка. Этот период в развитии зародыша называют пресомитным С 20-21 суток происходит обособление тела зародыша от внезародышевых органов и окончательное формирование комплекса осевых зачатков. Обособление тела зародыша от провизорных органов происходит путём образования туловищной складки. В самом зародыше начинается дифферинцировка мезодермы и расчленение её на сомиты, поэтому данный период называют сомитным .

В течение первой недели эмбрионального развития человека происходит оплодотворение, дробление зиготы, образование морулы и бластулы, первая стадия гаструляции (деламинация), образование эпибласта и гипобласта, начинается имплантация.

Оплодотворение

Оплодотворение – это слияние мужской и женской половых клеток с образованием одноклеточного зародыша – зиготы. У человека – моноспермальный тип оплодотворения: только один сперматозоид может проникнуть в яйцеклетку (точнее, ооцит II). Оптимальный срок для оплодотворения –первые 24 часа после овуляции (хотя яйцеклетка может сохранять способность к оплодотворению ещё некоторое время). Оплодотворение в норме происходит в ампулярной части маточной трубы .

В процессе оплодотворения различают несколько фаз:

1. Дистантное взаимодействие

2. Контактное взаимодействие

3. Проникновение головки и шейки сперматозоида в ооплазму.

Дробление

На протяжении первых четырех суток происходит дробление.

Дробление – это последовательное деление зиготы без роста образующихся клеток – бластомеров.

Дробление происходит в просвете яйцевода , и к концу его зародыш достигает (продвигаясь по яйцеводу) полости матки.

У ЧЕЛОВЕКА ДРОБЛЕНИЕ ПОЛНОЕ, НЕРАВНОМЕРНОЕ, АСИНХРОННОЕ.

В процессе дробления мелкие клетки делятся быстрее крупных. В результате этого мелкие клетки обрастают снаружи крупные. Поэтому образующаяся клеточная масса – морула – состоит из двух групп клеток. Внутри находятся крупные клетки. Их совокупность называется эмбриобластом. Снаружи располагаются мелкие клетки, называемые трофобластом.

Такая бластула называется бластоцистой. Она состоит из:

1) трофобласта, образующего стенку бластулы; состоит из мелких светлых клеток (впоследствии из трофобласта развивается внезародышевый орган – хорион).

2) клеток эмбриобласта, располагающихся внутри;

3) полости бластулы (бластоцель), заполненной жидкостью.

В виде свободной бластоцисты зародыш находится в полости матки около 2–х суток –с 5–х по 7–е сутки. Благодаря всасыванию трофобластом жидкости из полости матки, объём пузырька несколько увеличивается. В самих бластомерах всё более активируются синтетические процессы.

Имплантация

Имплантация – это внедрение зародыша в толщу эндометрия (слизистой оболочки матки). Она начинается на 7–е сутки и длится 40 часов . В матке в это время проходит секреторная фаза менструального цикла. Обычное место имплантации – верхняя часть матки, передняя или задняя стенка.

В имплантации различают 2 стадии:

- адгезии (прилипания) – зародыш с помощью трофобласта прикрепляется к эндометрию

- инвазии (проникновения) – является основной по продолжительности.

Первая фаза гаструляции

Гаструляция – это процесс образования зародышевых листков. Гаструляция у человека происходит в два этапа (табл.3). Первый этап идет путем деляминации (расщепления), а второй – путем миграции.

- Первая фаза совершается на 7–е сутки – одновременно с имплантацией. В процессе первого этапа образуются два зародышевых листка (экто– и энтодерма), два провизорных органа (амнион и желточный мешок). Кроме того, непосредственно перед началом первого этапа происходит образование такого провизорного органа, как хорион. Формирование хориона – это второй этап в образовании плаценты.

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

Продолжение табл. 6.2

Глава 6. Периодизация онтогенеза Окончание табл. 6.2