Эмбриональное развитие
Эмбриональное развитие — последовательные изменения организма человека от момента оплодотворения до рождения. Зародыш проходит стадии дробления, образования зародышевых листков, формирования органов и перехода к периоду плода; важнейшие события происходят в первые недели, когда закладываются основные системы организма.
Начало развития: зигота и дробление
Развитие начинается после оплодотворения, когда ядра яйцеклетки и сперматозоида объединяются. Возникает зигота — первая клетка нового организма с диплоидным набором хромосом. Она содержит генетический материал обоих родителей и начинает делиться митозом.
Зигота — диплоидная клетка, образовавшаяся в результате слияния мужской и женской гамет. Она является начальной стадией индивидуального развития организма.
Первые митотические деления называют дроблением. Клетки дробящегося зародыша — бластомеры — становятся всё мельче, потому что общий объём зародыша почти не увеличивается. Сначала образуется плотный шар клеток — морула, затем внутри появляется полость, и формируется бластоциста.
| Стадия | Главный признак | Примерный срок после оплодотворения |
|---|---|---|
| Зигота | Одна клетка, диплоидный набор | 1-е сутки |
| Морула | Плотный шар бластомеров | 3–4-е сутки |
| Бластоциста | Полость, внутреннее клеточное скопление и наружный слой | 5–6-е сутки |
| Имплантация | Прикрепление и внедрение бластоцисты в слизистую матки | 6–7-е сутки |
В идеальной модели после \(k\) делений число клеток можно оценить формулой \(N=2^k\). Например, после трёх последовательных делений получилось бы \(2^3=8\) клеток. В реальном организме деления и специализация клеток происходят сложнее, поэтому формула нужна только для понимания принципа увеличения числа бластомеров.
Имплантация и образование зародышевых листков
Бластоциста перемещается по маточной трубе в полость матки. Затем происходит имплантация: зародыш прикрепляется к эндометрию и постепенно погружается в его толщу. Наружный слой клеток бластоцисты участвует в образовании оболочек и плаценты, а внутреннее клеточное скопление даёт начало зародышу.
После имплантации формируются зародышевые листки. Этот процесс называют гаструляцией. Зародыш приобретает более сложное строение, а клетки начинают специализироваться и перемещаться в определённые области.
| Зародышевый листок | Что образуется в дальнейшем |
|---|---|
| Эктодерма | Нервная система, эпидермис кожи и его производные |
| Мезодерма | Мышцы, кости, соединительная ткань, кровь, сердце, почки и половые органы |
| Энтодерма | Эпителий пищеварительной и дыхательной систем, часть желёз |
Каждый орган развивается из определённых зародышевых листков. Поэтому нарушение перемещения или дифференцировки клеток на ранних этапах может привести к неправильному формированию органов.
Какая последовательность стадий является правильной?
Эмбриональный период и органогенез
Эмбриональный период обычно охватывает время от третьей до восьмой недели развития. В это время происходят органогенез — закладка органов — и дальнейшая дифференцировка тканей. Формируются нервная трубка, хорда, зачатки сердца, конечностей, органов чувств и внутренних органов.
- 1 — Слияние гамет и начало митотических делений
- 2 — Образование морулы и бластоцисты
- 3 — Внедрение бластоцисты в эндометрий
- 4 — Формирование эктодермы, мезодермы и энтодермы
- 5 — Закладка органов и систем
- 6 — Рост и созревание уже заложенных органов
К концу восьмой недели основные зачатки органов уже заложены. С этого времени организм называют плодом. В плодный период преобладают рост, увеличение массы тела и функциональное созревание органов. Развитие продолжается в рамках беременности и завершается родами.
Эмбриональный период — время закладки органов, а плодный период — преимущественно время роста и созревания. Наиболее уязвимым для вредных воздействий является ранний эмбриональный период.
Внезародышевые органы и условия развития
Зародыш развивается не изолированно. Внезародышевые органы обеспечивают его питание, дыхание, защиту и удаление продуктов обмена. К ним относят амнион, хорион, желточный мешок, аллантоис и плаценту.
| Структура | Функция |
|---|---|
| Амнион | Образует плодный пузырь и содержит околоплодные воды, защищающие зародыш от ударов и высыхания |
| Хорион | Наружная оболочка; участвует в формировании плаценты |
| Плацента | Обмен газами, питательными веществами и продуктами обмена между организмом матери и плода |
| Пуповина | Соединяет плод с плацентой и содержит кровеносные сосуды |
| Околоплодные воды | Поддерживают постоянную среду и позволяют плоду двигаться |
Кровь матери и плода обычно не смешивается напрямую: обмен происходит через ткани плаценты. Однако через плацентарный барьер могут проходить кислород, питательные вещества, некоторые лекарственные вещества, алкоголь, никотин и отдельные возбудители инфекций. Поэтому большое значение имеет [[reproductive-health:репродуктивное здоровье]] родителей и охрана здоровья беременной.
Не путайте дробление с обычным ростом: число клеток увеличивается, но общий размер зародыша вначале почти не меняется. Не считайте плаценту частью тела плода: она образована тканями зародышевого и материнского происхождения и обеспечивает связь между ними. Также неверно говорить, что органы появляются одновременно: их закладка идёт последовательно и частично перекрывается.
Разобранный пример
После трёх циклов деления дробящегося зародыша определите число бластомеров в идеальной модели и назовите следующую крупную стадию, если зародыш уже достиг стадии морулы.
Ответ: в упрощённой модели образуется 8 бластомеров; после морулы следует стадия бластоцисты. В реальном развитии важны не только количество клеток, но и их расположение, контакты и начало специализации.
Итоговая проверка
Проверь себя
Главное
- Развитие начинается с диплоидной зиготы, образованной после оплодотворения.
- При дроблении формируются морула и бластоциста; затем происходит имплантация в эндометрий.
- Гаструляция приводит к образованию эктодермы, мезодермы и энтодермы.
- В эмбриональный период закладываются органы, а в плодный период они растут и созревают.
- Плацента, амнион и другие внезародышевые органы обеспечивают питание, дыхание и защиту плода.