1. Эмбриология млекопитающих как основа для понимания особенностей эмбрионального развития человека

Эмбриология— учение о зародыше, о закономерностях его развития, строении и функции.

В развитии плода человека сочетаются черты млекопитающих. Такие черты эмбриогенеза человека ,как возникновение зиготы в результате оплодотворения, роднят человека не только со всеми животными, но и с растительным миром.

Последовательность основных периодов эмбриогенеза – оплодотворение, дробление, гаструляция, гисто- и органогенез, является общей для многих животных.

Формирование осевого комплекса эмбриональных зачатков у зародыша человека, образование хорды, закладка нервной трубки, образование жаберных карманов и щелей сближает человека с представителями хордывых животных.

Яйцеклетка млекопитающих и человека содержит мало белково-липидных включений, поэтому дробление полное. Унаследованы человеком от редких форм и внезародышевые органы. Желточный мешок например(выполняет кроветворную функцию а не хранилище питательных веществ)

Новыми признаками характеризующими развитие человека явл. бедность яйцеклетки желтком, наличие трофобласта, развитие плода в матке ,живорождение. Олиголецитальные

Для всех плацентарных млекопитающих в том числе и человека общим является наличие плаценты, менструального цикла, развитие трофобласта. Все эти признаки выработались в эволюции лишь у человекообразных обезьян. Ряд признаков характерные только для человека- мощное развитие головного мозга и нервной трубки.

2. Периодизация развития человека и животных.

Эмбриональное развитие возможно лишь при сочетании внешних и внутренних факторов. Результаты классических исследований эмбриологи Светлова указали на 2 критических периода в развитии плацентарных млекопитающих , связанных с периодами имплантации и плацентации. В процессе закладки каждого органа существуют особые чувствительные периоды ,когда воздействие неблагоприятных факторов может вызвать то или иной отклонение. (аномалии ). Причиной аномалий может быть остановка развития той или иной системы организма в критический период.

В онтогенезе человека к критическим периодам относят оплодотворение, имплантацию (7-8-е сутки эмбриогенеза), развитие осевого комплекса зачатков органов и плацентацию, развитие головного мозга, формирование основных систем организма, рождение , период до 1 года, половое созревание.

К наиболее частым факторам ,нарушающим нормальный эмбриогенез, принадлежит ;

1) перезревание женской половой клетки , нарушение обмена веществ у матери

2) рентгеновское облучение связано с мутациями.

3) Для развития теплокровных животных и человека большое значение имеет температура тела. Длительное перегревание приводит к аномалиям развития плода

Этапы развития человека

В результате эмбриональной стадии онтогенеза образуется организм, претерпевающий после рождения дальнейший рост и развитие. Различают два вида постэмбрионального развития: НЕПРЯМОЕ (с превращением) и ПРЯМОЕ, которые представлены на схеме главных этапов онтогенеза:

Эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается рождением или выходом зародыша из яйца.

Эмбриональный период развития включает дробление зиготы, гаструлу, образование органов. На первом этапе зигота делится путем митоза. При этом сначала возникают две одинаковые клетки, потом - четыре и т.д. Клетки быстро делятся, но не растут. Число их увеличивается, а размеры уменьшаются. Этот процесс называют дроблением. Дробление заканчивается образованием небольшого полого пузырька - бластулы (от греч. blast - росток), который состоит из одного слоя клеток.

На следующей стадии образуется двуслойный зародыш - гаструла (от греч. gaster - желудок). Внутренний слой формируется за счет миграции части клеток или впячивания стенки внутрь полости пузырька. Наружный и внутренний слои клеток называют зародышевыми листками. Наружный листок - эктодерма (от греч. ectos - вне, снаружи и derma - кожа), внутренний - эндотерма (от греч. entos - внутри и derma).

На следующей стадии между эктодермой и энтодермой закладывается третий зародышевой листок - мезодерма (от греч. mesos - средний и derma). Из каждого зародышевого листка развиваются определенные органы и системы органов: из эктодермы - нервная система, органы чувств, кожа; из мезодермы - хорда, скелет, мышцы, кровеносная, выделительная, половая системы; из энтодермы - эпителий кишечника, пищеварительные железы, легкие.

3.Представление о биологических процессах, лежащих в основе развития зародыша – индукция, детерминация, деление, миграция клеток, рост, дифференцировка, взаимодействие клеток, гибель клеток.

Медицинская эмбриология изучает закономерности развития зародыша человека. Особое внимание в курсе гистологии с эмбриологией обращается на источники и механизмы развития тканей, метаболические и функциональные особенности системы мать — плацента — плод, позволяющие устанавливать причины отклонений от нормы, что имеет большое значение для медицинской практики.

Эмбриональная индукция — это взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на судьбу другого участка одна часть — индуктор, приходя в контакт с другой частью — реагирующей системой, определяет направление развития последней слуховой пузырек выступает не только в роли индуктора слухового аппарата, но и является активатором различных морфогенетических процессов. 

ДЕТЕРМИНАЦИЯ – генетически запрограммированное направление дифференциации клеток. Детерминация обнаруживается на ранних стадиях эмбриогенеза животных, когда зачаток какого-либо органа при пересадке в другую область тела дифференцируется в тот орган, который должен из него формироваться в норме. Например, у дрозофилы зачаток глаза при пересадке его в брюшную полость личинки образует дополнительный глаз.

ДЕЛЕНИЕ, форма размножения некоторых организмов и многих клеток, входящих в состав тела многоклеточных. У многоклеточных организмов деление клеток лежит в основе индивидуального развития (митоз) и полового размножения (мейоз).

Миграция- активное перемещение клеток в составе развивающегося организма. Способностью к миграции обладают различные эмбриональные зачатки , особенно клетки полового зачатка(гоноциты) и клетки ганглиозной пластинки.

Клеточный рост сопровождается преимущественным увеличением объема цитоплазмы, тогда как величина ядра изменяется в меньшей степени. На протяжении онтогенеза строение клеток непрерывно изменяется. Различают два типа роста: ограниченный и неограниченный.

Дифференцировка — это процесс, в результате которого клетка становится специализированной, т.е. приобретает химические, морфологические и функциональные особенности. В самом узком смысле это изменения, происходящие в клетке на протяжении одного, нередко терминального, клеточного цикла, когда начинается синтез главных, специфических для данного клеточного типа, функциональных белков. Примером может служить Дифференцировка клеток эпидермиса кожи человека, при которой в клетках, перемещающихся из базального в шиповатый и затем последовательно в другие, более поверхностные слои, происходит накопление кератогиалина, превращающегося в клетках блестящего слоя в элеидин, а затем в роговом слое — в кератин. При этом изменяются форма клеток, строение клеточных мембран и набор органоидов. На самом деле дифференцируется не одна клетка, а группа сходных клеток. 

Гибель двух-трёх клеток в начале развития зародыша может обернуться в дальнейшем недоразвитием, а то и отсутствием какого-нибудь органа. Отклонения от нормального развития плода в случае, если женщина даже очень умеренно употребляет спиртное во время беременности, имеют место обязательно. Иногда эти отклонения приводят к отсутствию жизненно важных органов, тогда плод погибает (выкидыш) или рождается нежизнеспособный ребёнок запрограммированная гибель клеток, или апоптоз. По своему знанию клеточная гибель не менее важна для гистогенетических процессии, чем деление клеток. В результате апоптоза регулируется число клеток в развивающейся ткани, происходит ее перестройка, исчезают рудиментарные зачатки, элиминируются мутировавшие и дефектные клетки. Любопытно, что в некоторых случаях в ходе гистогенеза сразу образуется заведомо больше клеток, чем их необходима для развития ткани, и что создает определенный материальный базис гистогенеза. В последующем лишние клетки погибают, причем уничтожаются менее полноценные или дефектные клетки. Особенности явление выражено в нервной ткани, где в ходе гистогенеза гибнет от 50 до 85 % всех нейронов.

Говоря о клеточных взаимодействиях, необходимо особо упомянуть клетки нервной системы, координирующей деятельность всех частей организма и обеспечивающей контакт с внешней средой. Нервные клетки передают друг другу сигналы как с помощью прямого электрического взаимодействия через специальные клеточные контакты , так и через химические вещества - медиаторы (лат. mediator - посредник), вырабатываемые нервными и рецепторными клетками.

4. Прогенез. Сперматогенез, овогенез. Особенности строения половых клеток.

ПРОГЕНЕЗ - процесс образования половых клеток. Сперматогенез и оогенез.

В результате прогенеза в зрелых половых клетках возникает гаплоидный набор хромосом, формируются структуры обеспечивающие их способность к оплодотворению и развитию нового организма.

Развитие половых клеток в эмбриогенезе человека начинается рано. Первичные половые клетки –гоноБЛАСТЫ – определяются во внезародышевой желточной энтодерме в конце 3-й недели эмбриогенеза. Эти клетки индифферентные(половая система обоих полов развивается по одной генетической программе).

Гонобласты мигрируют в закладку половых желез на медиальной поверхности первичной почки (мезонефроса) и принимают участие в образовании гонад, дифференцируясь в спермато- или оогонии.

Строение половых клеток

Для начала скажем о тех особенностях мужских и женских половых клеток, которые отличают их от всех других клеток организма, т.е. от соматических клеток:

1. Все половые клетки имеют гаплоидный набор хромосом, т.е. каждая клетка имеет только 23 хромосомы, тогда как все соматические клетки имеют диплоидный набор хромосом, т.е. 23 пары или 46 хромосом.

2. Для всех половых клеток характерен низкий уровень обмена, поскольку основной их функцией является передача генетической информации потомству. Соматические же клетки, в большинстве своем, отличаются интенсивными обменными процессами.

3. Все половые клетки являются высокодифференцированными клетками, которые выполняют строго специфическую функцию – передают генетическую информацию потомству и обеспечивают развитие дочернего организма на самом раннем этапе. Что касается соматических клеток, то они могут быть как высокодифференцированными (нейроны), так и низкодифференцированными (клетка- предшественник лейкоцитов) или вовсе недифференцированными (стволовая клетка).

4. Половые клетки отличаются от соматических по своим размерам, форме, они содержат малое количество цитоплазмы.

Мужские и женские гаметы

Теперь скажем об отличиях женской половой клетки – яйце клетки, и мужской половой клетки – сперматозоида:

1. Яйцеклетка имеет овальную форму, неподвижна. Сперматозоид имеет вытянутую форму, подвижен.

2. Яйцеклетка содержит большое количество запасных питательных веществ, которые призваны обеспечить жизнедеятельность зародыша сразу после его появления. Сперматозоид почти не содержит питательных веществ, зато содержит большое количество митохондрий, которые обеспечивают сперматозоид энергией, нужной для передвижения. Если же говорить в общем, то обе половые клетки содержат все типичные органеллы.

3. Яйцеклетка характеризуется низким ядерно-цитоплазматическим индексом, поскольку в ней содержится большое количество питательных веществ (в цитоплазме). Сперматозоид же напротив характеризуется высоким ядерно-цитоплазматическим индексом, поскольку практически не содержит цитоплазмы, зато несет в себе довольно большое ядро с гаплоидным набором хромосом.

Таким образом, половые клетки отличаются по своему строению не только от соматических клеток, но и между собой, но именно эти отличия обеспечивают способность выполнения ими специфических функций - полового размножения.