Ембріогенез статевої системи - процес ембріональної (зародкової) закладки та формування чоловічих та жіночих статевих органів.

I. Індиферентна стадія (однакова для плоду чоловічої та жіночої статі).

Зовнішні статеві органи.

Тиждень 6-7. Поява статевого горбка, уретральної щілини, обмеженої уретральними та лабіоскротальними складками (бічні складки з двох сторін від клоакальної мембрани ембріона, які надалі розвиваються або в мошонку, або у великі статеві губи).

Тиждень 3-4. Закладка первинної гонади (індиферентної будови на внутрішній поверхні первинної нирки), формування парних вольфових проток (структури в ембріоні, які розвиваються в чоловічі внутрішні статеві органи), а потім мюллерової протоки (протока, що з'єднує воронку і каналець переваги з порожниною клоа його утворюється епітелій матки, маткових труб та піхви). В індиферентній стадії у зародка формуються і вольфові та мюллери протоки.

До 5-7 тижнів. Міграція первинних статевих клітин (гоноцитів) з ділянки основи жовткового тіла (інакше жовтковий мішок, міхур – придаток на черевній стороні зародка із запасом поживних речовин) у статеві тяжі.

ІІ. Стадія становлення гонадної статі.

Зовнішні статеві органи.

Чоловіча стать.

З 8 тижня. З статевого горбка утворюється статевий член, щілина закривається, зовнішні генітальні складки утворюють мошонку.

До 18-29 тижнів. Закінчується формування зовнішніх статевих органів.

До 36-40 тижнів. Процес опускання яєчка в мошонку.

На процес формування зовнішніх статевих органів у плода чоловічої статі впливає дигідротестостерон, який утворюється із тестостерону ембріональних яєчок під впливом ферменту 5 альфа-редуктази.

Жіноча стать.

З 8 тижня. Незначні зміни.

З 17-20 тижнів. Швидкий розвиток статевих губ з лабіоскротальної складки, малих статевих губ з уретральної складки, статевий горбок перетворюється на клітор, сечостатева борозенка залишається відкритою, утворюючи переддень піхви.

Надлишок андрогенів до 14-го тижня ембріогенезу може спричинити гіпертрофію клітора, збільшення великих статевих губ, іноді їх зрощення, атрезію (відсутність, зарощення) піхви, після 14-го тижня – гіпертрофію клітора.

Внутрішні статеві органи (статеві залози).

Чоловіча стать.

З 7 тижня. Індиферентна (первинна) гонада під впливом специфічного мембранного білка Н-Y-антигена починає трансформуватися в яєчка.

З 9 тижня. У клітинах Лейдіга (розсіяні між звивистими насіннєвими канальцями яєчок) починає утворюватися тестостерон, під впливом якого до 14-го тижня утворюється з ближньої вольфової (мезонефральної) протоки придаток яєчка, сім'явивідна протока, насіннєва бульбашка;

З 9-10 тижнів. Клітини Сертолі (що входять до складу епітеліосперматогенного шару звивистих насіннєвих канальців яєчок) виробляють антимюллеровий фактор (антимюллерів гормон), під впливом якого до 12-го тижня мюллерів (парамезонефральний) протоку дегенерує до рудиментарних утворень (простатичної матічки);

При нестачі тестостерону (не виділяється яєчками) вольфів проток дегенерує, а якщо не виділяється антимюллеровий фактор, який розсмоктує мюллерів протоку, то з протоки формується маткова труба, напівматка (яка пізніше зростається з другою половиною), 2/3 піхви.

Жіноча стать.

З 7 тижня. Яєчники відокремлюються від первинної нирки;

17-20 тиждень. Повністю формується структура яєчників;

Яєчники у диференціюванні мюллерових проток не беруть участь, тому матка, піхва та маткові труби формуються в умовах відсутності фактора регресії мюллерової протоки до 18-го тижня.

Етапи статевого диференціювання.

Генетична стать залежить від каріотипу зиготи:

Каріотип 46 ХХ відповідає жіночій статі;

Каріотип 46, ХY відповідає чоловічій статі.

Гонадна стать - це формування чоловічих чи жіночих статевих залоз.

Фенотипова стать - формування статевих проток і зовнішніх статевих органів за чоловічим або жіночим типом.

Ембріогенез гіпоталамо-гіпофізарної системи як III-IV рівень регуляції репродуктивної системи.

Етапи розвитку гіпофізу.

На 5-му тижні. Із задньої стінки зародка глотки формується передня частка гіпофіза, а з дна зародка проміжного мозку до неї прямує випинання нервової тканини майбутнього нейрогіпофіза;

З 8-9 тижнів. Починається секреторна активність гіпофізу.

На 12-му тижні. Аденоцити активно секретують гонадотропний гормон;

Після 12 тижнів З'являються статеві відмінності в секреції фолікулостимулюючого гормону ФСГі лютеїнізуючого гормону ЛГ;

З 19 тижня. Виділяється гормон пролактин.

Етапи розвитку гіпоталамуса.

З 8 тижня. Формуються нейросекреторні ядра гіпоталамусу, диференціювання яких завершується до 20-го тижня;

З 8-10 тижнів. Виділяється люліберин-рилізинг-гормон-лютеїнізуючий гормон (ЛГ-РГ) і впливає на секрецію лютеїнізуючого гормону гіпофізом.

Примітка:

1. Тестостерон яєчок має маскулінізуючий вплив на гіпоталамічні структури.

2. Гормони яєчників вирішального впливу диференціювання репродуктивної системи у внутрішньоутробний період немає.

Лекція 29: Жіноча полова система.

1. Джерела, закладка та розвиток органів жіночої статевої системи.

2. Гістологічна будова, гістофізіологія яєчників.

3. Гістологічна будова матки та яйцеводів.

4. Гістологічна будова, регулювання функцій молочних залоз.

I.Ембріональний розвиток органів жіночої статевої системи.Органи жіночої статевої системи розвиваються з таких джерел:

а) целомический епітелій покриває I нирки (спланхнотоми) ® фолікулярні клітини яєчників;

б) ентодерма жовткового мішка ® овоцити;

в) мезенхіма ® сполучна тканина та гладка мускулатура органів, інтерстиціальні клітини яєчників;

г) парамезонефральна (Мюллерова) протока ® епітелій маткових труб, матки та частини піхви.

Закладка та розвиток статевої системи тісно пов'язане з сечовивідною системою, а саме з І ниркою. Початковий етап закладки та розвитку органів попової системи в осіб жіночої та чоловічої статі протікають однаково і тому називається індиферентною стадією. На 4-му тижні ембріогенезу товщає целомический епітелій (вісцеральний листок спланхнотомів) на поверхні I нирок – ці потовщення епітелію називаються статевими валиками. У статеві валики починають мігрувати первинні статеві клітини – гонобласти. Гонобласти вперше з'являються у складі позазародкової ентодерми жовткового мішка, далі вони мігрують у стінку задньої кишки, а там потрапляють у кровотік і крові досягають і впроваджуються в статеві валики. Надалі епітелій статевих валиків разом з гонобластами починає вростати в мезенхіму, що підлягає, у вигляді тяжів - утворюються. статеві шнури. Підлогові шнури складаються з епітеліальних клітин та гонобластів. Спочатку статеві шнури зберігають зв'язок із целомічним епітелієм, а потім відриваються від нього. Приблизно в цей же час мезонефральна (Вольфова) протока (див. ембріогенез сечовидільної системи) розщеплюється і утворюється паралельно йому парамезанефральна (Мюллерова) протока, що впадає також у клоаку. У цьому індиферентна стадія розвитку статевої системи закінчується.

Мезенхіма, розростаючись, розділяє статеві шнури на окремі фрагменти або відрізки – так звані. яйценосні кулі. У яйценосних кулях у центрі розташовуються гоноцити, оточені епітеліальними клітинами. У яйценосних кулях гоноцити вступають у I стадію овогенезу – стадію розмноження: починають ділитися мітозом і перетворюються на овони,а оточуючі епітеліальні клітини починають диференціюватися в фолікулярні клітини. Мезенхіма продовжує дробити яйценосні кулі на ще дрібніші фрагменти до тих пір, поки в центрі кожного фрагмента не залишиться 1 статева клітина, оточена 1 шаром плоских фолікулярних клітин, тобто формується премордіальна фолікула. У премордіальних фолікулах овони входять у стадію зростання і перетворюються на овоцитиIпорядку. Незабаром зростання овоцитів I порядку у премордіальних фолікулах зупиняється і надалі премордіальні фолікули до статевого дозрівання залишаються без змін. Сукупність премордіальних фолікул із прошарками пухкої сполучної тканини між ними утворює кірковий шар яєчників. З навколишнього мезенхіми утворюється капсула, сполучнотканинні прошарки між фолікулами та інтерстиціальні клітиниу кірковому шарі та сполучна тканина мозкового шару яєчників. З частини целомического епітелію статевих валиків, що залишилася, утворюється зовнішній епітеліальний покрив яєчників.

Дистальні відділи парамезонефральних проток зближуються, зливаються та утворюють епітелій матки та частини піхви (при порушенні цього процесу можливе формування дворогої матки), а проксимальні частини проток залишаються роздільними та утворюють епітелій маткових труб. З навколишнього мезенхіми утворюється сполучна тканина у складі всіх 3-х оболонок матки та маткових труб, а також гладка мускулатура цих органів. Серозна оболонка матки та маткових труб утворюється з вісцерального листка спланхнотомів.

II. Гістологічна будова та гістофізіологія яєчників.З поверхні орган покритий мезотелієм і капсулою із щільної неоформленої волокнистої сполучної тканини. Під капсулою розташовується кіркова речовина, а в центральній частині органу мозкова речовина. У кірковій речовині яєчників статевозрілої жінки містяться фолікули на різних стадіях розвитку, атретичні тіла, жовте тіло, біле тіло та прошарки пухкої сполучної тканини з кровоносними судинами між перерахованими структурами.

Фолікули.Коркова речовина переважно складається з безлічі премордіальних фолікулів – у центрі овоцит I порядку, оточений одним шаром плоских фолікулярних клітин. З настанням статевого дозрівання премордіальні фолікули під впливом гормону аденогіпофіза ФСГ по черзі вступають у шлях дозрівання та проходять наступні стадії:

1. Овоцит I порядку входить у фазу великого зростання, збільшується в розмірах приблизно в 2 рази і набуває вторинну – блискучу оболонку(при її утворенні бере участь як сама яйцеклітина, так і фолікулярні клітини); навколишні фолікулярні перетворюються з одношарового плоского спочатку в одношаровий кубічний, а потім одношаровий циліндричний. Така фолікула називається Iфолікулою.

2. Фолікулярні клітини розмножуються і з одношарового циліндричного стають багатошаровим і починають продукувати фолікулярну рідину (містить естрогени), що накопичується в порожнині фолікула, що формується; овоцит I порядку оточений I і II (блискучою) оболонками та шаром фолікулярних клітин відтісняється до одного полюсу (яйценосний горбок). Така фолікула називається IIфолікулою.

3. Фолікула накопичує у своїй порожнині багато фолікулярної рідини, тому сильно збільшується в розмірах і випинається на поверхні яєчника. Така фолікула називається IIIфолікулою(або пухирчастою, або Граафової бульбашкою). В результаті розтягування різко стоншується товщина стінки III фолікули і білкової оболонки яєчника, що її покриває. Саме тоді овоцит I порядку входить у наступну стадію овогенезу – стадію дозрівання: відбувається перше розподіл мейозу і овоцит I порядку перетворюється на овоцит II порядку. Далі відбувається розрив витонченої стінки фолікули та білкової оболонки і відбувається овуляція – овоцит II порядку оточена шаром фолікулярних клітин (променистий вінець) та I, II оболонками потрапляє в порожнину очеревини і відразу захоплюється фимбріями (бахромками) у просвіт маткової труби.

У проксимальному відділі маткової труби швидко відбувається друге розподіл стадії дозрівання і овоцит II порядку перетворюється на зрілу яйцеклітину з гаплоїдним набором хромосом.

Процес овуляції регулюється гормоном аденогіпофіза лютропіном.

З початком вступу премордіальної фолікули в шлях дозрівання з навколишньої пухкої сполучної тканини навколо фолікули поступово формується зовнішня оболонка. текаабо покришка.Її внутрішній шар називається судинної текою(має багато кровоносних капілярів) і містить інтерстиціальні клітини, що виробляють естрогени, а зовнішній шар теки складається з щільної неоформленої сполучної тканини і називається фіброзною текою.

Жовте тіло.Після овуляції на місці фолікули, що лопнула, під впливом гормону аденогіпофіза лютропіна формується в кілька стадій жовте тіло:

I стадія - васкуляризації та проліферації. У порожнину фолікули, що лопнула, виливається кров, у потік крові проростають кровоносні судини (звідси в назві слово "васкуляризації"); одночасно відбувається розмноження чи проліферація фолікулярних клітин стінки колишньої фолікули.

ІІ стадія - залізистого метаморфозу(переродження чи перебудови). Фолікулярні клітини перетворюються на лютеоцити, а інтерстиціальні клітини теки – на текальні лютеоцити і ці клітини починають синтезувати гормон прогестерон.

ІІІ стадія - світанку. Жовте тіло досягає більших розмірів (діаметр до 2 см) і синтез прогестерону досягає максимуму.

IV стадія - зворотного розвитку. Якщо не настало запліднення і не почалася вагітність, то через 2 тижні після овуляції жовте тіло (називається менструальним жовтим тілом) піддається зворотному розвитку і заміщується сполучнотканинним рубцем - утворюється біле тіло(Corpus albicans). Якщо настала вагітність, то жовте тіло збільшується у розмірах до 5 см у діаметрі (жовте тіло вагітності) та функціонує протягом першої половини вагітності, тобто 4,5 місяці.

Гормон прогестерон регулює такі процеси:

1. Підготовляє матку до прийняття зародка (збільшується товщина ендометрію, збільшується кількість децидуальних клітин, збільшується кількість та секреторна активність маткових залоз, знижується скорочувальна активність м'язів матки).

2. Перешкоджає вступу наступних премордіальних фолікул яєчника у шлях дозрівання.

Атретичні тіла.У нормі в дорогу дозрівання одночасно вступають кілька премордіальних фолікул, але дозріває з них до III фолікули найчастіше 1 фолікула, інші на різних стадіях розвитку піддаються зворотному розвитку. атрезії(Під впливом гормону гонадокриніна, що виробляється найбільшою з фолікул) і на їх місці формуються атретичні тіла. При атрезії яйцеклітина гине, від неї залишається в центрі атретичного тіла деформована, зморщена блискуча оболонка; фолікулярні клітини також гинуть, тоді як інтерстиціальні клітини покришки розмножуються і починають активно функціонувати (синтез естрогенів). Біологічне значення атретичних тіл: запобігання суперовуляції – одночасного дозрівання кількох яйцеклітин та як наслідок цього зачаття кількох різнояйцевих близнюків; ендокринна функція – у початкових стадіях розвитку одна зростаюча фолікула не може створити необхідний рівень естрогенів у жіночому організмі, тому потрібні атретичні тіла.

ІІІ.Гістологічна будова матки.Матка – порожнистий м'язовий орган, у якому розвивається зародок. Стінка матки складається з 3-х оболонок – ендометрію, міометрію та периметрію.

Ендометрій (слизова оболонка)– вистелений одношаровим призматичним епітелієм. Епітелій занурюється у власну платівку з пухкої волокнистої сполучної тканини і утворює маткові залози – за будовою прості трубчасті нерозгалужені залози. У своїй платівці слизової крім звичайних клітин пухкої сполучної тканини є децидуальні клітини - великі округлі клітини, багаті на глікоген і ліпопротеїновими включеннями. Децидуальні клітини беруть участь у забезпеченні гістотрофним харчуванням зародка спочатку після імплантації.

Є особливості в кровопостачанні ендометрію:

1. Артерії - мають спіральний хід - така будова артерій має значення при менструації:

Спастичне скорочення спіральних артерій призводить до порушення харчування, некрозу та відторгнення функціонального шару ендометрію при менструації;

Такі судини швидше тромбуються при зменшують крововтрату при менструації.

2. Відня - утворюють розширення або синуси.

В цілому в ендометрії розрізняють функціональний (або відпадає) шар і базальний шар. При визначенні зразкової межі між функціональним і базальним шарами головним орієнтиром є маткові залози – базальний шар ендометрію захоплює лише денця маткових залоз. При менструації функціональний шар відторгається, а після менструації під впливом естрогенів фолікул за рахунок епітелію денців маткових залоз, що зберігся, відбувається регенерація епітелію матки.

Міометрій (м'язова оболонка)матки має 3 шари з гладкої мускулатури:

1. Внутрішній – підслизовий шар.

2. Середній – судинний шар.

3. Зовнішній – надсудинний шар.

Периметрій– зовнішня оболонка матки, представлена ​​сполучною тканиною, покритою мезотелієм.

Функції матки регулюються гормонами: окситоцином із передньої частини гіпоталамуса – тонус мускулатури, естрогенами та прогестероном яєчників – циклічні зміни в ендометрії.

Маткові труби (яйцеводи)– мають 3 оболонки:

1. Слизова оболонка – вистелена одношаровим призматичним війчастим епітелієм, під ним – власна платівка слизової з пухкої волокнистої сполучної тканини. Слизова оболонка утворює великі розгалужені поздовжні складки.

2. М'язова оболонка з поздовжньо та циркулярно орієнтованих міоцитів.

3. Зовнішня оболонка – серозна.

IV.Молочні залози.Так як функція та регуляція функцій тісно пов'язане зі статевою системою, молочні залози зазвичай вивчають у розділі жіноча статева система.

Молочні залози за будовою складні, розгалужені альвеолярні залози; складаються з секреторних відділів та вивідних проток.

Кінцеві секреторні відділив нелактуючій молочній залозі представлені трубочками, що сліпо закінчуються - альвеолярними молочними ходами. Стінка цих альвеолярних молочних ходів вистелена низькопризматичним або кубічним епітелієм, зовні лежать відростчасті мієепітеліальні клітини.

З початком лактації сліпий кінець цих альвеолярних молочних ходів розширюється, набуває форми бульбашок, тобто перетворюється на альвеоли. Стінка альвеоли вистелена одним шаром низькопризматичних клітин - лактоцитів. На апікальному кінці лактоцити мають мікроворсинки, в цитоплазмі добре виражені гранулярний та агранулярний ЕПС, пластинчастий комплекс та мітохондрії, мікротубули та мікрофіламенти. Лактоцити секретують казеїн, лактозу, жири апокриновим способом. Зовні альвеоли охоплюються зірчастими міоепітеліальними клітинами, що сприяють виведенню секрету в протоки.

З альвеол молоко виділяється в Чумацькі ходи (епітелій 2-х рядний), які далі в междольковых перегородках продовжуються в чумацькі протоки (епітелій 2-х шаровий), що впадають у молочні синуси (невеликі резервуари вистелені 2-х шаровим епітелієм) і короткими вивідними протоками відкриваються на верхівці соска.

Регуляція функцій молочних залоз:

1. Пролактин (гормон аденогіпофіза) – посилює синтез молока лактоцитами.

2. Окситоцин (з супраоптичних паравентрикулярних ядер гіпоталамуса) – викликає виділення молока із залози.

3. Глюкокортикоїди пучкової зони надниркових залоз та тироксин щитовидної залози також сприяють лактації.

Лекція №7:Ембріогенез чоловічої та жіночої статевої системи.

Підлога ембріона визначається генетичним механізмом у момент злиття сперматозоїда та яйцеклітини. Однак, аж до 7 тижня розвитку визначення статі морфологічними методами неможливе, внаслідок чого у розвитку статевих залоз виділяють так звану індиферентну стадію. Протягом цієї стадії в організмі зародка з'являються зачатки органів статевої системи, однакові для обох статей.

Індиферентна стадія.Розвиток чоловічої та жіночої гонади починається однотипно. На 4-му тижні розвитку на медіальній поверхні первинної нирки утворюється гребенеподібні потовщення целомического епітелію – статеві валики, куди починають мігрувати попередники статевих клітин – гоноцити.

Поява первинних статевих клітин відмічено у складі ентодерми жовткового мішка у зародка 3 мм довжини. Це відносно обмежена область стінки жовткового мішка, розташована поруч з алантоїсом.

Гоноцити – великі округлі клітини, у цитоплазмі виявляється висока активність лужної фосфатази, міститься жовток та багато гранул глікогену. Гоноцити мігрують по кровоносних судинах (із потоком крові) або шляхом амебоїдних рухів спочатку в стінку задньої кишки, а після цього вздовж її брижі в статеві валики, де вони входять в контакт з целімічним епітелієм і мезенхімними компонентами, тобто двома іншими складовими елементами гонади. У процесі міграції та після впровадження у статеві валики гоноцити інтенсивно проліферують.

Далі, матеріал статевих валиків разом з гоноцитами починає проростати в мезенхіму, що підлягає, у вигляді клітинних тяжів - статевих шнурів. Спочатку статеві шнури мають зв'язок з епітелієм поверхні I нирки, далі відриваються від нього.

До кінця індиферентної стадії шляхом розщеплення з мезонефральної (Вольфого) протоки формуються парамезонефральні (Мюллерові) протоки, що впадають також у клоаку.

З 7-тижня у ембріонів 17-20 мм довжини в гонаді з'являються певні морфологічні особливості - починається статеве диференціювання.

При розвитку чоловічої статевої залозистатеві шнури подовжуються і з'єднуються з канальцями I нирок, що впадають у Вольфову протоку.

З матеріалу статевих шнурів формується епітеліосперматогенний шар звивистих насіннєвих канальців, при цьому клітини целомического епітелію диференціюються у підтримуючі клітини (Сертолі), а гоноцити – у сперматогонії.

На початку 3 міс. між звивистими насіннєвими канальцями з мезенхіми диференціюється інтерстиціальна тканина яєчок, у складі якої, імовірно з клітин, що мігрували з I нирок або клітин нервового походження, утворюються інтерстиціальні ендокринні клітини Лейдіга, які продукують тестостерон. Кількість і розмір клітин Лейдіга досягають максимуму у 14-16-тижневих плодів, коли вони заповнюють весь простір між канальцями.

З канальців I нирок утворюються епітелій прямих канальців, мережі насінника і канальців, що виносять.

З проксимального відділу Вольфової протоки формується епітелій протоки придатка, а з його решти - епітелій сім'явиносної та сім'явивергувальної протоки. З випинання дистального відділу стінки Вольфого протоки утворюється епітелій насіннєвих бульбашок.

З випинання стінки сечівника утворюються передміхурова залоза і бульбоуретральні залози.

З навколишнього мезенхіми утворюються сполучнотканинний і гладком'язовий компоненти яєчок, придатків яєчка, насіннєвих бульбашок, передміхурової залози, бульбоуретральних залоз та сім'явиносних шляхів.

При розвитку органів чоловічої статевої системи парамезонефральний (Мюллеров) проток участі не приймає, здебільшого піддається зворотному розвитку, тільки найдистальніша його частина зберігається у вигляді рудиментарної чоловічої матки, що відкривається в сечівник у товщі передміхурової залози.

У міру розвитку яєчка з початкового місця закладки (поперекової області на поверхні I нирок) починають опускатися вниз по задній стінці черевної порожнини:

На 3-му міс. яєчка опускаються до входу на малий таз;

6-8 міс. проходять пахвинним каналом, попередньо отримавши серозний (очеревинний) покрив;

Перед народженням опускаються у мошонку.

Насінники новонародженого, також як і плода, гормонально активні, в сполучнотканинній стромі багато клітин Лейдіга.

Розбудова структури насінників починається відразу після народження.

З 5 - 6 років у сім'яниках починає виявлятися збільшення розмірів клітин Сертолі, з'являються сперматогонії, що діляться.

У сім'яниках дітей 7 – 8-річного віку вже можна виявити диференціювання епітелію насіннєвих канальців на шари.

Структури насіннєвих канальців подальші зміни зазнає у віці 12 -13 років, коли в насіннєвих канальцях починають виявлятися нечисленні сперматиди, у стромі органу з'являються типові лейдигівські клітини. Описані зміни збігаються в часі з появою вторинних статевих ознак - збільшенням статевого члена, передміхурової залози, появою волосяного покриву на лобку, особливо інтенсивно ростуть сім'яники. З 15 - 16 років у канальцях насінника виявляються всі клітини сперматогенного епітелію. Однак поява в просвіті канальців перших сперматозоїдів не говорить про зрілість сім'яника, оскільки в цей час канальці не мають типової картини сперматогенезу – клітини в них розташовані хаотично. Ця картина триває в середньому від 3 до 5 років. Отже, остаточна зрілість залози сягає 18 - 20 років.

Закладка зовнішніх статевих органівпочинається на 4 тижні розвитку. Сечівник в області промежини на поверхню шкіри відкривається сечостатевою щілиною. Навколо сечостатевої щілини з ектодерма і підлягає мезенхіми формуються закладки зовнішніх статевих органів:

- серединно, попереду від сечостатевої щілини утворюється потовщення – статевий горбок;

- краї щілини обмежують 2 статеві складкиі 2 статевих валиків.

Підлоговий горбок сильно подовжується і утворює статевий член. Статеві складки зливаються і формують печеристі тіла члена. Підлогові валики зростаючись утворюють мошонку.

Розвиток жіночої статевої системи

При розвитку жіночих статевих залоз - яєчників, проростаючи мезенхіма розчленовує статеві шнури на окремі фрагменти або острівці, звані яйценосними кулями. У яйценосних кулях триває процес проліферації – при цьому гоноцити вступають у першу стадію овогенезу – стадію розмноження, статеві клітини, що утворюються, називаються овогоннями, а оточуючі їх целомические клітини починають диференціюватися в фолікулярні клітини.

Подальший поділ яйценосних куль мезенхімою на ще дрібніші фрагменти триває доти, поки в кожному фрагменті залишається в центрі 1 овування, оточена одним шаром плоских фолікулярних клітин.

Утворені структури називаються премордіальними фолікулами.

на 3 міс. в премордіальних фолікулах овогонні проходять стадію малого зростання і вступають у 1-е поділ мейозу (стадія дозрівання), але процес зупиняється на етапі профази цього поділу.

До моменту народження в яєчнику дитини кірковий шар заповнений примордіальними фолікуламами, в яких овоцити I порядку знаходяться в профазі свого першого мейотичного поділу. У яєчниках новонародженої дівчинки налічується приблизно 300-400 тисяч примордіальних фолікулів. Поряд із розвитком, ще в ембріональному періоді має місце атрезія фолікулів.

Однак у постнатальному періоді процес розвитку фолікулів досить інтенсивний і яєчник дівчинки до 12 - 13 років, як правило, містить кілька вторинних фолікулів та бульбашок. Але повного розвитку фолікули досягають лише з періоду статевої зрілості. Після першої овуляції виникає ще одна структура яєчника – жовте тіло, і яєчник дівчинки з цього часу утворює ще один вид гормону – прогестерон.

З раннього дитинства в яєчнику дівчинки відбувається розростання сполучнотканинних структур. Приблизно з 30-річного віку починається тотальне поступове фіброзування строми кіркової речовини.

Таким чином, вікові зміни паралельно зачіпають як гормонопродукуючі, так і опорні тканини яєчника.

Розвиток матки та маткових труб

Мюллерові протоки з'являються наприкінці другого місяця внутрішньоутробного розвитку шляхом розщеплення з Вольфової протоки. Мюллерові протоки відкриваються в клоаку незалежно один від одного окремими отворами. З Мюллерових каналів розвиваються маткові труби, матка та піхва. Маткові труби у людини формуються у вигляді парних утворень, у той час як матка та піхва утворюються в результаті зрощення дистальних відрізків Мюллерових проток. У цих органах з навколишнього мезенхіми утворюється сполучна та гладком'язова тканини. З вісцеральних листків спланхнотомів та мезенхіми утворюється зовнішня серозна (очеревинна) оболонка.

Зовнішні статеві органи у жінкирозвиваються з тих самих зачатків, що й у чоловіка:

Підлоговий горбок перетворюється на клітор;

Незрослі статеві складки утворюють навколо сечостатевої щілини малі статеві губи;

Незрослі статеві валики формують навколо клітора і малих статевих губ великі статеві губи. Нижня частина сечостатевого синуса між статевими складками зберігається у вигляді напередодні піхви. Зовнішні жіночі статеві органи визначаються вже у плодів 9-10 тижнів, але набувають рис остаточної будови до народження, у зв'язку зі збільшенням статевих губ і відносним зменшенням головки клітора.

ембріологія. Глава 21. ОСНОВИ ЕМБРІОЛОГІЇ ЛЮДИНИ

ембріологія. Глава 21. ОСНОВИ ЕМБРІОЛОГІЇ ЛЮДИНИ

Ембріологія (від грец. embryon- зародок, logos- Вчення) - наука про закономірності розвитку зародків.

Медична ембріологія вивчає закономірності розвитку зародка людини. Особлива увага звертається на ембріональні джерела та закономірні процеси розвитку тканин, метаболічні та функціональні особливості системи мати-плацента-плід, критичні періоди розвитку людини. Усе це має значення для медичної практики.

Знання ембріології людини необхідне всім лікарям, що особливо працюють у галузі акушерства та педіатрії. Це допомагає у постановці діагнозу при порушеннях у системі мати-плід, виявленні причин каліцтв та захворювань дітей після народження.

В даний час знання з ембріології людини використовуються для розкриття та ліквідації причин безплідності, трансплантації фетальних органів, розробки та застосування протизаплідних засобів. Зокрема, актуальності набули проблеми культивування яйцеклітин, екстракорпорального запліднення та імплантації зародків у матку.

Процес ембріонального розвитку є результатом тривалої еволюції й у певною мірою відбиває риси розвитку інших представників тваринного світу. Тому деякі ранні стадії розвитку людини дуже подібні до аналогічних стадій ембріогенезу більш низько організованих хордових тварин.

Ембріогенез людини - частина його онтогенезу, що включає такі основні стадії: I - запліднення та утворення зиготи; II - дроблення та утворення бластули (бластоцисти); III - гаструляцію - утворення зародкових листків та комплексу осьових органів; IV - гістогенез та органогенез зародкових та позазародкових органів; V – системогенез.

Ембріогенез тісно пов'язаний з прогенезом та раннім постембріональним періодом. Так, розвиток тканин починається в ембріональному періоді (ембріональний гістогенез) і продовжується після народження дитини (постембріональний гістогенез).

21.1. ПРОГЕНЕЗ

Це період розвитку та дозрівання статевих клітин - яйцеклітин та сперматозоїдів. В результаті проге-незу в зрілих статевих клітинах виникає гаплоїдний набір хромосом, формуються структури, що забезпечують здатність до запліднення та розвитку нового організму. Докладно процес розвитку статевих клітин розглянуто у розділах, присвячених чоловічої та жіночої статевих систем (див. розділ 20).

Мал. 21.1.Будова чоловічої статевої клітини:

I – головка; II – хвіст. 1 – рецептор;

2 – акросома; 3 - "чохлик"; 4 – проксимальна центріоль; 5 - мітохондрія; 6 - шар пружних фібрил; 7 - аксон-ма; 8 - термінальне кільце; 9 - циркулярні фібрили

Основні характеристики зрілих статевих клітин людини

Чоловічі статеві клітини

Сперматозоїди людини утворюються протягом усього активного статевого періоду у великих кількостях. Детальний опис сперматогенезу - див. Розділ 20.

Рухливість сперматозоїдів обумовлена ​​наявністю джгутиків. Швидкість руху сперматозоїдів у людини дорівнює 30-50 мкм/с. Цілеспрямованому руху сприяють хемотаксис (рух до хімічного подразника або від нього) та реотаксис (рух проти струму рідини). Через 30-60 хв після статевого акту сперматозоїди виявляються в порожнині матки, а через 1,5-2 год - в дистальній (ампулярної) частини маткової труби, де відбуваються їх зустріч з яйцеклітиною та запліднення. Спермії зберігають запліднювальну здатність до 2 діб.

Будова.Чоловічі статеві клітини людини сперматозоїди,або спер-мії,довжиною близько 70 мкм, мають головку та хвіст (рис. 21.1). Плазмолемма сперматозоїда в ділянці головки містить рецептор, за допомогою якого відбувається взаємодія з яйцеклітиною.

Головка сперматозоїда (caput spermatozoidi)включає невелике щільне ядро ​​з набором гаплоїдним хромосом. Передня половина ядра покрита плоским мішечком, що становить чохликсперматозоїда. У ньому розташовується акросома(Від грец. асрон- верхівка, soma- Тіло). Акросома містить набір ферментів, серед яких важливе місце належить гіалуронідазі та протеазам, здатним розчиняти при заплідненні оболонки, що покривають яйцеклітину. Чехлик та акросома є похідними комплексу Гольджі.

Мал. 21.2.Клітинний склад еякуляту людини в нормі:

I - чоловічі статеві клітини: А - зрілі (за Л. Ф. Курило та ін); Б – незрілі;

II – соматичні клітини. 1, 2 – типовий сперматозоїд (1 – анфас, 2 – профіль); 3-12 - найчастіше зустрічаються форми атипії сперматозоїдів; 3 – макроголовка; 4 – мікроголовка; 5 - подовжена головка; 6-7 - аномалія форми головки та акросоми; 8-9 - аномалія джгутика; 10 - двожгутиковий сперматозоїд; 11 - зрощені головки (двоголовий сперматозоїд); 12 - аномалія шийки сперматозоїда; 13-18 - незрілі чоловічі статеві клітини; 13-15 – первинні сперматоцити у профазі 1-го поділу мейозу – пролептотену, пахітену, диплотену відповідно; 16 – первинний сперматоцит у метафазі мейозу; 17 - типові сперматиди (а- рання; б- Пізня); 18 - атипова двоядерна сперматида; 19 – епітеліальні клітини; 20-22 – лейкоцити

У ядрі сперматозоїда людини міститься 23 хромосоми, одна з яких є статевою (X або Y), решта – аутосомами. У 50% сперматозоїдів міститься Х-хромосома, у 50% - Y-хромосома. Маса Х-хромосоми дещо більша за масу Y-хромосоми, тому, мабуть, сперматозоїди, що містять Х-хромосому, менш рухливі, ніж сперматозоїди, що містять Y-хромосому.

За головкою є кільцеподібне звуження, що переходить у хвостовий відділ.

Хвостовий відділ (flagellum)сперматозоїда складається з сполучної, проміжної, головної та термінальної частин. У сполучній частині (pars conjungens),або шийці (Cervix),розташовуються центріолі - проксимальна, прилегла до ядра, і залишки дистальної центріолі, смугасті колони. Тут починається осьова нитка (axonema),що триває у проміжній, головній та термінальній частинах.

Проміжна частина (pars intermedia)містить 2 центральних та 9 пар периферичних мікротрубочок, оточених розташованими по спіралі мітохондріями (мітохондріальна піхва - vagina mitochondrialis).Від мікротрубочок відходять парні виступи, або «ручки», що складаються з іншого білка - дінеїну, що володіє АТФ-азною активністю (див. розділ 4). Дінеїн розщеплює АТФ, що виробляється мітохондріями, і перетворює хімічну енергію в механічну, за рахунок якої здійснюється рух спермію. У разі генетично обумовленої відсутності динеїну спермії виявляються знерухомленими (одна з форм стерильності чоловіків).

Серед чинників, що впливають швидкість руху сперміїв, велике значення мають температура, рН середовища та ін.

Головна частина (Pars principalis)хвоста за будовою нагадує вію з характерним набором мікротрубочок в аксонемі (9×2)+2, оточених циркулярно орієнтованими фібрилами, що надають пружність, та плазмолемою.

Термінальна,або кінцева, частинасперматозоїда (pars terminalis)містить аксонему, яка закінчується роз'єднаними мікротрубочками та поступовим зменшенням їх числа.

Рухи хвоста бичкоподібні, що зумовлено послідовним скороченням мікротрубочок від першої до дев'ятої пари (першою вважається пара мікротрубочок, що лежить у площині, паралельній двом центральним).

У клінічній практиці для дослідження сперми проводять підрахунок різних форм сперматозоїдів, підраховуючи їх відсоткове зміст (сперміограма).

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), нормальними характеристиками сперми людини є такі показники: концентрація сперматозоїдів – 20-200 млн/мл, вміст у еякуляті понад 60 % нормальних форм. Поряд з останніми в спермі людини завжди присутні аномальні - двожгутикові, з дефектними розмірами головки (макро-і мікроформи), з аморфною головкою, зрослими

головками, незрілі форми (із залишками цитоплазми в ділянці шийки та хвоста), з дефектами джгутика.

У еякуляті здорових чоловіків переважають типові сперматозоїди (рис. 21.2). Кількість різних видів атипових сперматозоїдів має перевищувати 30 %. Крім того, зустрічаються незрілі форми статевих клітин – сперматиди, сперматоцити (до 2 %), а також соматичні клітини – епітеліоцити, лейкоцити.

Серед сперматозоїдів в еякуляті живих клітин має бути 75% і більше, а активно рухливих – 50% і більше. Встановлені нормативні параметри необхідні оцінки відхилень від норми при різних формах чоловічого безпліддя.

У кислому середовищі сперматозоїди швидко втрачають здатність до руху та запліднення.

Жіночі статеві клітини

Яйцеклітини,або овоцити(Від лат. ovum- яйце), дозрівають у незмірно меншій кількості, ніж сперматозоїди. У жінки протягом статевого циклу (24-28 днів) дозріває, як правило, одна яйцеклітина. Таким чином, за дітородний період утворюються близько 400 яйцеклітин.

Вихід овоциту з яєчника називається овуляцією (див. розділ 20). Овоцит, що вийшов з яєчника, оточений вінцем фолікулярних клітин, число яких досягає 3-4 тис. Яйцеклітина має кулясту форму, більший, ніж у спермія, обсяг цитоплазми, не має здатності самостійно пересуватися.

Класифікація яйцеклітин ґрунтується на ознаках наявності, кількості та розподілу жовтка (lecithos),білково-ліпідне включення в цитоплазмі, що використовується для харчування зародка. Розрізняють безжовткові(алецитальні), маложовткові(оліголецитальні), середньожовтні(мезолецитальні), багатожовтні(полілецитальні) яйцеклітини. Маложовткові яйцеклітини поділяються на первинні (у безчерепних, наприклад у ланцетника) і вторинні (у плацентарних ссавців та людини).

Як правило, у маложовткових яйцеклітинах жовткові включення (гранули, платівки) розподілені рівномірно, тому вони називаються ізоле-тальними(грец. isos- рівний). Яйцеклітина людини вдруге ізолецитального типу(як і в інших ссавців) містить невелику кількість жовткових гранул, розташованих більш менш рівномірно.

У людини наявність малої кількості жовтка в яйцеклітині обумовлена ​​??розвитком зародка в організмі матері.

Будова.Яйцеклітина людини має діаметр близько 130 мкм. До плазмо-леми належать прозора (блискуча) зона (zona pellucida- Zp) і далі шар фолікулярних епітеліоцитів (рис. 21.3).

Ядро жіночої статевої клітини має гаплоїдний набір хромосом з X-статевою хромосомою, добре виражене ядерце, в оболонці ядра багато порових комплексів. У період зростання овоциту у ядрі відбуваються інтенсивні процеси синтезу іРНК, рРНК.

Мал. 21.3.Будова жіночої статевої клітини:

1 – ядро; 2 – плазмолема; 3 – фолікулярний епітелій; 4 - променистий вінець; 5 – кортикальні гранули; 6 – жовткові включення; 7 – прозора зона; 8 - рецептор Zp3

У цитоплазмі розвинені апарат синтезу білка (ендоплазматична мережа, рибосоми) та комплекс Гольджі. Кількість мітохондрій помірна, вони розташовані біля ядра, де йде інтенсивний синтез жовтка, клітинний центр відсутній. Комплекс Гольджі на ранніх стадіях розвитку знаходиться біля ядра, а в процесі дозрівання яйцеклітини зміщується на периферію цитоплазми. Тут розташовуються похідні цього комплексу - кортикальні гранули (granula corticalia),кількість яких сягає 4000, а розміри 1 мкм. Вони містять глікозаміноглікани та різні ферменти (у тому числі протеолітичні), беруть участь у кортикальній реакції, захищаючи яйцеклітину від поліспермії.

З включень овоплазми особливої ​​уваги заслуговують гранули жовті,містять білки, фосфоліпіди та вуглеводи. Кожна гранула жовтка оточена мембраною, має щільну центральну частину, що складається з фосфовітину (фосфопротеїн), і більш пухку периферичну частину, що складається з ліповітеліну (ліпопротеїн).

Прозора зона (zona pellucida)- Zp) складається з глікопротеїнів та глі-козаміногліканів - хондроїтинсерної, гіалуронової та сіалової кислот. Глікопротеїни представлені трьома фракціями – Zpl, Zp2, Zp3. Фракції Zp2 і Zp3 утворюють нитки довжиною 2-3 мкм та товщиною 7 нм, які

з'єднані між собою за допомогою фракції Zpl. Фракція Zp3 є рецепторомсперміїв, a Zp2 перешкоджає поліспермії. У прозорій зоні містяться десятки мільйонів молекул глікопротеїну Zp3, кожна з яких має понад 400 амінокислотних залишків, з'єднаних з багатьма олігосахаридними гілками. В утворенні прозорої зони беруть участь фолікулярні епітеліоцити: відростки фолікулярних клітин проникають через прозору зону, прямуючи до плазмолеми яйцеклітини. Плазмолемма яйцеклітини у свою чергу формує мікроворсинки, що розташовуються між відростками фолікулярних епітеліоцитів (див. рис. 21.3). Останні виконують трофічну та захисну функції.

21.2. Ембріогенез

Внутрішньоутробний розвиток людини продовжується в середньому 280 діб (10 місячних місяців). Прийнято виділяти три періоди: початковий (1-й тиждень), зародковий (2-8-й тиждень), плодовий (з 9-го тижня розвитку до народження дитини). До кінця зародкового періоду завершується закладання основних ембріональних зачатків тканин та органів.

Запліднення та утворення зиготи

Запліднення (Fertilisatio)- злиття чоловічої та жіночої статевих клітин, внаслідок чого відновлюється диплоїдний набір хромосом, характерний для даного виду тварин, і виникає якісно нова клітина – зигота (запліднена яйцеклітина, або одноклітинний зародок).

У людини обсяг еякуляту – вивергнутої сперми – в нормі становить близько 3 мл. Для забезпечення запліднення загальна кількість сперматозоїдів у спермі має бути не менше 150 млн, а концентрація – 20-200 млн/мл. У статевих шляхах жінки після копуляції їхня кількість зменшується у напрямку від піхви до ампулярної частини маткової труби.

У процесі запліднення розрізняють три фази: 1) дистантна взаємодія та зближення гамет; 2) контактна взаємодія та активізація яйцеклітини; 3) проникнення сперматозоїда в яйцеклітину та подальше злиття – сингамія.

Перша фаза- дистантне взаємодія - забезпечується хемотаксисом - сукупністю специфічних чинників, що підвищують ймовірність зустрічі статевих клітин. Важливу роль цьому грають гамони- хімічні речовини, що виробляються статевими клітинами (рис. 21.4). Наприклад, яйцеклітини виділяють пептиди, що сприяють залученню сперматозоїдів.

Відразу після еякуляції спермії не здатні до проникнення в яйцеклітину до тих пір, поки не відбудеться капацитація - придбання спер-міями запліднюючої здатності під дією секрету жіночих статевих шляхів, яке триває 7 год. У процесі капацитації з плазмолеми насіннєвої плазми, що сприяє акросомальній реакції.

Мал. 21.4.Дистантна та контактна взаємодія сперміїв та яйцеклітини: 1 – сперматозоїд та його рецептори на головці; 2 - відділення вуглеводів із поверхні головки при капацитації; 3 – зв'язування рецепторів сперматозоїда з рецепторами яйцеклітини; 4 - Zp3 (третя фракція глікопротеїнів прозорої зони); 5 – плаз-молема яйцеклітини; ГГІ, ГГІІ - гіногамони; АГI, АГII - андрогамони; Гал - глі-козилтрансфераза; NАГ - N-ацетилглюкозамін

У механізмі капацитації велике значення належить гормональним факторам, насамперед прогестерону (гормон жовтого тіла), що активізує секрецію залозистих клітин маткових труб. Під час капацитації відбуваються зв'язування холестерину плазмолеми спермію альбумінами жіночих статевих шляхів та оголення рецепторів статевих клітин. Запліднення відбувається в ампулярній частині маткової труби. Запліднення передує запліднення - взаємодія та зближення гамет (дистантна взаємодія), обумовлене хемотаксисом.

Друга фазазапліднення – контактна взаємодія. Численні спермії наближаються до яйцеклітини і входять у контакт із її оболонкою. Яйцеклітина починає здійснювати обертальні рухи навколо своєї осі зі швидкістю 4 обороти на хвилину. Ці рухи обумовлені биттям хвостів сперматозоїдів і продовжуються близько 12 год. Сперматозоїди при контакті з яйцеклітиною можуть пов'язувати десятки тисяч молекул глікопротеїну Zp3. У цьому відзначається запуск акросомальної реакції. Акросомальна реакція характеризується підвищенням проникності плазмолеми спермію до іонів Са 2+, деполяризацією її, що сприяє злиттю плазмолеми з передньою мембраною акросоми. Прозора зона виявляється у безпосередньому контакті з акросомальними ферментами. Ферменти руйнують її, спермій проходить через прозору зону та

Мал. 21.5.Запліднення (за Вассерманом із змінами):

1-4 - стадії акросомної реакції; 5 - zona pellucida(прозора зона); 6 - периві-теліновий простір; 7 – плазматична мембрана; 8 – кортикальна гранула; 8а – кортикальна реакція; 9 - проникнення спермію в яйцеклітину; 10 – зонна реакція

входить в перивітелліновий простір, розташований між прозорою зоною і плазмолемою яйцеклітини. Через кілька секунд змінюються властивості плазмолеми яйцеклітини і починається кортикальна реакція, а через кілька хвилин змінюються властивості прозорої зони (зонна реакція).

Ініціація другої фази запліднення відбувається під впливом суль-фатованих полісахаридів блискучої зони, які викликають надходження іонів кальцію та натрію в голівку, спермія, заміщення ними іонів калію та водню та розрив мембрани акросоми. Прикріплення спермію до яйцеклітини відбувається під впливом вуглеводної групи фракції глікопротеїнів прозорої зони яйцеклітини. Рецептори спермію є фермент глікозилтрансферазу, що знаходиться на поверхні акросоми головки, який

Мал. 21.6. Фази запліднення та початок дроблення (схема):

1 – овоплазма; 1а – кортикальні гранули; 2 – ядро; 3 – прозора зона; 4 – фолікулярний епітелій; 5 – спермії; 6 - редукційні тільця; 7 – завершення мітотичного поділу овоциту; 8 - горбок запліднення; 9 – оболонка запліднення; 10 – жіночий пронуклеус; 11 – чоловічий пронуклеус; 12 - синкаріон; 13 - перший мітотичний поділ зиготи; 14 - бластоміри

«Дізнається» рецептор жіночої статевої клітини. Плазматичні мембрани у місці контакту статевих клітин зливаються, і відбувається плазмогамія – об'єднання цитоплазм обох гамет.

У ссавців при заплідненні в яйцеклітину проникає лише один сперматозоїд. Таке явище називається моноспермією.Запліднення сприяють сотні інших беруть участь в заплідненні сперматозоїдів. Ферменти, що виділяються з акросом, – спермолізини (трипсин, гіалуронідаза) – руйнують променистий вінець, розщеплюють глікозами-ноглікани прозорої зони яйцеклітини. Фолікулярні епітеліоцити, що відокремлюються, склеюються в конгломерат, який слідом за яйцеклітиною переміщається по матковій трубі завдяки мерехтенню вій епітеліальних клітин слизової оболонки.

Мал. 21.7.Яйцеклітина та зигота людини (за Б. П. Хватовим):

а- яйцеклітина людини після овуляції: 1 – цитоплазма; 2 – ядро; 3 – прозора зона; 4 - фолікулярні епітеліоцити, що утворюють променистий вінець; б- Зигота людини у стадії зближення чоловічого та жіночого ядер (пронуклеусів): 1 – жіноче ядро; 2 - чоловіче ядро

Третя фаза.В овоплазму проникають головка та проміжна частина хвостового відділу. Після входження сперматозоїда в яйцеклітину на периферії овоплазми відбувається її ущільнення (зонна реакція) і утворюється оболонка запліднення.

Кортикальна реакція- злиття плазмолеми яйцеклітини з мембранами кортикальних гранул, внаслідок чого вміст із гранул виходить у перивітеліновий простір і впливає на молекули глікопротеїнів прозорої зони (рис. 21.5).

Внаслідок цієї зонної реакції молекули Zp3 модифікуються та втрачають здатність бути рецепторами сперміїв. Утворюється оболонка запліднення товщиною 50 нм, що перешкоджає поліспермії – проникненню інших сперміїв.

Механізм кортикальної реакції включає приплив іонів натрію через ділянку плазмолеми сперматозоїда, вбудований у плазмолемму яйцеклітини після завершення акросомальної реакції. Через війну негативний мембранний потенціал клітини стає слабопозитивным. Приплив іонів натрію обумовлює вивільнення іонів кальцію із внутрішньоклітинних депо та збільшення його вмісту в гіалоплазмі яйцеклітини. Після цього починається екзоцитоз кортикальних гранул. Протеолітичні ферменти, що вивільняються з них, розривають зв'язки між прозорою зоною і плазмолемою яйцеклітини, а також між сперміями і прозорою зоною. Крім того, виділяється глікопротеїн, що зв'язує воду і приваблює її в простір між плазмолемою та прозорою зоною. Внаслідок цього формується перивітелліновий простір. Зрештою,

виділяється фактор, що сприяє затвердінню прозорої зони та утворенню з неї оболонки запліднення. Завдяки механізмам запобігання поліспермії тільки одне гаплоїдне ядро ​​сперматозоїда отримує можливість злитися з одним яплоклітинним гаплоїдним ядром, що призводить до відновлення характерного для всіх клітин диплоїдного набору. Проникнення сперматозоїда в яйцеклітину за кілька хвилин значно посилює процеси внутрішньоклітинного обміну, що з активізацією ферментативних її систем. Взаємодія сперматозоїдів з яйцеклітиною може бути заблокована за допомогою антитіл проти речовин, що входять до прозорої зони. На цій підставі вишукуються методи імунологічної контрацепції.

Після зближення жіночого та чоловічого пронуклеусів, яке триває у ссавців близько 12 год, утворюється зигота – одноклітинний зародок (рис. 21.6, 21.7). На стадії зиготи виявляються презумптивні зони(Лат. presumptio- ймовірність, припущення) як джерела розвитку відповідних ділянок бластули, з яких надалі формуються зародкові листки.

21.2.2. Дроблення та утворення бластули

Дроблення (fissio)- Послідовний мітотичний поділ зиготи на клітини (бластомери) без зростання дочірніх клітин до розмірів материнської.

Утворені бластоміри залишаються об'єднаними в єдиний організм зародка. У зиготі утворюється мітотичне веретено між віддаляючою-

Мал. 21.8.Зародок людини на ранніх стадіях розвитку (по Гертігу та Рокку):

а- Стадія двох бластомерів; б- бластоциста: 1 – ембріобласт; 2 – трофобласт;

3 - порожнина бластоцисти

Мал. 21.9.Дроблення, гаструляція та імплантація зародка людини (схема): 1 – дроблення; 2 – морула; 3 – бластоциста; 4 – порожнина бластоцисти; 5 - ембріо-бласт; 6 – трофобласт; 7 - зародковий вузлик: а -епібласт; б- гіпобласт; 8 – оболонка запліднення; 9 - амніотичний (ектодермальний) пляшечку; 10 - позазародкова мезенхіма; 11 – ектодерма; 12 – ентодерма; 13 – цитотрофобласт; 14 - симпластотрофобласт; 15 - зародковий диск; 16 - лакуни з материнською кров'ю; 17 - хоріон; 18 – амніотична ніжка; 19 - жовтковий пухирець; 20 – слизова оболонка матки; 21 - яйцевід

мися до полюсів центріолями, внесеними сперматозоїдом. Пронуклеуси вступають у стадію профази з формуванням об'єднаного диплоїдного набору хромосом яйцеклітини та сперматозоїда.

Пройшовши всі інші фази мітотичного поділу, зигота поділяється на дві дочірні клітини. бластоміри(Від грец. blastos- Зачаток, meros- Частина). Внаслідок фактичної відсутності G 1 -періоду, під час якого відбувається зростання клітин, що утворилися в результаті поділу, клітини набагато менше материнської, тому і величина зародка в цілому в цей період незалежно від числа його клітин не перевищує величину вихідної клітини - зиготи. Все це дозволило назвати описуваний процес дробленням(тобто подрібненням), а клітини, що утворюються в процесі дроблення, - бластомірами.

Дроблення зиготи людини починається до кінця першої доби і характеризується як повне нерівномірне асинхронне.Протягом першої доби воно відбувається.

ходить повільно. Перше дроблення (розподіл) зиготи завершується через 30 год, в результаті утворюються два бластоміри, покритих оболонкою запліднення. За стадією двох бластомерів слідує стадія трьох бластомерів.

З перших дроблень зиготи формуються два види бластомерів - «темні» і «світлі». «Світлі», дрібніші, бластомери дробляться швидше і розташовуються одним шаром навколо великих «темних», які опиняються в середині зародка. З поверхневих «світлих» бластомерів надалі виникає трофобласт,зв'язуючий зародок з материнським організмом і його харчування. Внутрішні, «темні», бластоміри формують ембріобласт,з якого утворюються тіло зародка та позазародкові органи (амніон, жовтковий мішок, алантоїс).

Починаючи з 3 діб, дроблення йде швидше, і на 4-е добу зародок складається з 7-12 бластомерів. Через 50-60 год утворюється щільне скупчення клітин - морула,а на 3-4-і добу починається формування бластоцисти- порожнистої бульбашки, заповненої рідиною (див. рис. 21.8; рис. 21.9).

Бластоциста протягом 3 діб переміщається матковою трубою до матки і через 4 діб потрапляє в порожнину матки. Бластоциста знаходиться у порожнині матки у вільному вигляді (Вільна бластоциста)протягом 2 діб (5-е та 6-е добу). До цього часу бластоциста збільшується у розмірі завдяки зростанню числа бластомерів - клітин ембріобласта та трофобла-ста - до 100 і внаслідок посиленого всмоктування трофобластом секрету маткових залоз та активного вироблення рідини клітинами трофобласту (див. рис. 21.9). Трофобласт перші 2 тижні розвитку забезпечує харчування зародка за рахунок продуктів розпаду материнських тканин (гістіотрофний тип харчування),

Ембріобласт розташовується у вигляді вузлика зародкових клітин («зародковий вузлик»), який прикріплюється зсередини до трофобласт на одному з полюсів бластоцисти.

21.2.4. Імплантація

Імплантація (Лат. implantatio- Вростання, укорінення) - Впровадження зародка в слизову оболонку матки.

Розрізняють дві стадії імплантації: адгезію(прилипання), коли зародок прикріплюється до внутрішньої поверхні матки, та інвазію(занурення) - використання зародка в тканини слизової оболонки матки. На 7-му добу в трофобласті та ембріобласті відбуваються зміни, пов'язані з підготовкою до імплантації. Бластоциста зберігає оболонку запліднення. У трофобласті збільшується кількість лізосом із ферментами, що забезпечують руйнування (лізис) тканин стінки матки і тим самим сприяють впровадженню зародка в товщу її слизової оболонки. Мікроворсинки, що з'являються в трофобласті, поступово руйнують оболонку запліднення. Зародковий вузлик сплощується і перетворюється

в зародковий щиток,в якому розпочинається підготовка до першої стадії гаструляції.

Імплантація триває близько 40 год (див. рис. 21.9; рис. 21.10). Поруч із імплантацією починається гаструляція (освіта зародкових листків). Це перший критичний періодрозвитку.

У першій стадіїтрофобласт прикріплюється до епітелію слизової оболонки матки, і в ньому формуються два шари. цитотрофобласті симпластотро-фобласт. У другій стадіїсимпластотрофобласт, продукуючи протеолітичні ферменти, руйнує слизову оболонку матки. Формуються при цьому ворсинкитрофобласта, проникаючи в матку, послідовно руйнують її епітелій, потім підлягає сполучну тканину і стінки судин, і трофобласт вступає в безпосередній контакт з кров'ю материнських судин. Утворюється імплантаційна ямка,у якій навколо зародка з'являються ділянки крововиливів. Живлення зародка здійснюється безпосередньо з материнської крові (гематотрофний тип харчування). З крові матері зародок отримує як всі поживні речовини, а й кисень, необхідний дихання. Одночасно в слизовій оболонці матки з клітин сполучної тканини, багатих на глікоген, відбувається утворення децидуальнихклітин. Після повного занурення зародка в імплантаційну ямку отвір, що утворився в слизовій оболонці матки, заповнюється кров'ю та продуктами руйнування тканин слизової оболонки матки. Надалі дефект слизової оболонки зникає, епітелій відновлюється шляхом клітинної регенерації.

Гематотрофний тип харчування, що змінює гістіотрофний, супроводжується переходом до якісно нового етапу ембріогенезу - другої фази гаструляції та закладення позазародкових органів.

21.3. ГАСТРУЛЯЦІЯ ТА ОРГАНОГЕНЕЗ

Гаструляція (від лат. gaster- шлунок) - складний процес хімічних та морфогенетичних змін, що супроводжується розмноженням, зростанням, спрямованим переміщенням та диференціюванням клітин, внаслідок чого утворюються зародкові листки: зовнішній (ектодерма), середній (мезодерма) та внутрішній (ентодерма) - джерела розвитку комплексу осьових органів та ембріональних зародків тканин.

Гаструляція у людини протікає у дві стадії. Перша стадія(справами-нація) посідає 7-е сут, а друга стадія(Іміграція) - на 14-15-ті діб внутрішньоутробного розвитку.

При справимінації(Від лат. lamina- платівка), або розщепленні,з матеріалу зародкового вузлика (ембріобласта) утворюються два листки: зовнішній листок - епібластта внутрішній - гіпобласт,звернений у порожнину бла-стоцисти. Клітини епібласту мають вигляд псевдомногошарового призматичного епітелію. Клітини гіпобласта - дрібні кубічні, з пінистою цито-

Мал. 21.10. Зародки людини 7,5 та 11 діб розвитку в процесі імплантації в слизову оболонку матки (за Гертигом та Рокком):

а- 7,5 діб розвитку; б- 11 діб розвитку. 1 – ектодерма зародка; 2 - ентодерма зародка; 3 - амніотична бульбашка; 4 - позазародкова мезенхіма; 5 – цито-трофобласт; 6 - симпластотрофобласт; 7 – маткова залоза; 8 – лакуни з материнською кров'ю; 9 – епітелій слизової оболонки матки; 10 – власна платівка слизової оболонки матки; 11 - первинні ворсинки

плазмою формують тонкий шар під епібластом. Частина клітин епібласту надалі утворюють стінку амніотичної бульбашки,який починає формуватися на 8-е добу. В області дна амніотичного пляшечки залишається невелика група клітин епібласту - матеріал, який піде на розвиток тіла зародка та позазародкових органів.

Після деламинацией відзначається виселення клітин із зовнішнього і внутрішнього листків у порожнину бластоцисти, що означає формування позазародкової мезенхіми.До 11-ї доби мезенхіма підростає до трофобласту і формується хоріон - ворсинчаста оболонка зародка з первинними хоріальними ворсинками (див. рис. 21.10).

Друга стадіягаструляція відбувається шляхом імміграції (переміщення) клітин (рис. 21.11). Переміщення клітин відбувається в області дна амніотичного пухирця. Виникають клітинні потоки за спереду назад, до центру і вглиб у результаті розмноження клітин (див. рис. 21.10). Це призводить до утворення первинної смужки. У головному кінці первинна смужка потовщується, утворюючи первинний,або головний, вузлик(рис. 21.12), звідки бере свій початок головний відросток. Головний відросток зростає у краніальному напрямку між епі- та гіпобластом і надалі дає початок розвитку хорди зародка, який визначає вісь ембріона, є основою розвитку кісток осьового скелета. Навколо хори у майбутньому формується хребетний стовп.

Клітинний матеріал, який переміщається з первинної смужки в простір між епібластом та гіпобластом, розташовується у вигляді мезодермальних крил парахордально. Частина клітин епібласту впроваджується в гіпообласт, беручи участь у освіті кишкової ентодерми. В результаті зародок набуває тришарової будови у вигляді плоского диска, що складається з трьох зародкових листків: ектодерми, мезодермиі ентодерми.

Чинники, що впливають на механізми гаструляції.Способи та швидкість гаструляції визначаються рядом факторів: дорсовентральним метаболічним градієнтом, що зумовлює асинхронність розмноження, диференціювання та переміщення клітин; поверхневим натягом клітин та міжклітинними контактами, що сприяють зміщенню груп клітин. Важливу роль у своїй грають індуктивні чинники. Відповідно до теорії організаційних центрів, запропонованої Р. Шпеманом, у певних ділянках зародка виникають індуктори (організуючі чинники), які індукують вплив інші ділянки зародка, обумовлюючи їх розвиток у певному напрямі. Існують індуктори (організатори) кількох порядків, що діють послідовно. Наприклад, доведено, що організатор I порядку індукує розвиток нервової платівки з ектодерма. У нервовій платівці виникає організатор II порядку, що сприяє перетворенню ділянки нервової платівки на очний келих і т.п.

Нині з'ясовано хімічну природу багатьох індукторів (білки, нуклеотиди, стероїди та інших.). Встановлено роль щілинних контактів у міжклітинних взаємодіях. Під дією індукторів, що виходять з однієї клітини, клітина, що індукується, має здатність специфічної відповіді, змінює шлях розвитку. Клітина, що не піддається індукційному впливу, зберігає свої попередні потенції.

Диференціювання зародкових листків і мезенхіми починається наприкінці 2-го - початку 3-го тиж. Одна частина клітин перетворюється на зачатки тканин та органів зародка, інша - у позазародкові органи (див. розділ 5, схему 5.3).

Мал. 21.11.Будова 2-тижневого зародка людини. Друга стадія гаструляції (схема):

а- Поперечний зріз зародка; б- Зародковий диск (вид з боку амніотичного пухирця). 1 – хоріальний епітелій; 2 – мезенхіма хоріона; 3 - лакуни, заповнені материнською кров'ю; 4 - основа вторинної ворсини; 5 - амніотична ніжка; 6 - амніотична бульбашка; 7 - жовтковий пухирець; 8 - зародковий щиток у процесі гаструляції; 9 – первинна смужка; 10 – зачаток кишкової ентодерми; 11 – жовтковий епітелій; 12 – епітелій амніотичної оболонки; 13 - первинний вузлик; 14 - прехордальний відросток; 15 - позазародкова мезодерма; 16 - позазародкова ектодерма; 17 - позазародкова ентодерма; 18 - зародкова ектодерма; 19 - зародкова ентодерма

Мал. 21.12.Зародок людини 17 діб («Крим»). Графічна реконструкція: а- ембріональний диск (вид зверху) з проекцією осьових закладок та дефінітивною серцево-судинною системою; б- сагітальний (середній) зріз через осьові закладки. 1 – проекція білатеральних закладок ендокарда; 2 – проекція білатеральних закладок перикардіального цілого; 3 – проекція білатеральних закладок корпоральних кровоносних судин; 4 – амніотична ніжка; 5 - кровоносні судини в амніотичній ніжці; 6 - кров'яні острівці у стінці жовткового бульбашки; 7 - бухта алантоїсу; 8 - порожнина амніотичної бульбашки; 9 – порожнина жовткового мішка; 10 – трофобласт; 11 – хордальний відросток; 12 - головний вузлик. Умовні позначення: первинна смужка - вертикальна штрихування; первинний головний вузлик позначений хрестами; ектодерма - без штрихування; ентодерма – лінії; позазародкова мезодерма - крапки (за Н. П. Барсуковим та Ю. Н. Шаповаловим)

Диференціювання зародкових листків та мезенхіми, що призводить до появи тканинних та органних зачатків, відбувається неодночасно (гетерохронно), але взаємопов'язано (інтегративно), внаслідок чого відбувається формування тканинних зачатків.

21.3.1. Диференціювання ектодерми

При диференціюванні ектодерми утворюються зародкові частини -шкірна ектодерма, нейроектодерма, плакоди, прехордальна платівка, та поза-зародкова ектодерма,є джерелом утворення епітеліальної вистилки амніону. Найменша частина ектодерми, розташована над хордою (нейроектодерма),дає початок диференціювання нервової трубкиі нервового гребеня. Шкірна ектодермадає початок багатошаровому плоскому епітелію шкіри. (епідерміс)та її похідних, епітелію рогівки та кон'юнктиви ока, епітелію органів порожнини рота, емалі та кутикули зубів, епітелію анального відділу прямої кишки, епітеліальну вистилку піхви.

Нейруляція- процес утворення нервової трубки - протікає в часі неоднаково у різних частинах зародка. Замикання нервової трубки починається в шийному відділі, а потім поширюється взад і дещо уповільнення в краніальному напрямку, де формуються мозкові бульбашки. Приблизно на 25-у добу нервова трубка повністю замикається, із зовнішнім середовищем повідомляються лише два незамкнені отвори на передньому і задньому кінцях - передній та задній невропори(Рис. 21.13). Задній невропор відповідає нейрокишкового каналу.Через 5-6 діб обидва невропори заростають. З нервової трубки утворюються нейрони та нейроглія головного та спинного мозку, сітківки ока та органу нюху.

При змиканні бічних стінок нервових валиків та утворенні нервової трубки утворюється група нейроектодермальних клітин, що утворюються в області з'єднання нейральної та решти (шкірної) ектодерми. Ці клітини, що спочатку розташовуються у вигляді поздовжніх рядів по обидва боки між нервовою трубкою та ектодермою, утворюють нервовий гребінець.Клітини нервового гребеня здатні до міграції. У тулубі одні клітини мігрують у поверхневому шарі дерми, інші – у вентральному напрямку, утворюючи нейрони та нейроглію парасимпатичних та симпатичних вузлів, хромафінну тканину та мозкову речовину надниркових залоз. Частина клітин диференціюється в нейрони та нейроглію спинномозкових вузлів.

З епібласту виділяються клітини прехордальної платівки,яка входить до складу головного відділу кишкової трубки. З матеріалу прехор-дальної пластинки розвивається надалі багатошаровий епітелій переднього відділу травної трубки та її похідних. Крім того, з прехордальної платівки утворюється епітелій трахеї, легень і бронхів, а також епітеліальна вистилка глотки та стравоходу, похідних зябрових кишень – тимусу та ін.

На думку А. Н. Бажанова, джерелом утворення вистилання стравоходу та дихальних шляхів служить ентодерма головної кишки.

Мал. 21.13.Нейруляція у зародка людини:

а- Вид зі спини; б- Поперечні зрізи. 1 – передній нейропор; 2 - задній ней-ропор; 3 – ектодерма; 4 – нервова пластинка; 5 – нервовий жолобок; 6 – мезодерма; 7 – хорда; 8 – ентодерма; 9 – нервова трубка; 10 – нервовий гребінь; 11 – головний мозок; 12 – спинний мозок; 13 - спинномозковий канал

Мал. 21.14.Зародок людини на стадії утворення тулубової складки та позазародинних органів (за П. Петковим):

1 - симпластотрофобласт; 2 – цитотрофобласт; 3 - позазародкова мезенхіма; 4 – місце амніотичної ніжки; 5 – первинна кишка; 6 – порожнина амніону; 7 – ектодерма амніону; 8 - позазародкова мезенхіма амніону; 9 - порожнина жовткової бульбашки; 10 - ентодерма жовткової бульбашки; 11 - позазародкова мезенхіма жовткового бульбашки; 12 - алантоїс. Стрілками позначено напрям утворення тулубної складки

У складі зародкової ектодерма закладаються плакоди, що є джерелом розвитку епітеліальних структур внутрішнього вуха. З позазаро-дихової ектодерми утворюється епітелій амніону та пупкового канатика.

21.3.2. Диференціювання ентодерми

Диференціювання ентодерми призводить до утворення в тілі зародка ентодерми кишкової трубки та формування позазародкової ентодерми, що формує вистилку жовткового бульбашки та алантоїсу (рис. 21.14).

Виділення кишкової трубки починається з появи тулубной складки. Остання, заглиблюючись, відокремлює кишкову ентодерму майбутньої кишки від позазародкової ентодерми жовткової бульбашки. У задній частині зародка до складу кишки, що утворюється, входить і та ділянка ентодерми, з якого виникає ентодермальний виріст алантоїса.

З ентодерми кишкової трубки розвивається одношаровий покривний епітелій шлунка, кишківника та їх залоз. Крім того, з енто-

дерми розвиваються епітеліальні структури печінки та підшлункової залози.

Незародкова ентодерма дає початок епітелію жовткового мішка та алантоїсу.

21.3.3. Диференціювання мезодерми

Цей процес починається на 3-й тиждень ембріогенезу. Дорсальні ділянки мезодерми поділяються на щільні сегменти, що лежать по сторонах хорди, - соміти. Процес сегментації дорсальної мезодерми та утворення сомітів починається в головній частині зародка і швидко поширюється у каутальному напрямку.

У ембріона на 22-і добу розвитку є 7 пар сегментів, на 25-е - 14, на 30-е - 30 і на 35-е - 43 -44 пари. На відміну від сомітів вентральні відділи мезодерми (спланхнотом) не сегментуються, а розщеплюються на два листки – вісцеральний та парієтальний. Невелика ділянка мезодерми, що зв'язує соміти зі спланхнотомом, поділяється на сегменти – сегментні ніжки (нефрогонотом). На задньому кінці зародка сегментації цих відділів немає. Тут замість сегментних ніжок розташовується несегментований нефрогенний зачаток (нефрогенний тяж). З мезодерми зародка розвивається парамезонефральний канал.

Сомити диференціюються на три частини: міотом, що дає початок поперечносмугастої скелетної м'язової тканини, склеротом, що є джерелом розвитку кісткових і хрящових тканин, а також дерматом, що формує сполучнотканинну основу шкіри - дерму.

З сегментних ніжок (нефрогонотомів) розвиваються епітелій нирок, гонад і сім'явивідних шляхів, а з парамезонефрального каналу - епітелій матки, маткових труб (яйцеводів) та епітелій первинної вистилки піхви.

Парієтальний та вісцеральний листки спланхнотома утворюють епітеліальну вистилку серозних оболонок – мезотелій. З частини вісцерального листка мезодерми (міоепікардіальна пластинка) розвиваються середня та зовнішня оболонки серця – міокард та епікард, а також кіркова речовина надниркових залоз.

Мезенхіма в тілі зародка є джерелом формування багатьох структур - клітин крові та кровотворних органів, сполучної тканини, судин, гладкої м'язової тканини, мікроглії (див. розділ 5). З внезароди-шевої мезодерми розвивається мезенхіма, що дає початок сполучній тканині позазародкових органів, - амніону, алантоїсу, хоріону, жовткового бульбашки.

Сполучна тканина ембріона та його провізорних органів характеризується високою гідрофільністю міжклітинної речовини, багатством гліко-заміногліканів в аморфній речовині. Сполучна тканина провізорних органів диференціюється швидше, ніж у органних зачатках, що з потребою у встановленні зв'язку зародка з материнським організмом і

забезпечення їх розвитку (наприклад, плацента). Диференціювання мезенхіми хоріону настає рано, але відбувається одночасно по всій поверхні. Найактивніше процес йде у галузі розвитку плаценти. Тут же з'являються перші волокнисті структури, які відіграють важливу роль у формуванні та зміцненні плаценти в матці. При розвитку волокнистих структур строми ворсин послідовно утворюються спочатку аргірофільні преколагенові волокна, а потім колагенові.

На 2-му місяці розвитку в зародку людини насамперед починається диференціювання скелетогенної і шкірної мезенхіми, а також мезенхіми стінки серця і великих кровоносних судин.

Артерії м'язового та еластичного типу ембріонів людини, а також артерії стовбурових (якорних) ворсин плаценти та їх розгалужень містять десміннегативні гладкі міоцити, що мають властивість більш швидкого скорочення.

На 7-й тиждень розвитку зародка людини в шкірній мезенхімі та мезенхімі внутрішніх органів з'являються дрібні ліпідні включення, а пізніше (8-9 тижні) відбувається формування жирових клітин. Слідом за розвитком сполучної тканини серцево-судинної системи диференціюється сполучна тканина легень та травної трубки. Диференціювання мезенхіми у зародків людини (довжиною 11-12 мм) на 2-му місяці розвитку починається зі збільшення кількості глікогену в клітинах. У цих ділянках зростає активність фосфатаз, а надалі в ході диференціювання накопичуються глікопротеїни, синтезуються РНК і білок.

Плодний період.Плодний період починається з 9-го тижня і характеризується значними морфогенетичними процесами, що протікають в організмі як плода, так і матері (табл. 21.1).

Таблиця 21.1.Короткий календар внутрішньоутробного розвитку людини (з доповненнями Р. К. Данилову, Т. Г. Борової, 2003)

Продовження табл. 21.1

Продовження табл. 21.1

Продовження табл. 21.1

Продовження табл. 21.1

Продовження табл. 21.1

Продовження табл. 21.1

Продовження табл. 21.1

Закінчення табл. 21.1

21.4. Позародкові органи

Позародкові органи, що розвиваються в процесі ембріогенезу поза тілом зародка, виконують різноманітні функції, що забезпечують зростання та розвиток самого зародка. Деякі з цих органів, що оточують зародок, називають також зародковими оболонками.До цих органів належать амніон, жовтковий мішок, алантоїс, хоріон, плацента (рис. 21.15).

Джерелами розвитку тканин позазародкових органів є троф-ектодерма і всі три зародкові листки (схема 21.1). Загальні властивості тканини

Мал. 21.15.Розвиток позазародкових органів у зародка людини (схема): 1 - амніотична бульбашка; 1а – порожнина амніону; 2 – тіло ембріона; 3 – жовтковий мішок; 4 - позаембріональний цілому; 5 – первинні ворсини хоріону; 6 – вторинні ворсини хоріону; 7 - стеблинка алантоїсу; 8 - третинні ворсини хоріону; 9 - аллан-тоїс; 10 - пупковий канатик; 11 - гладкий хоріон; 12 - котиледони

Схема 21.1.Класифікація тканин позазародкових органів (за В. Д. Новікова, Г. В. Правоторова, Ю. І. Склянова)

ній позазародкових органів та їх відмінності від дефінітивних зводяться до наступного: 1) розвиток тканин є скороченим та прискореним; 2) сполучна тканина містить мало клітинних форм, але багато аморфної речовини, багатої глікозаміногліканами; 3) старіння тканин внезародовых органів відбувається дуже швидко - до кінця внутрішньоутробного розвитку.

21.4.1. Амніон

Амніон- тимчасовий орган, що забезпечує водне середовище у розвиток зародка. Він виник у еволюції у зв'язку з виходом хребетних тварин із води сушу. В ембріогенезі людини він з'являється на другій стадії гаструляції спочатку як невеликий пухирець у складі епібласту.

Стінка амніотичного бульбашки складається з пласта клітин позазародкової ектодерми і з позазародкової мезенхіми, формує його сполучну тканину.

Амніон швидко збільшується, і до кінця 7-го тижня його сполучна тканина входить у контакт із сполучною тканиною хоріона. При цьому епітелій амніону переходить на амніотичну ніжку, що перетворюється пізніше на пупковий канатик, і в ділянці пупкового кільця замикається з епітеліальним покривом шкіри ембріона.

Амніотична оболонка утворює стінку резервуару, заповненого амніотичною рідиною, в якій знаходиться плід (рис. 21.16). Основна функція амніотичної оболонки - вироблення навколоплідних вод, що забезпечують середовище для організму, що розвивається і що оберігають його від механічного пошкодження. Епітелій амніону, звернений у його порожнину, як виділяє околоплодные води, а й бере участь у зворотному всмоктуванні їх. В амніотичній рідині підтримуються до кінця вагітності необхідний склад та концентрація солей. Амніон виконує також захисну функцію, запобігаючи потраплянню в плід шкідливих агентів.

Епітелій амніону на ранніх стадіях - одношаровий плоский, утворений великими полігональними клітинами, що тісно прилягають один до одного, серед яких багато мітотично діляться. На 3-му місяці ембріогенезу епітелій перетворюється на призматичний. На поверхні епітелію є мікроворсинки. У цитоплазмі завжди містяться невеликі краплі ліпідів та гранули глікогену. В апікальних частинах клітин є різної величини вакуолі, вміст яких виділяється в порожнину амніону. Епітелій амніону в області плацентарного диска одношаровий призматичний, подекуди багаторядний, виконує переважно секреторну функцію, тоді як епітелій поза-плацентарного амніону здійснює в основному резорбцію навколоплідних вод.

У сполучнотканинній стромі амніотичної оболонки розрізняють базальну мембрану, шар щільної волокнистої сполучної тканини і губчастий шар з пухкої волокнистої сполучної тканини

Мал. 21.16.Динаміка взаємовідносин зародка, позазародкових органів та оболонок матки:

а- зародок людини 9,5 тижнів розвитку (мікрофотографія): 1 – амніон; 2 - хоріон; 3 - плацента, що формується; 4 - пуповина

ний амніон з хоріоном. У шарі щільної сполучної тканини можна виділити безклітинну частину і клітинну частину, що лежить під базальною мембраною. Остання складається з декількох шарів фібробластів, між якими знаходиться густа мережа щільних тонких пучків колагенових і ретикулярних волокон, що утворюють решітку неправильної форми, орієнтовану паралельно поверхні оболонки.

Губчастий шар утворений пухкою слизовою сполучною тканиною з рідкісними пучками колагенових волокон, що є продовженням тих, які залягають у шарі щільної сполучної тканини, зв'язуючи амніон з хоріоном. Зв'язок цей дуже неміцний, і тому обидві оболонки легко відокремити один від одного. В основному речовині сполучної тканини багато глікозаміногліканів.

21.4.2. Жовтковий мішок

Жовтковий мішок- найдавніший в еволюції позазародковий орган, що виник як орган, що депонує поживні речовини (жовток), необхідні розвитку зародка. У людини це рудиментарна освіта (жовточна бульбашка). Він утворений позазародковою ентодермою та позазародковою мезодермою (мезенхімою). З'явившись на 2-й тиждень розвитку у людини, жовтковий пухирець у харчуванні зародка приймає

Мал. 21.16.Продовження

б- Схема: 1 - м'язова оболонка матки; 2 - decidua basalis; 3 – порожнина амніону; 4 – порожнина жовткового мішка; 5 - позаембріональний цілому (порожнина хоріона); 6 - decidua capsularis; 7 - decidua parietalis; 8 – порожнина матки; 9 – шийки матки; 10 - ембріон; 11 - третинні ворсинки хоріону; 12 - алантоїс; 13 - мезенхіма пупкового канатика: а- кровоносні судини ворсини хоріону; б- лакуни з материнською кров'ю (за Гамільтоном, Бойдом і Моссманом)

участь дуже недовго, оскільки з 3-го тижня розвитку встановлюється зв'язок плоду з материнським організмом, т. е. гематотрофне харчування. Жовтковий мішок хребетних є першим органом, у стінці якого розвиваються кров'яні острівці, що формують перші клітини крові та перші кровоносні судини, що забезпечують у плода перенесення кисню та поживних речовин.

У міру утворення тулубної складки, що піднімає зародок над жовтковим пухирцем, формується кишкова трубка, при цьому жовтковий пухирець відокремлюється від тіла зародка. Зв'язок зародка з жовтковою бульбашкою залишається у вигляді порожнього канатика, званого жовтковим стеблинком. Як кровотворний орган жовтковий мішок функціонує до 7-8-й тижнів, а потім піддається зворотному розвитку і залишається у складі пупкового канатика у вигляді вузької трубочки, що служить провідником кровоносних судин до плаценти.

21.4.3. Алантоїс

Алантоїс є невеликим пальцеподібним відростком в кау-дальному відділі зародка, що вростає в амніотичну ніжку. Він є похідним жовткового мішка і складається з позазародкової ентодерми та вісцерального листка мезодерми. У людини алантоїс не досягає значного розвитку, але його роль у забезпеченні харчування та дихання зародка все ж таки велика, так як по ньому до хоріону ростуть судини, що розташовуються в пупковому канатиці. Проксимальна частина алантоїсу розташовується вздовж жовткового стеблинки, а дистальна, розростаючись, вростає в щілину між амніоном і хоріоном. Це орган газообміну та виділення. По судинах алантоїсу доставляється кисень, а в алантоїс виділяються продукти обміну речовин зародка. На 2-му місяці ембріогенезу алантоїс редукується і перетворюється на тяж клітин, який разом з редукованим жовтковим пухирцем входить до складу пупкового канатика.

21.4.4. Пупковий канатик

Пупковий канатик, або пуповина, є пружним тяжом, що з'єднує зародок (плід) з плацентою. Він покритий амніотичною оболонкою, що оточує слизову сполучну тканину з кровоносними судинами (дві пупкові артерії та одна вена) та рудиментами жовткової бульбашки та алантоїсу.

Слизова сполучна тканина, що отримала назву «вартонова холодець», забезпечує гнучкість канатика, оберігає пупкові судини від стиснення, забезпечуючи тим самим безперервне постачання ембріона поживними речовинами, киснем. Поряд з цим вона перешкоджає проникненню шкідливих агентів із плаценти до ембріона позасудинним шляхом і таким чином виконує захисну функцію.

Імуноцитохімічними методами встановлено, що у кровоносних судинах пупкового канатика, плаценти та ембріона існують гетерогенні гладкі м'язові клітини (ГМК). У венах на відміну від артерій виявлено десмінпозитивні ГМК. Останні забезпечують повільні тонічні скорочення вен.

21.4.5. Хоріон

Хоріон,або ворсинчаста оболонка,з'являється вперше у ссавців, розвивається з трофобласту та позазародкової мезодерми. Спочатку трофобласт представлений шаром клітин, що утворюють первинні ворсинки. Вони виділяють протеолітичні ферменти, за допомогою яких руйнується слизова оболонка матки та здійснюється імплантація. На 2-й тиждень трофобласт набуває двошарової будови у зв'язку з формуванням у ньому внутрішнього клітинного шару (цитотрофобласт) і симпластичного зовнішнього шару (симпластотрофобласт), який є похідним клітинного шару. З'являється по периферії ембріобласта позазародкова мезенхіма (у людини на 2-3-й тиждень розвитку) підростає до трофобла-сту і утворює разом з ним вторинні епітеліомезенхімальні ворсинки. З цього часу трофобласт перетворюється на хоріон, або ворсинчасту оболонку (див. рис. 21.16).

На початку 3-го тижня у ворсинки хоріону вростають кровоносні капіляри і формуються третинні ворсинки. Це збігається з початком гемототрофного харчування зародка. Подальший розвиток хоріону пов'язаний з двома процесами - руйнуванням слизової оболонки матки внаслідок протеолітичної активності зовнішнього (симпластичного) шару та розвитком плаценти.

21.4.6. Плацента

Плацента (дитяче місце)людини відноситься до типу дискоїдальних гемохоріальних ворсинчастих плацент (див. рис. 21.16; рис. 21.17). Це важливий тимчасовий орган із різноманітними функціями, які забезпечують зв'язок плоду з материнським організмом. Водночас плацента створює бар'єр між кров'ю матері та плоду.

Плацента складається з двох частин: зародкової або плодової (pars fetalis),та материнської (Pars materna).Плодна частина представлена ​​гіллястим хоріоном і амніотичною оболонкою, що приросла до хоріону зсередини, а материнська - видозміненою слизовою оболонкою матки, що відторгається при пологах. (Decidua basalis).

Розвиток плаценти починається на 3-й тиж, коли у вторинні ворсини починають вростати судини та утворюватися третинні ворсини, і закінчується до кінця 3-го місяця вагітності. На 6-8-й тиждень навколо судин

Мал. 21.17.Плацента гемохоріального типу. Динаміка розвитку ворсин хоріону: а- будова плаценти (стрілками вказана циркуляція крові в судинах та в одній з лакун, де видалено ворсинку): 1 - епітелій амніону; 2 – хоріальна платівка; 3 – ворсинка; 4 - фібриноїд; 5 - жовтковий пухирець; 6 – пупковий канатик; 7 – перегородка плаценти; 8 – лакуна; 9 – спіральна артерія; 10 – базальний шар ендометрію; 11 – міометрій; б- будова первинної ворсини трофобласту (1-я тиж); в- будова вторинної епітеліально-мезенхімальної ворсини хоріону (2-й тиждень); г- будова третинної ворсини хоріону – епітеліально-мезенхімальної з кровоносними судинами (3-я тиж); д- будова ворсин хоріону (3-й міс); е- будова ворсин хоріону (9-й міс): 1 - міжворсинчастий простір; 2 - мікроворсинки; 3 - симпластотрофобласт; 4 – ядра симпластотрофобласта; 5 – цито-трофобласт; 6 – ядро ​​цитотрофобласта; 7 – базальна мембрана; 8 - міжклітинний простір; 9 – фібробласт; 10 - макрофаги (клітини Кащенко-Гофбауера); 11 – ендотеліоцит; 12 - просвіт кровоносної судини; 13 – еритроцит; 14 - базальна мембрана капіляра (за Е. М. Швірст)

диференціюються елементи сполучної тканини. У диференціювання фібробластів та синтезі ними колагену важливу роль відіграють вітаміни А та С, без достатнього надходження яких до організму вагітної порушується міцність зв'язку зародка з материнським організмом та створюється загроза мимовільного аборту.

В основному речовині сполучної тканини хоріону міститься значна кількість гіалуронової та хондроїтинсерної кислот, з якими пов'язана регуляція проникності плаценти.

При розвитку плаценти відбуваються руйнування слизової оболонки матки, зумовлене протеолітичною активністю хоріону, та зміна гістіотрофного харчування на гематотрофне. Це означає, що ворсини хоріона омиваються кров'ю матері, що вилилася з зруйнованих судин ендометрію в лакуни. Однак кров матері та плода в нормальних умовах ніколи не поєднується.

Гематохоріальний бар'єр,що розділяє обидва кровотоки, складається з ендотелію судин плода, що оточує судини сполучної тканини, епітелію хоріальних ворсин (цитотрофобласт і симпластотрофобласт), а крім того, з фібриноїду, який місцями покриває ворсини зовні.

Зародкова,або плодова, частинаплаценти до кінця 3-го міс представлена ​​гілкою хоріальною пластинкою, що складається з волокнистої (колагенової) сполучної тканини, покритої цито-і симпластотрофобластом (багатоядерна структура, що покриває цитотрофо-бласт, що редукується). Розгалужені ворсини хоріона (стволові, якірні) добре розвинені лише з боку, зверненої до міометрію. Тут вони проходять через усю товщу плаценти і своїми вершинами поринають у базальну частину зруйнованого ендометрію.

Хоріальний епітелій, або цитотрофобласт, на ранніх стадіях розвитку представлений одношаровим епітелієм із овальними ядрами. Ці клітини розмножуються мітотичним шляхом. З них розвивається симпластотрофобласт.

У симпластотрофобласті міститься велика кількість різних про-теолітичних та окисних ферментів (АТФ-ази, лужна та кисла)

Мал. 21.18.Зріз ворсин хоріону 17-добового зародка людини («Крим»). Мікрофотографія:

1 - симпластотрофобласт; 2 – цитотрофобласт; 3 - мезенхіма хоріона (за Н. П. Барсуковим)

фосфатази, 5-нуклеотидази, ДПН-діафорази, глюкозо-6-фосфатдегід-рогенази, альфа-ГФДГ, сукцинатдегідрогеназа - СДГ, цитохромоксидаза - ЦО, моноаміноксидаза - МАО, неспецифічні НАДФАД-а, Д-НФ-Діа-, близько 60), що пов'язане з його роллю в обмінних процесах між організмом матері та плоду. У цитотрофобласті та в симпласті виявляються піноцитозні бульбашки, лізосоми та інші органели. Починаючи з 2-го міс, хоріальний епітелій стоншується і поступово замінюється симпластотрофобластом. У цей час симпластотрофобласт за товщиною перевищує цитотрофобласт. На 9-10-й тиждень симпласт стоншується, а кількість ядер у ньому збільшується. На поверхні симпласту, зверненої в лакуни, з'являються численні мікроворсинки у вигляді щіткової облямівки (рис. 21.17; рис. 21.18, 21.19).

Між симпластотрофобластом і клітинним трофобластом є щелевидні субмікроскопічні простори, що доходять місцями до базальної мембрани трофобласта, що створює умови для двостороннього проникнення трофічних речовин, гормонів та ін.

У другій половині вагітності і, особливо, наприкінці її трофобласт сильно стоншується і ворсини покриваються фібриноподібної оксифільної масою, що є продуктом згортання плазми і розпаду трофо-бласту («фібриноїд Лангханса»).

Зі збільшенням терміну вагітності зменшується кількість макрофагів і колагенпродукуючих диференційованих фібробластів

Мал. 21.19.Плацентарний бар'єр на 28 тижні вагітності. Електронна мікрофотографія, збільшення 45 000 (за У. Ю. Яцожинською):

1 - симпластотрофобласт; 2 – цитотрофобласт; 3 – базальна мембрана трофобласта; 4 – базальна мембрана ендотелію; 5 – ендотеліоцит; 6 - еритроцит у капілярі

ються фіброцити. Кількість колагенових волокон, хоч і наростає, але до кінця вагітності в більшості ворсин залишається незначною. Більшість стромальних клітин (міофібробластів) характеризується збільшеним вмістом цитоскелетних скорочувальних білків (вімен-тин, десмін, актин і міозин).

Структурно-функціональною одиницею сформованої плаценти є котиледон, утворений стволовою («якірною») ворсиною та її

вторинними та третинними (кінцевими) розгалуженнями. Загальна кількість котиледонів у плаценті сягає 200.

Материнська частинаплаценти представлена ​​базальною пластинкою і сполучнотканинними септами, що відокремлюють котиледони один від одного, а також лакунами, заповненими материнською кров'ю. У місцях контакту стовбурових ворсин з відпадаючою оболонкою зустрічаються також трофобластичні клітини (периферичний трофобласт).

На ранніх стадіях вагітності ворсини хоріона руйнують найближчі до плоду шари основної оболонки матки, що відпадає, і на їх місці утворюються заповнені материнською кров'ю лакуни, в які вільно звисають ворсини хоріона.

Глибокі неруйновані частини відпадаючої оболонки разом із трофо-бластом утворюють базальну платівку.

Базальний шар ендометрію (lamina basalis)- сполучна тканина слизової оболонки матки, що містить децидуальніклітини. Ці великі, багаті на глікоген клітини сполучної тканини розташовані в глибоких шарах слизової оболонки матки. Вони мають чіткі межі, округлі ядра та оксифільну цитоплазму. Протягом 2-го місяця вагітності децидуальні клітини значно укрупняються. У їх цитоплазмі, крім глікогену, виявляються ліпіди, глюкоза, вітамін С, залізо, неспецифічні естерази, дегідрогеназу бурштинової та молочної кислот. У базальній платівці, частіше у місці прикріплення ворсин до материнської частини плаценти, зустрічаються скупчення клітин периферичного цитотрофобласта. Вони нагадують децидуальні клітини, але відрізняються більш інтенсивною базофілією цитоплазми. Аморфна субстанція (фібриноїд Рора) знаходиться на поверхні базальної платівки, зверненої до хоріальних ворсин. Фібриноїд відіграє істотну роль у забезпеченні імунологічного гомеостазу у системі мати-плід.

Частина основної відпадаючої оболонки, розташованої межі гіллястого і гладкого хоріона, т. е. по краю плацентарного диска, у разі розвитку плаценти не руйнується. Щільно приростаючи до хоріону, вона утворює замикаючу платівку,що перешкоджає спливу крові з лакун плаценти.

Кров у лакунах безперервно циркулює. Вона надходить із маткових артерій, що входять сюди з м'язової оболонки матки. Ці артерії йдуть плацентарними перегородками і відкриваються в лакуни. Материнська кров відтікає від плаценти за венами, що беруть початок від лакун великими отворами.

Формування плаценти закінчується наприкінці 3-го місяця вагітності. Плацента забезпечує харчування, тканинне дихання, зростання, регуляцію зародків органів плоду, що утворилися до цього часу, а також його захист.

Функції плаценти.Основні функції плаценти: 1) дихальна; 2) транспорт поживних речовин; води; електролітів та імуноглобулінів; 3) видільна; 4) ендокринна; 5) участь у регуляції скорочення міометрію.

Диханняплода забезпечується за рахунок кисню, приєднаного до гемоглобіну материнської крові, який шляхом дифузії надходить через плаценту в кров плода, де він з'єднується з фетальним гемоглобіном

(HbF). Пов'язаний з фетальним гемоглобіном 2 у крові плода також дифундує через плаценту, надходить у кров матері, де з'єднується з материнським гемоглобіном.

Транспортвсіх поживних речовин, необхідних для розвитку плода (глюкоза, амінокислоти, жирні кислоти, нуклеотиди, вітаміни, мінеральні речовини), походить з крові матері через плаценту в кров плода, і, навпаки, з крові плода в кров матері надходять продукти обміну речовин, що виводяться з його організму (видільна функція). Електроліти та вода проходять через плаценту шляхом дифузії та за допомогою піноцитозу.

У транспорті імуноглобулінів беруть участь піноцитозні везикули симпластотрофобласта. Імуноглобулін, що поступив у кров плода, пасивно імунізує його від можливої ​​дії бактеріальних антигенів, які можуть надходити при захворюваннях матері. Після народження материнський імуноглобулін руйнується і замінюється знову синтезованим в організмі дитини при дії на нього бактеріальних антигенів. Через плаценту у навколоплідні води проникають IgG, IgA.

Ендокринна функціяє однією з найбільш важливих, оскільки плацента має здатність синтезувати та секретувати ряд гормонів, що забезпечують взаємодію зародка та материнського організму протягом усієї вагітності. Місцем продукції плацентарних гормонів є цитотрофобласт та особливо симпластотрофобласт, а також децидуальні клітини.

Одним із перших плацента синтезує хоріонічний гонадотропін,концентрація якого швидко наростає на 2-3-й тиж вагітності, досягаючи максимуму на 8-10-й тиж, причому в крові плода вона в 10-20 разів вище, ніж у крові матері. Гормон стимулює утворення адренокортикотропного гормону (АКТГ) гіпофізу, посилює секрецію кортикостероїдів.

Велику роль розвитку вагітності грає плацентарний лактоген,який має активність пролактину та лютеотропного гормону гіпофіза. Він підтримує стероїдогенез у жовтому тілі яєчника в перші 3 місяці вагітності, а також бере участь у метаболізмі вуглеводів та білків. Концентрація його в крові матері прогресивно наростає на 3-4 міс вагітності і надалі продовжує збільшуватися, досягаючи максимуму до 9 міс. Цей гормон спільно з пролактином гіпофіза матері та плода відіграє певну роль у продукції легеневого сурфактанту та фетоплацентарної осморегуляції. Висока концентрація його виявляється у навколоплідних водах (у 10-100 разів більше, ніж у крові матері).

У хоріоні, а також у децидуальній оболонці синтезуються прогестерон та прегнандіол.

Прогестерон (виробляється спочатку жовтим тілом у яєчнику, а з 5-6-го тижня в плаценті) пригнічує скорочення матки, стимулює її зростання, виявляє імунодепресивну дію, пригнічуючи реакцію відторгнення плода. Близько 3/4 прогестерону в організмі матері метаболізується та трансформується в естрогени, а частина виділяється із сечею.

Естрогени (естрадіол, естрон, естріол) виробляються в симпласто-трофобласті ворсин плаценти (хоріону) у середині вагітності, а до кінця

вагітності їхня активність посилюється в 10 разів. Вони викликають гіперплазію та гіпертрофію матки.

Крім того, у плаценті синтезуються меланоцитостимулюючий та адренокортикотропний гормони, соматостатин та ін.

У плаценті містяться поліаміни (спермін, спермідин), що впливають на посилення синтезу РНК у гладких м'язових клітинах міометрія, а також на оксидази, що їх руйнують. Важливу роль відіграють амінооксидази (гіста-міназа, моноаміноксидаза), що руйнують біогенні аміни - гістамін, серотонін, тірамін. Під час вагітності їх активність зростає, що сприяє руйнуванню біогенних амінів та падінню концентрації останніх у плаценті, міометрії та крові матері.

Під час пологів гістамін та серотонін є поряд з катехоламінами (норадреналін, адреналін) стимуляторами скорочувальної діяльності гладких м'язових клітин (ГМК) матки, і до кінця вагітності їх концентрація значно зростає у зв'язку з різким зниженням (в 2 рази) активності амінооксидаз (гістами) .).

При слабкій родовій діяльності відзначається посилення активності амінооксидаз, наприклад гістамінази (в 5 разів).

Нормальна плацента не є абсолютним бар'єром для білків. Зокрема, фетопротеїн в кінці 3-го місяця вагітності проникає в невеликій кількості (близько 10%) з плоду в кров матері, але на цей антиген материнський організм не відповідає відторгненням, так як під час вагітності зменшується цитотоксичність материнських лімфоцитів.

Плацента перешкоджає проходженню ряду материнських клітин і цитотоксічних антитіл до плоду. Головну роль у цьому відіграє фібриноїд, що покриває трофобласт при його частковому пошкодженні. Це запобігає надходженню в міжворсинчастий простір плацентарних та плодових антигенів, а також послаблює гуморальну та клітинну «атаку» матері проти зародка.

На закінчення відзначимо основні особливості ранніх стадій розвитку зародка людини: 1) асинхронний тип повного дроблення та утворення світлих і темних бластомерів; 2) раннє відокремлення та формування позазародкових органів; 3) раннє утворення амніотичної бульбашки та відсутність амніотичних складок; 4) наявність у стадії гаструляції двох механізмів - деламінації та імміграції, протягом яких відбувається також розвиток провізорних органів; 5) інтерстиціальний тип імплантації; 6) сильний розвиток амніону, хоріону, плаценти та слабкий розвиток жовткового мішка та алантоїсу.

21.5. СИСТЕМА МАТИ-Плід

Система мати-плід виникає в процесі вагітності і включає дві підсистеми - організм матері та організм плода, а також плаценту, що є сполучною ланкою між ними.

Взаємодія між організмом матері та організмом плода забезпечується насамперед нейрогуморальними механізмами. При цьому в обох підсистемах розрізняють такі механізми: рецепторні, що сприймають інформацію, регуляторні, що здійснюють її переробку, та виконавчі.

Рецепторні механізми організму матері розташовані в матці у вигляді чутливих нервових закінчень, які першими сприймають інформацію про стан плоду, що розвивається. В ендометрії знаходяться хемо-, механо- та терморецептори, а в кровоносних судинах – барорецептори. Рецепторні нервові закінчення вільного типу особливо численні у стінках маткової вени та децидуальній оболонці в області прикріплення плаценти. Роздратування рецепторів матки викликає зміни інтенсивності дихання, кров'яного тиску в організмі матері, що забезпечує нормальні умови для плоду, що розвивається.

Регуляторні механізми організму матері включають відділи ЦНС (скронева частка мозку, гіпоталамус, мезенцефальний відділ ретикулярної формації), а також гіпоталамо-ендокринну систему. Важливу регуляторну функцію виконують гормони: статеві, тироксин, кортикостероїди, інсулін та ін. Так, під час вагітності відбуваються посилення активності кори надниркових залоз матері та підвищення вироблення кортикостероїдів, які беруть участь у регуляції метаболізму плода. У плаценті виробляється хоріонічний гонадотропін, що стимулює утворення АКТГ гіпофіза, який активізує діяльність кори надниркових залоз та посилює секрецію кортикостероїдів.

Регуляторні нейроендокринні апарати матері забезпечують збереження вагітності, необхідний рівень функціонування серця, судин, кровотворних органів, печінки та оптимальний рівень обміну речовин, газів залежно від потреб плода.

Рецепторні механізми організму плода сприймають сигнали про зміни організму матері чи власного гомеостазу. Вони виявлені в стінках пупкових артерій та вени, у гирлах печінкових вен, у шкірі та кишечнику плода. Роздратування цих рецепторів призводить до зміни частоти серцебиття плода, швидкості кровотоку в його судинах, впливає на вміст цукру в крові і т.д.

Регуляторні нейрогуморальні механізми організму плода формуються у процесі розвитку. Перші рухові реакції у плода з'являються на 2-3 міс розвитку, що свідчить про дозрівання нервових центрів. Механізми, що регулюють газовий гомеостаз, формуються наприкінці II триместру ембріогенезу. Початок функціонування центральної ендокринної залози – гіпофіза – відзначається на 3-му місяці розвитку. Синтез кортикостероїдів у надниркових залозах плода починається з другої половини вагітності і збільшується з його зростанням. У плода посилений синтез інсуліну, необхідний забезпечення його зростання, що з вуглеводним і енергетичним обміном.

Дія нейрогуморальних регуляторних систем плода спрямована на виконавчі механізми - органи плода, що забезпечують зміну інтенсивності дихання, серцево-судинної діяльності, м'язової активності тощо, і механізми, що визначають зміну рівня газообміну, обміну речовин, терморегуляції та інших функцій.

У забезпеченні зв'язків у системі мати-плід особливо важливу роль відіграє плацента,яка здатна не лише акумулювати, а й синтезувати речовини, необхідні розвитку плода. Плацента виконує ендокринні функції, виробляючи ряд гормонів: прогестерон, естроген, хоріонічний гонадотропін (ХГ), плацентарний лактоген та ін. Через плаценту між матір'ю та плодом здійснюються гуморальні та нервові зв'язки.

Існують також екстраплацентарні гуморальні зв'язки через плодові оболонки та амніотичну рідину.

Гуморальний канал зв'язку - найбільший та інформативний. Через нього відбувається надходження кисню та вуглекислого газу, білків, вуглеводів, вітамінів, електролітів, гормонів, антитіл та ін. (рис. 21.20). В нормі чужорідні речовини не проникають із організму матері через плаценту. Вони можуть почати проникати лише за умов патології, коли порушена бар'єрна функція плаценти. Важливим компонентом гуморальних зв'язків є імунологічні зв'язки, які забезпечують підтримку імунного гомеостазу у системі мати-плід.

Незважаючи на те, що організми матері та плода генетично чужорідні за складом білків, імунологічного конфлікту зазвичай не відбувається. Це забезпечується низкою механізмів, серед яких важливе значення мають такі: 1) синтезовані симпластотрофобластом білки, що гальмують імунну відповідь материнського організму; 2) хоріональний гонадотропін і плацентарний лактоген, що знаходяться у високій концентрації на поверхні симпластотрофобласта; 3) иммуномаскирующее дію глікопротеїдів перицелюлярного фібриноїду плаценти, зарядженого так само, як і лімфоцити крові, що омиває, негативно; 4) протеолітичні властивості трофобласту також сприяють інактивації чужорідних білків.

В імунному захисті беруть участь і амніотичні води, що містять антитіла, що блокують антигени А і В, властиві крові вагітної, і не допускають їх у кров плода.

Організми матері та плоду є динамічною системою гомологічних органів. Поразка будь-якого органу матері веде порушення розвитку однойменного органу плода. Так, якщо вагітна жінка страждає на діабет, при якому знижено вироблення інсуліну, то у плода спостерігаються збільшення маси тіла і підвищення продукції інсуліну в острівцях підшлункової залози.

В експерименті на тваринах встановлено, що сироватка крові тварини, у якої видалили частину будь-якого органу, стимулює проліферацію в однойменному органі. Проте механізми цього явища вивчені недостатньо.

Нервові зв'язки включають плацентарний та екстраплацентарний канали: плацентарний – подразнення баро- та хеморецепторів у судинах плаценти та пуповини, а екстраплацентарний – надходження у ЦНС матері подразнень, пов'язаних із зростанням плоду та ін.

Наявність нервових зв'язків у системі мати-плід підтверджується даними про іннервацію плаценти, високий вміст у ній ацетилхоліну, відста-

Мал. 21.20.Транспорт речовин через плацентарний бар'єр

ванні розвитку плода в денервованому розі матки експериментальних тварин та ін.

У процесі формування системи мати-плід існує низка критичних періодів, найважливіших задля встановлення взаємодії між двома системами, вкладених у створення оптимальних умов розвитку плода.

21.6. КРИТИЧНІ ПЕРІОДИ РОЗВИТКУ

В ході онтогенезу, особливо ембріогенезу, відзначаються періоди вищої чутливості статевих клітин, що розвиваються (у період прогенезу) і зародка (у період ембріогенезу). Вперше на це звернув увагу австралійський лікар Норман Грегг (1944). Російський ембріолог П. Г. Свєтлов (1960) сформулював теорію критичних періодів розвитку та перевірив її експериментально. Сутність цієї теорії

полягає у затвердженні загального положення, що кожен етап розвитку зародка в цілому та його окремих органів починається відносно коротким періодом якісно нової перебудови, що супроводжується детермінацією, проліферацією та диференціюванням клітин. У цей час ембріон найбільш сприйнятливий до шкідливих впливів різної природи (рентгенівське опромінення, лікарські засоби та ін.). Такими періодами в прогенезі є сперміо- та овогенез (мейоз), а в ембріогенезі – запліднення, імплантація (під час якої відбувається гаструляція), диференціювання зародкових листків та закладення органів, період плацентації (остаточного дозрівання та формування плаценти), становлення народження.

Серед органів і систем людини, що розвиваються, особливе місце належить головному мозку, який на ранніх стадіях виступає в ролі первинного організатора диференціювання оточуючих тканинних і органних зачатків (зокрема, органів чуття), а пізніше відрізняється інтенсивним розмноженням клітин (приблизно 20 000 за хвилину), що потребує оптимальних умов трофіки.

Пошкоджуючими екзогенними факторами в критичні періоди можуть бути хімічні речовини, у тому числі багато лікарських, іонізуюче опромінення (наприклад, рентгенівське в діагностичних дозах), гіпоксія, голодування, наркотики, нікотин, віруси та ін.

Хімічні речовини та лікарські препарати, що проникають через плацентарний бар'єр, особливо небезпечні для зародка у перші 3 місяці вагітності, оскільки вони не метаболізуються і накопичуються у підвищених концентраціях у його тканинах та органах. Наркотики порушують розвиток мозку. Голодування, віруси викликають вади розвитку та навіть внутрішньоутробну загибель (табл. 21.2).

Отже, в онтогенезі людини виділяють кілька критичних періодів розвитку: у прогенезі, ембріогенезі та постнатальному житті. До них відносяться: 1) розвиток статевих клітин - овогенез та сперматогенез; 2) запліднення; 3) імплантація (7-8-і добу ембріогенезу); 4) розвиток осьових зачатків органів та формування плаценти (3-8-й тиждень розвитку); 5) стадія посиленого росту головного мозку (15-20-я тиж); 6) формування основних функціональних систем організму та диференціювання статевого апарату (20-24-а тиж); 7) народження; 8) період новонародженості (до 1 року); 9) статеве дозрівання (11-16 років).

Методи діагностики та заходи профілактики аномалій розвитку людини.З метою виявлення аномалій розвитку людини сучасна медицина має у своєму розпорядженні низку методів (неінвазивних та інвазивних). Так, усім вагітним двічі (16-24 і 32-36 тижнів) проводять ультразвукове дослідження,що дозволяє виявити ряд аномалій розвитку плода та його органів. На 16-18 тижні вагітності за допомогою методу визначення змісту альфа-фетопротеїнуу сироватці крові матері можна виявити вади розвитку ЦНС (у разі збільшення його рівня більш ніж у 2 рази) або хромосомні аномалії, наприклад синдром Дауна - трисомія хромосоми 21 або

Таблиця 21.2.Терміни виникнення деяких аномалій розвитку ембріонів та плодів людини

інші трисомії (про це свідчить зниження рівня досліджуваної речовини більш ніж у 2 рази).

Амніоцентез- Інвазивний спосіб дослідження, при якому через черевну стінку матері роблять взяття навколоплідних вод (зазвичай на 16 тижні вагітності). Надалі проводять хромосомний аналіз клітин амніотичної рідини та інші дослідження.

Використовується також візуальний контроль розвитку плода за допомогою лапароскоп,введеного через черевну стінку матері в порожнину матки (Фетоскопія).

Існують інші способи діагностики аномалій розвитку плода. Однак основним завданням медичної ембріології є запобігання їх розвитку. З цією метою розробляються методи генетичного консультування та підбору подружніх пар.

Методи штучної інсемінаціїстатевими клітинами від свідомо здорових донорів дозволяють уникнути успадкування низки несприятливих ознак. Розвиток генної інженерії дає можливість коригувати локальні ушкодження генетичного апарату клітини. Так, існує метод, сутність якого полягає в отриманні біоптату яєчка у

чоловіки із генетично обумовленим захворюванням. Внесення в сперма-тононії нормальної ДНК, а потім трансплантація сперматогоній до попередньо опроміненого яєчка (для знищення генетично дефектних статевих клітин), подальше розмноження трансплантованих сперматогоній призводить до того, що новоутворені сперматозоїди звільняються від генетично обумовленого дефекту. Отже, такі клітини можуть дати нормальне потомство за запліднення жіночої статевої клітини.

Метод кріоконсервації спермидозволяє довго зберігати запліднюючу здатність сперматозоїдів. Це застосовується задля збереження статевих клітин чоловіків, що з небезпекою опромінення, поранення та інших.

Метод штучного запліднення та перенесення ембріонів(екстракорпоральне запліднення) застосовується для лікування як чоловічої, так і жіночої безплідності. Для одержання жіночих статевих клітин використовують лапароскопію. Спеціальною голкою проколюють оболонку яєчника в області розташування пухирчастого фолікула, аспірують овоцит, який надалі запліднюється сперміями. Подальше культивування, як правило, до стадії 2-4-8 бластомерів та перенесення зародка в матку або маткову трубу забезпечує його розвиток в умовах материнського організму. При цьому можлива трансплантація зародка в матку «сурогатної» матері.

Удосконалення методів лікування безпліддя та профілактики аномалій розвитку людини тісно переплітаються з морально-етичними, юридичними, соціальними проблемами, вирішення яких багато в чому залежить від традицій того чи іншого народу. Це предмет спеціального дослідження та обговорення в літературі. У той же час успіхи клінічної ембріології та репродуктології не можуть суттєво вплинути на зростання населення через високу вартість лікування та методичних труднощів при роботі зі статевими клітинами. Саме тому основу діяльності, спрямованої на оздоровлення та чисельне зростання населення, становить профілактична робота лікаря, що базується на знаннях процесів ембріогенезу. Для народження здорового потомства важливо вести здоровий спосіб життя та відмовитися від шкідливих звичок, а також проводити комплекс заходів, які перебувають у компетенції медичних, громадських та освітніх закладів.

Таким чином, в результаті вивчення ембріогенезу людини та інших хребетних встановлені основні механізми утворення статевих клітин та їх злиття з виникненням одноклітинної стадії розвитку – зиготи. Подальший розвиток зародка, імплантація, формування зародкових листків та ембріональних зачатків тканин, позазародкових органів показують тісний еволюційний зв'язок та спадкоємність розвитку представників різних класів тваринного світу. Важливо знати, що у розвитку зародка існують критичні періоди, коли різко зростає ризик внутрішньоутробної загибелі чи розвитку з патологічного

шляхи. Знання основних закономірних процесів ембріогенезу дозволяє вирішувати низку проблем медичної ембріології (попередження аномалій розвитку плода, лікування безплідності), здійснювати комплекс заходів, що запобігають загибелі плодів та новонароджених.

Контрольні питання

1. Тканинний склад дитячої та материнської частин плаценти.

2. Критичні періоди розвитку.

3. Подібність та відмінності в ембріогенезі хребетних та людини.

4. Джерела розвитку тканин провізорних органів.

Гістологія, ембріологія, цитологія: підручник / Ю. І. Афанасьєв, Н. А. Юрина, Є. Ф. Котовський та ін. – 6-те вид., перероб. та дод. – 2012. – 800 с. : іл.

Становлення статі - процес розвитку багатьох ознак і властивостей, що відрізняють чоловічі особини від жіночих та готують їх до розмноження. Статеве диференціювання охоплює ряд етапів ембріонального та постембріонального періодів.

Формування статевого тракту в ембріогенезі визначається взаємодією трьох груп факторів: генетичного механізму, внутрішніх епігенетичних факторів (ферментні системи, гормони) та зовнішніх епігенетичних факторів, що відображають вплив довкілля.

Поняття " стать " складається з низки взаємозалежних біологічних, психічних і соціальних компонентів.

Генетична стать майбутньої дитини визначається в момент злиття яйцеклітини і сперматозоїда і обумовлений набором статевих хромосом, що утворюються в зиготі при з'єднанні материнської та батьківської гамет (XX - жіночий, XY - чоловічий), і набором особливих генів, що визначають передусім тип гонад, рівень активності ферментних систем, реактивність тканин до статевих гормонів; синтез статевих гормонів.

Чоловічі та жіночі статеві залози розвиваються з одного недиференційованого зачатку. До 6 тижнів ембріонального життя він морфологічно однаковий як для жіночої, так і для чоловічої статі і складається з кіркового та мозкового шарів. Надалі з кіркового шару утворюється яєчник, та якщо з мозкового - яєчко.

В даний час доведено, що ген, що детермінує диференціювання зачатку гонади за чоловічим типом, визначає біосинтез специфічного мембранного білка, H-Y-антигена. У клітинах організму, що розвивається, у тому числі в клітинах, що покривають поверхню примордіальної гонади, містяться рецептори до H-Y-антигену. Захоплення H-Y-антигена цими клітинами індукує розвиток первинної гонади в яєчко. В експерименті введення в недиференційовану гонаду самок H-Y-антигена індукує розвиток тестикулярної тканини. Існує думка, що морфогенез гонади регулюється не одним, а кількома генами та одного H-Y-антигена недостатньо для повного диференціювання яєчка. Припускають, що принаймні 18 генів необхідні пренатального розвитку чоловічого фенотипу .

Диференціювання первинної гонади в яєчник - не пасивний процес, вона індукується специфічними молекулами, що відповідають H-Y-антигену у чоловічої особини. У диференціювання яєчників певну роль грають локуси Х-хромосоми, розташовані в області її центроміри, ближче до коротких плечей хромосоми.

Розвиток чоловічої та жіночої гонади починається однотипно, з утворення на медіальній стороні первинної нирки статевих валиків – майбутніх гонад. Елементами гонад, що розвиваються, є гоноцити, що дають початок овогоніям і сперматогоніям, похідні целомического епітелію - майбутні епітеліальні елементи статевих залоз і мезенхімна тканина - майбутні сполучнотканинні та м'язові елементи статевих залоз [Волкова О. В., Пекарський М. І., 1979. 1). Інтерстиціальна тканина гонади, що походить з клітин мезенхіми, утворює у ембріонів чоловічої статі клітини Лейдіга, а у ембріонів жіночої статі тека-тканину.

Диференціювання яєчка починається дещо раніше, ніж яєчника, тому що висока гормональна активність фетального яєчка необхідна для подальшого формування статевого тракту чоловічого плода. Яєчники в період внутрішньоутробного життя гормонально малоактивні. Таким чином, диференціювання гонад обумовлена ​​генами, що знаходяться в статевих хромосомах.

Наступним етапом статевого формування стає диференціювання внутрішніх та зовнішніх геніталій. На ранніх стадіях ембріогенезу статева система має бісексуальні закладки внутрішніх та зовнішніх статевих органів. Внутрішні статеві органи диференціюються на 10-12 тижні внутрішньоутробного періоду. Основою їх розвитку є індиферентні мезонефральні (вольфові) та парамезонефральні (мюллерові) протоки.

При розвитку плода жіночої статі мезонефральні протоки регресують, а парамезонефральні диференціюються в матку, яйцеводи, склепіння піхви (рис. 2). Цьому сприяє автономна тенденція будь-якого плоду до фемінізації (розвитку за жіночим, "нейтральним" типом). Маткові труби формуються у вигляді парних утворень з мюллерових тяжів, що не злилися у верхній третині, в той час як матка і піхва утворюються в результаті зрощення мюллерових проток. Злиття мюллерових ходів починається з каудального кінця до 9-го тижня ембріогенезу. Завершення формування матки як органу відбувається до 11-го тижня. Матка поділяється на тіло та шийку наприкінці 4-го місяця внутрішньоутробного розвитку [Федорова Н. Н., 1966].

При розвитку плода чоловічої статі парамезонефральні протоки регресують, а мезонефральні диференціюються в придатки яєчка, насіннєві бульбашки, сім'япровід. Формування статевих шляхів за чоловічим типом можливе лише за наявності повноцінного, активного ембріонального яєчка. Парамезонефральні (мюллерові) протоки у ембріонів чоловічої статі регресують під впливом фактора, що синтезується фатальними яєчками та названого "мюллер-переважною субстанцією", "антимюллеровим фактором". Цей фактор відрізняється від тестостерону і є термолабільним макромолекулярним продуктом сертолієвих клітин, що вистилають стінки насіннєвих канальців. Фактор регресії мюллерового каналу має білкову природу, видовонеспецифічний і відноситься до глікопротеїнів. Активність антимюллерового фактора зберігається в яєчках протягом усього внутрішньоутробного життя і навіть після народження. При дослідженні інгібуючої дії тканини яєчок людини на розвиток парамезонефральних проток ембріона самки щура активність тканини яєчок була найбільш високою у дітей до 5 місяців, далі поступово знижувалася. Після 2 років активність антимюллерового фактора не виявлялася. Однак парамезонефральні протоки дуже недовго чутливі до фактору регресії і вже у постнатальному періоді ця чутливість зникає. Мезонефральні (вольфові) протоки персистують і диференціюються в придатки яєчка, насіннєві бульбашки, сім'япровід тільки за достатньої кількості андрогенів, що продукуються фетальними яєчками. Диференціювання парамезонефральних (мюллерових) протік тестостерон не перешкоджає.

Зовнішні статеві органи формуються з 12-го по 20-й тиждень внутрішньоутробного періоду. Основою розвитку зовнішніх статевих органів плодів обох статей є статевий горбок, лабіоскротальні валики та урогенітальний синус (рис. 3). У плода жіночої статі диференціювання зовнішніх геніталій відбувається незалежно стану гонад. У цьому періоді формуються піхву (його каудальні 2/3), клітор, великі та малі статеві губи, переддень піхви з роздільними зовнішнім отвором сечівника та входом у піхву.

Формування зовнішніх геніталій плода чоловічої статі відбувається нормально лише за досить високої функціональної активності ембріональних яєчок. Андрогени необхідні для диференціювання ембріональних закладок за чоловічим типом: урогенітального синуса - в передміхурову залозу і сечівник, урогенітального горбка- в статевий член, кавернозні тіла, статевих валиків-в мошонку, мезонефральної протоки - в придаток яєчка. Маскулінізація зовнішніх геніталій у чоловічого плода полягає також в атрофії вагінального відростка урогенітального синуса, зрощенні мошонкового шва, збільшенні кавернозних тіл статевого члена та формуванні сечівника за чоловічим типом. Сходження яєчок з черевної порожнини починається з 3-го місяця ембріонального життя, а до 8-9 місяців яєчка опускаються в мошонку. Їх опускання зумовлене як механічними факторами (внутрішньочеревний тиск, атрофія та укорочення пахового тяжу, нерівномірне зростання структур, що беруть участь у цьому процесі), так і гормональними (вплив плацентарних гонадотропінів, андрогенів фетальних яєчок, гонадомерних 91); Ескін І. А., 1975]. Сходження яєчок збігається з їх максимальною андрогенною активністю.