ЕМБРІОНАЛЬНИЙ ТА ВНУТРІШНЬОУТРОБНИЙ РОЗВИТОК: ЕТАПИ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЩОТИЖНЯ - АНАТОМІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ - 2025

Розвиток ембріона і плоду є процес , з допомогою якого формуються цілі особини з клітин від двох батьків: батько і мати; це відповідає всім етапам, які слідують за заплідненням яйцеклітини сперматозоїдом, до народження.

Галузь медичної науки, що відповідає за аналіз цих процесів, відома під назвою " Ембріологія", і її дослідження почалося більш-менш у 1651 році, коли вчений на ім'я Гарві зрозумів, що всі люди походять з "яйцеклітини" .

Представницька схема трьох триместрів розвитку внутрішньоутробного розвитку людини (Джерело: Mhuerth01 через Wikimedia Commons)

Однак основні досягнення ембріології відбулися до появи еволюційних концепцій Ламарка і Дарвіна в 19 столітті, оскільки до цього часу ця наука була підтримана "доформістськими" ідеями багатьох вчених.

На думку ембріологів (науковців, які займаються вивченням ембріології), розвиток людини поділяється на пренатальний та постнатальний періоди, які, як свідчать їх назви, відбуваються до і після народження відповідно.

Ембріональний та внутрішньоутробний розвиток відповідають внутрішньоутробному періоду, і це сукупність подій, в яких відбуваються найбільш кардинальні та важливі зміни в розвитку, оскільки запліднена клітина під назвою зигота перетворюється на надзвичайно складний багатоклітинний організм.

Визначено, що найбільш очевидні чи видимі зміни відбуваються між третьою та восьмою тижнями ембріонального періоду, тоді як під час внутрішньоутробного розвитку відбувається ріст та диференціація самих тканин та органів.

Ключові процеси, що відбуваються під час ембріонального та внутрішньоутробного розвитку, складаються з безлічі подій поділу клітин, міграції та запрограмованої загибелі клітин, крім упорядкування клітин та складного обміну інформацією між клітинами.

Етапи ембріонального розвитку

Ембріональний розвиток будь-якої тварини починається з запліднення яйцеклітини сперматозоїдами, які відповідно є статевими клітинами (гаметами) самок і самців.

Яйцеклітина, що запліднює яйцеклітину

У людини цей процес відбувається протягом перших 3 місяців (або перших 8 тижнів) гестації, після чого ембріон вважається плодом і, отже, зазнає характерного розвитку плода.

- тиждень 1

Діаграма процесу запліднення у людей (Джерело: Переклад Ttrue12 від Ortisa через Wikimedia Commons)

Протягом першого тижня гестації відбуваються процеси запліднення та утворення зиготи; У цей період відбувається також сегментація цієї клітини, продукуючи морулу та бластулу.

Запліднення

Процес запліднення складається з серії послідовних подій, які описані від першого контакту гамет до злиття їх ядер. Ці події можна перерахувати наступним чином:

- Проходження сперматозоїда через радіацію корони : сперма повинна проходити через шар клітин, який оточує зрілу яйцеклітину, відомий як радіація корони.

- Проникнення зони pellucida: між коронаційними радіатами та клітинною мембраною яйцеклітини є область, яка називається "zona pellucida", яка складається з ниткоподібних глікопротеїнів і яка також оточує жіночу гамету. Сперма продукує специфічні протеолітичні ферменти, щоб мати можливість перетнути цю область.

Примітка: як тільки сперматозоїді вдасться «розчинити» зону пелюциди і дістатися до яйцеклітини, утворюється те, що ембріологи назвали «зоною реакції», що робить цю клітину непроникною для інших сперматозоїдів.

- Злиття мембран : коли сперма нарешті контактує з жіночою гаметичною клітиною, обидві плазматичні мембрани зливаються, і голова, і хвіст сперми потрапляють в цитозольну область яйцеклітини.

- Кульмінація другого мейотичного поділу яйцеклітини та утворення жіночого пронуклеуса : яйцеклітина знаходиться в тому, що називається "мейотичною зупинкою" і залишає її через сигнальні каскади, що запускають входження сперми, утворюючи жіночий пронуклеус, маючи навантаження гаплоїдної хромосоми (n).

- Формування чоловічого пронуклеуса : потрапивши всередину, хвостик сперми деградує, але його ядро ​​збільшується в розмірах, утворюючи чоловічий пронуклеус, ідентичний жіночому, також з гаплоїдним хромосомним навантаженням.

- Утворення зиготи : цей процес відбувається, коли дві пронуклеїни зливаються, утворюючи клітину з половиною хромосом одного з батьків та другою половиною другого, відновлюючи диплоїдний заряд (2n). У цей момент гомологічні хромосоми обох батьків обмінюються матеріалом, рекомбінуючись.

Сегментація зиготи

Коли утворена зигота, тобто коли відбулося запліднення та відновлено хромосомне навантаження, запускаються послідовні мітотичні поділи, які досягають збільшення кількості клітин (бластомерів).

Відділення передбачає зменшення розміру клітин, але не збільшення об’єму і відбувається, коли яйцеклітина просувається по маткових трубах в матку. Цей процес починається приблизно через 30 годин після запліднення.

Моруляція

Коли мітотичні відділи заповнюють близько 12 або 32 клітин (більше або менше на 3 день після запліднення), вони «ущільнюються» завдяки подіям адгезії, опосередкованим поверхневими глікопротеїнами, і утворюють «морулу» (завдяки їх морфологічній подібності з фруктами).

Ця морула оточена лінією клітин, відомих як трофобластичні клітини, які згодом формуватимуть плаценту.

Зрив

Послідовні поділи бластомерів морули утворюють певну порожнину, бластоцеле, саме тому отримана структура відома як «бластула» або «бластоциста». Ця структура утворюється на 4 день після запліднення і коли морула досягає матки.

- 2 тиждень

Протягом другого тижня в бластоцисті починають диференціюватися дві лінії клітин, кожна з яких відбувається від клітинних ліній, що походять від двох клітин, що є продуктом першого поділу зиготи.

Одна з клітинних ліній складає периферію бластоцисти і є тією, яка згодом породить плаценту, цей шар відомий як трофектодерма.

Внутрішня клітинна лінія, яка оточує бластоцелеву порожнину, відповідає органоутворюючим клітинам ембріона, що знаходиться в пласті; в деяких книгах цей шар клітин відомий як ембріобластема або ембріобласт.

Це між 6-м та 10-м днем, коли зазначена бластоциста прилягає до епітелію ендометрію, в матці, і саме там трофектодерма (також відома як трофобласт) розмножується і диференціюється в цитотрофобласт (внутрішній) та синцитіотрофобластний (зовнішній) шари.

Всі ці процеси супроводжуються рясним поділом клітин та міграціями, крім клітинних клітинних спайок або взаємодій, що дозволяють утворити згадані шари.

Формування "позаембріональних" структур

Другий тиждень ембріонального розвитку має важливе значення для утворення структур, похідних від трофектодерми, тобто "позаембріональних" структур, які є: навколоплідна порожнина, пупкова пухирчатка і хоріонічний мішок.

- 3 тиждень

Третій тиждень характеризується диференціацією трьох зародкових шарів ембріона під час гаструляції; розвитком нотохорди.

Гаструляція

Бластомери бластоцисти продовжують ділитися, утворюючи гаструлу, через процес, відомий як гаструляція. На цій стадії ембріонального розвитку починають формуватися фундаментальні ембріональні "шари".

Гаструляція також передбачає рясну міграцію клітин, а також їх скупчення та сегрегацію. Гаструла складається із зовнішнього шару, ектобласту чи ектодерми, середнього шару або мезобласту чи мезодерми та внутрішнього шару, ендобласту чи ентодерми.

Наприкінці третього тижня ембріон має вигляд сплющеного овального диска, в якому вже утворюється нотохорда між ектодермою та ентодермою. Нотохорда - це споконвічна вісь ембріона, навколо якої формується осьовий скелет, тобто це "протовертебральний стовп".

Так само на цьому етапі в ектодермі утворюються нейронна пластинка, нервові складки та нервова трубка, які відповідають праймедію центральної нервової системи. Примордіал серцево-судинної системи також окреслений протягом третього тижня.

- тижнів 4 - 8

Основні внутрішні та зовнішні структури формуються між четвертим та восьмим тижнями ембріонального розвитку. Протягом цих тижнів відбуваються процеси росту, морфогенезу та диференціювання тканин та органів.

7-9 тиждень ембріона

Ці процеси є тонко регульованими та контрольованими, особливо генетичними моделями експресії клітин, що входять до складу статевих зародкових шарів, які певною мірою залежать від особливостей навколишнього середовища.

Поява ембріона наприкінці другого місяця вагітності (Джерело: Кандидат Денніс М Депайс через Wikimedia Commons)

Складання ембріона

Форма тіла ембріона походить від складання триламінарного, овального та дискоїдного ембріона, що сформувався протягом третього тижня. Цей процес відбувається в середній і горизонтальній площині тієї ж, і після цього ембріон росте відносно швидко.

У процесі складання примордію головного мозку утворюється глотка, стравохід і нижня дихальна система. Частина ендодермального шару використовується для утворення задньої кишки, низхідної кишки та прямої кишки.

Етапи розвитку плода

Хоча прогресування від зародка до плоду відбувається поступово, відмінність необхідна для підтвердження того, що у плода розпізнаються структури зростаючої людини, оскільки основні органи та системи організму вже сформовані.

Плідний період починається на дев'ятому тижні вагітності. Між дев'ятим і дванадцятим тижнем приріст плоду прискорюється, але залишаються непропорційні стосунки з тілом і головою.

Тижні 9-12

Протягом дев’ятого тижня відмінними рисами є: дуже широке обличчя, широко розставлені очі, зрощені повіки та «звисаючі» вуха. Ноги короткі, а стегна порівняно невеликі. На наступному зображенні ви можете побачити ембріон на 9 тижні вагітності:

До кінця дев'ятого тижня зовнішні статеві органи не відрізняються між хлопцями та дівчатами. У плода дев’яти тижнів печінка є головним місцем формування еритроцитів (еритропоез), і саме в цей час починає утворюватися сеча.

До досягнення плоду дванадцятого тижня в скелеті черепа та довгих кістках з’являються первинні осифікаційні центри. Крім того, у цей період верхні кінцівки досягають своєї відносно визначеної довжини, але нижні кінцівки ще мають розвиватися.

Тижні 13-16

Між цими тижнями ріст прискорюється ще більше і стає більш очевидним. Наприкінці 16 тижнів тіло набуває розмір, більш пропорційний розміру голови, а нижні кінцівки досягають відповідної довжини.

Між цими 3 тижнями починається справжня окостеніння скелета і розвиток кісток може спостерігатися на УЗД. До 14 тижня можна помітити повільні рухи очей, а також визначити схему шкіри голови.

З цих тижнів можна визначити стать, оскільки у самок яєчники та первісні статеві клітини диференціюються. Крім того, очі вже не розташовані антеролатерально і розташовуються в передній області обличчя.

Вуха також розміщені у своїх остаточних положеннях з боків голови.

Тижні 17-20

Швидкість росту незначно сповільнюється з 17 тижня і далі, але в цей часовий інтервал рухи плода починають ставати очевидними.

У період з 17 по 20 тиждень шкіра плоду покрита захисною воскоподібною речовиною, яка називається «воскова вернікс», а також тонким шаром волосинок (лануго), що сприяє зчепленню верніксу з шкірою.

За цей час брови і волосся стають видимими і починає відкладатися коричневий жир, який бере участь у виробництві тепла.

Тижні 21-25

Плід із зморшкуватою і рожевою шкірою починає набирати вагу. У нього швидкі рухи очей, і його легені починають виробляти легеневу поверхнево-активну речовину. Нігті зазвичай з’являються протягом 24 тижня.

Тижні 26-29

До кінця цих трьох тижнів плід вже має достатньо розвинену легеневу систему для здійснення газообміну.

Очі відкриті, волосся розвинулося, також помітні нігті на ногах. Крім того, плід збільшує синтез білих жирів, що призводить до збільшення маси тіла.

Наприкінці 28 тижня кістковий мозок переймає вироблення еритроцитів, які раніше мали місце в селезінці і раніше там, у печінці.

30 - 34 тиждень

На 30 тижні задокументовано розвиток зіницького рефлексу або, що таке саме, зміна діаметра зіниці у відповідь на світло. До цього часу відсоток жиру в організмі перевищує 7%, і кінцівки плоду здаються пухкими.

35 - 38 тиждень

З цього моменту вагітність вважається в період переривання. Фетуси, народжені передчасно, з 26 тижня, мають шанси вижити за допомогою медичної допомоги, але з 35 тижня й надалі вони ризикують менше.

Такі характеристики, як співвідношення між окружностями голови і живота або довжиною ніг, використовуються в цей період для визначення віку плода.

На 38 тижні вже розглядається доношена вагітність. Протягом цього часу відсоток жиру в організмі становить приблизно 16%, а грудні та грудні тканини трохи випинаються як у хлопчиків, так і у дівчаток.

Список літератури

1. Гуїйон, C. (2013). Ембріологія. Спрингер-Верлаг.
2. Moore, K., Persaud, T., & Torchia, M. (2016). Людина, що розвивається. Клінічно орієнтована ембріологія (10-е видання). Філадельфія, Пенсильванія: Ельзев'є.
3. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Біологія (5-е видання). Філадельфія, Пенсильванія: Видавництво коледжу Сондерса.
4. Хілл, М. (2019). Ембріологія. Отримано 24 жовтня 2019 року з сайту www.embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Embryonic_Development
5. Хілл, М. (2019). Ембріологія. Отримано 24 жовтня 2019 року з веб-сайту www.embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Timeline_human_development