КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ЭМБРИОНА И ПЛОДА
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
И РАЗВИТИЕ ПЛОДНОГО ЯЙЦА
ОНТОГЕНЕЗ
Вопросы
1. Оплодотворение и развитие плодного яйца
2. Онтогенез
3. Критические периоды развития эмбриона и плода
Оплодотворение и развитие плодного яйца
После овуляции яйцеклетка попадает сначала в брюшную полость; а затем в маточную трубу, где и может произойти ее оплодотворение, для того чтобы это случилось, сперматозоиду необходимо проникнуть внутрь женской половой клетки, а это своего рода крепость. Чтобы взять ее, нужно разрушить оболочку яйцеклетки. Орудия сперматозоида - ферменты, расщепляющие вещества, из которых она построена, один сперматозоид с ней не справиться. Ее могут выполнить по меньшей мере четыре мужские половые клетки. Однако в полученную брешь проникает все же только одна из них, затем в оболочке яйцеклетки происходят сложные физико-химические изменения, и она становится неприступной для других сперматозоидов. После оплодотворения в клетке сначала находятся два ядра - яйцеклетки и сперматозоида, но, двигаясь навстречу друг другу, они наконец сливаются: образуется одноклеточный зародыш - зигота с нормальным для человека кариотипом из 46 хромосом.
Онтогенез
С момента оплодотворения яйцеклетки начинается первый из трех периодов внутриутробного развития человека: этот период называют бластогенезом (греч. blastоs - росток, зародыш). Он длится 15 суток.
Подгоняемый бахромками, которыми изнутри покрыта маточная труба, увлекаемый током жидкости в ней, зародыш медленно приближается к матке. Через 30 часов после оплодотворения совершается первое деление (дробление) зиготы. Затем происходит по одному делению в сутки.
К 4-м суткам, когда зародыш достигает матки, он представляет собой комочек из 8-12 клеток. Следующие 3 суток зародыш плавает в жидкости, омывающей слизистую оболочку матки. Здесь клетки дробятся быстрее, и к середине 6-х суток зародыш состоит уже из более чем из сотни клеток. На этой стадии его называют морулой. На ее поверхности клетки делятся быстрее и выглядят более светлыми. Они образуют оболочку - трофобласт. Более темные крупные клетки, расположенные под светлыми, формируют зародышевый узелок -эмбриобласт.
К тему моменту, когда зародыш попадает в матку, она уже подготовлена к его приему. под влиянием гормона желтого тела прогестерона ее слизистая оболочка утолщается в 3-4 раза, набухает, становится рыхлей. В ней развивается много дополнительных кровеносных сосудов, разрастаются железы.
К 7-м суткам после оплодотворения зародыш снова меняет свою структуру. Теперь это уже не гроздь клеток, а пузырек бластоциста. Трофобласт образует его поверхность, а эмбриобласт смещается из центра полости пузырька в сторону. Зародыш готов к внедрению в слизистую оболочку матки - к имплантации. Его поверхностные клетки начинают выделять ферменты, которые разрушают ее. На трофобласте возникают выросты, они быстро. увеличиваются и прорастают в ткани матки. Разрушаются кровеносные сосуды, и зародыш погружается в излившуюся кровь. Теперь это та среда, из которой он будет черпать питательные вещества и кислород до тех пор, пока не сформируется плацента. На имплантацию зародышу требуется 40 часов.
В следующие несколько дней в зародыше образуются два пузырька - желточный и амниотический (из него в дальнейшем разовьется плодный пузырь). В месте их соприкосновения возникает двухслойный зародышевый щиток. «Крыша» желточного пузырька - нижний его слой (эндодерма), а «дно» амниотического - верхний (эктодерма). К концу 2-й недели задняя часть эмбриона утолщается - в ней начинают закладываться осевые органы. В этот период питание зародыша - автономное, за счет желточного мешка - желточный тип.
С 16-го дня начинается второй, или собственно эмбриональный' период внутриутробного развития ребенка, который заканчивается к 13-й неделе. Изменения в зародыше нарастают лавинообразно, но следуя четкому плану, вот краткая хронология событий.
В течение 3-й недели между экто- и эндодермой образуется еще один слой - мезодерма. Эти три зародышевых листка-е-эктодерма, мезодерма и эндодерма - в дальнейшем дадут начало эмбриональным зачаткам, из которых разовьются все ткани и органы ребенка. К концу недели в эктодерме видна нервная трубка, а ниже, в мезодерме - спинная струна. Одновременна закладывается сердечная трубка, формируется стебелек - тяж (аллантоис), соединяющий зародыш с ворсинками хориона - зародышевой оболочки, образовавшейся из трофобласта. Через аллантоис (брюшной стебелек) проходят пупочные сосуды - эта аллантоисное питание.
На 4-й неделе закладываются многие органы и ткани зародыша: первичная кишка, зачатки почек, костей и хрящей осевого скелета, поперечно-полосатой мускулатуры и кожных покровов, шеи, глаз, щитовидной, железы, глотки, печени. Усложняется строение сердца и нервной трубки, особенно ее передней части- будущего головного мозга.
На 5-й неделе длина зародыша составляет 7,5 мм. В возрасте 31-32 суток появляются зачатки рук, подобные плавникам. Закладывается поперечная перегородка сердца. В это. время с помощью ультразвукового исследования можно. ясно видеть сокращения сердца. Это означает, что у зародыша уже есть система кровообращения. Развиваются органы зрения и слуха, формируются органы обоняния, зачатки языка, легких, поджелудочной железы. Почечные канальца достигают клоаки, а зачатки мочеточников задней почки. Возникают половые бугорки.
6-я неделя знаменуется началом кровообращения в печени.
К 40-му дню появляются зачатки ног.
В течение 7-й недели закладываются веки, пальцы рук, а потом и ног. Заканчивается образование межжелудочковой перегородки сердца. Отчетлива выражены семенники и яичники.
В конце 8-й недели у эмбриона длиной 3":3,5 см уже отчетлива видны голова, туловище, зачатки конечностей, глаз, носа и рта. По микроскопическому строению половой железы можно определить, кто родится - мальчик' или девочка. Зародыш находится в амниотическом пузыре, наполненном околоплодными водами.
На 3-м месяце у зародыша хорошо различима кора больших полушарий головного мозга. К 12-й неделе формируется кроветворение в костном мозге, в крови появляются лейкоциты, а к концу этой недели - и гемоглобин, как у взрослого человека, происходит становление групповых систем крови.
С 13-й недели начинается третий, или фетальный (плодный), период внутриутробного развития ребенка.
К этому времени завершается период органогенеза плода и образование плаценты.. Зародыш окружен околоплодными водами и тремя плацентарными оболочками, две из которых являются плодовыми (амнион и хорион) и одна - материнская - децидуальная из функционального слоя слизистой матки. Плод с плацентой соединяет шнуровидное образование - пуповина, в которой проходят две артерии и одна вена. Сосуды окружены специфической тканью - Вартоновым студнем. Питание становится плацентарным.
Околоплодные воды являются сложной биологически активной средой, участвующей в обмене между матерью и плодом.
В водах содержится белок, гормоны, ферменты, макро- и микроэлементы, углеводы и другие вещества. К концу беременности околоплодных вод 1-1,5 л. Многие вещества, находящиеся в околоплодных водах, могут воздействовать на плод.
С 14-й недели плод уже двигается, но мать этих движений пока не замечает.
В 16 недель масса плода составляет примерно 120 г, а его длина-16 см.
Личико у него почти сформировано, кожа тонкая, но подкожножировой клетчатки еще нет. Поскольку в этот период интенсивно развивается мышечная система, двигательная активность плода нарастает. Отмечаются слабые дыхательные движения. Установлено также, что плод в возрасте 16,5 недели, если дотрагиваться до его губ, открывает и закрывает рот, у 18-недельного плода в ответ на раздражение языка наблюдаются начальные сосательные движения. В течение 21-24-й недель сосательная реакция полностью формируется. Шевеление ребенка женщина впервые чувствует между 16-й и 20-й неделями. К концу 5-го месяца можно насчитать уже до 2000 движений плода в сутки. Его длина в это время достигает 25 см, а масса - 300 г. Врач уже может прослушать биение сердца ребенка.
Кожа плода, начиная с головы и лица, покрывается тончайшими волосками (пушком). В кишечнике формируется меконий (первородный кал). Начинается образование подкожно-жировой клетчатки.
В конце 24-й недели длина плода уже около 30 см, а его масса - приблизительно 700 г. Внутренние органы его сформированы настолько, что в случае преждевременных родов такой ребенок может жить и развиваться в специальных условиях,
В конце 28-й недели беременности длина плода достигает 35 см, а масса - 1000 г. Все его тело покрыто пушком, хрящи ушных раковин очень мягкие, ногти не достигают кончиков пальцев. Кожа плода начинает покрываться специальной родовой смазкой, защищающей ее от размокания (мацерации) и облегчающей прохождение плода по родовым путям. Он становится очень активен, и мать ощущает его движения постоянно, так как он пока свободно перемещается в плодном пузыре. Положение ребенка еще неустойчиво, голова обычно направлена вверх.
К концу 32-й недели плод имеет длину около 40 см, а массу - 1600 г, в возрасте 38 недель - около 45 см и 2500 г.
К 40-й неделе плод вполне готов к существованию вне материнского организма. Длина его тела в среднем 50-51 см, масса - 3200-3400г. Теперь ребенок, как правило располагается головкой вниз. Положение его становится устойчивым, так как из-за больших размеров тела он не может свободно перемещаться в чреве матери.
КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ЭМБРИОНА И ПЛОДА
Внутриутробное развитие, начиная с оплодотворения, длится 266 дней (или 280 дней с l-го дня последней менструации) и имеет два периода - эмбриональный и фетальный,
1. Эмбриональный период
1) Продолжается три недели. Характеризуется трансформацией яйцеклетки в маленький эмбрион, который внедряется в слизистую оболочку матки.
2) Продолжается до 10-й недели беременности. Происходит дробление зародышевых клеток, их миграция и дифференцировка в различные специфические органы. В конце 8-й недели основные органные структуры дифференцированы, но функциональное развитие органов не завершено - в этот период могут возникнуть грубые пороки.
2. Фетальный период
С 10 недель беременности до родов преобладают процессы роста. Самые важные моменты этого периода: формирование нёба, дифференцировка наружных половых органов и гистогенез ЦНС.
В фетальном периоде вредные факторы не вызывают формирования морфологических пороков, но могут послужить причиной различного рода нарушений поведенческих реакций или нарушений умственного развития в постнатальном периоде.
Под критическими периодами развития понимают моменты развития, которые характеризуются замедлением процесс а роста структур и снижением до минимальных значений избыточной информации в биологических системах, приводящих к образованию нового качества. Знание критических периодов развития является основой для понимания действия среды на онтогенез и патогенез эмбриопатий, фетопатий, включая наследственные заболевания и пороки развития.
Выделяют следующие критические периоды развития:
1. для всего организма - вредные факторы могут привести к гибели зародыша. Так, по данным ВОЗ, в ходе нормальной беременности гибнет 300 плодов из 1000 беременностей.
2. Частные критические периоды - существуют в онтогенезе каждого органа, связанно с неодновременной закладкой и темпом дифференцировки органов и систем.
3. Критические периоды развития клетки как биологической системы. Имеются данные о критических периодах развития отдельных клеточных органелл.
l-й критический период от 0 до 10 дней - нет связи с материнским организмом, эмбрион или погибает, или развивается (принцип «все или ничего»).
2-й критический период от 10 дней до 12 недель происходит формирование органов и систем, характерно возникновение множественных пороков развития. Значение имеет длительность воздействия неблагоприятного фактора.
3-й критический период (внутри 2-го) 3-4 недели - начало формирования плаценты и хориона. Нарушение ее развития при- водит к плацентарной недостаточности и как следствие - к гибели эмбриона или развитию гипотрофии плода.
4-й критический период 12-16 недель, формируются наружные половые органы. Введение эстрогенов может привести к дисплазии эпителия матки и влагалища во взрослом состоянии.
5-й критический период 18--22 недели. завершение формирования нервной системы.
Факторы, влияющие на развитие плода, делятся на экзогенные и эндогенные:
• физические (температура, газовый состав воздуха, ионизирующая радиация и др.);
• химические (вещества, применяемые в промышленности, в быту, проходящие через плацентарный барьер, лекарственные вещества, наркотические препараты, избыток витаминов А, D, С, алкоголь, никотин и т.д.);
• алиментарные (неполноценное питание в 3-4 раза увеличивает пороки развития плода);
• хроническое кислородное голодание (хроническая гипоксия приводит к гипотрофии);
• гестозы беременности;
• экстрагенитальная патология (инфекционная патология, вирусная инфекция, перенесенная беременной).
Ионизирующее излучение: малые дозы излучения приводят к нарушению обмена, наследственным болезням (увеличивается число пороков, рак щитовидной железы и др.).