Критические периоды и аномалии развития

Основные периоды и этапы внутриутробного развития человека

Эмбриогенез - часть индивидуального развития, т.е. онтогенеза.

В эмбриогенезе человека различают три периода:

· начальный период (1 неделя развития);

· зародышевый период (2-8 недели развития);

· плодный период (с 9 недели до рождения).

События (этапы) собственно эмбриогенеза:

А) оплодотворение;

Б) дробление;

В) гаструляция;

Г) закладка осевых зачатков органов;

Д) гисто - и органогенез.

В литературе существует разночтение продолжительности периодов эмбриогенеза, однако все авторы сходятся во мнении, что с биологической точки зрения наиболее важные события происходят в первые восемь недель внутриутробного развития.

Критические периоды и аномалии развития

В ходе эмбриогенеза есть периоды высокой чувствительности и скорости развития. Советский эмбриолог П.Г.Светлов (1960г.) сформулировал теорию критических периодов развития. Суть теории следующая: каждый этап развития зародыша начинается относительно короткой и качественно новой перестройкой, сопровождающейся высокой скоростью пролиферации и дифференцировки клеток. В каждый из этих периодов эмбрион чувствителен к повреждающим воздействиям: радиации, лекарственным средствам, наркотикам, алкоголю, голоданию, гипоксии, токсическим веществам, вирусам. Воздействия этих факторов в критические периоды развития вызывают различные аномалии и пороки развития, иногда несовместимые с жизнью.

Выделяют 9 критических периодов развития:

· Развитие половых клеток;

· Период оплодотворения;

· Период имплантации (7-8 сутки);

· Закладка осевых зачатков органов и формирование плаценты (3-8 недели);

· Стадия усиленного роста головного мозга (15-20 недели);

· Формирование основных функциональных систем и полового аппарата (20-24 недели);

· Собственно процесс рождения;

· Период новорожденности (до 1 года);

· Период полового созревания.

К наиболее частым факторам, нарушающим нормальный эмбриогенез, принадлежит:

1. Перезревание женской половой клетки, нарушение обмена веществ у матери, гипоксия, содержание в крови матери токсических веществ (например, лекарственных веществ, никотина, алкоголя и др.), инфекция, особенно вирусная.

2. Для развития теплокровных животных и человека большое значение имеет температура тела. Длительное прогревание организма матери приводит к аномалиям развития плода.

3. Рентгеновское облучение опасно в связи с возможными мутациями, так как клетки эмбриональных зачатков особенно чувствительны к радиации.

Гибель эмбрионов в различные периоды онтогенеза неравномерна. Если считать, что на 1000 беременностей погибает 300 плодов, то величина внутриутробной смертности представляется следующими показателями: в 1-й месяц погибает 112 эмбрионов, во 2-ой – 72, в 3-й – 43, а затем показатели снижаются до единичных.

Патологические процессы, протекающие в организме матери в течение первых 7 суток после оплодотворения, могут привести к эктопической (внематочной) беременности. 98-99% случаев зародыш прикрепляется в маточной трубе. Яичниковая, шеечная и абдоминальная формы беременности встречаются редко. Летальность при эктопической беременности составляет около 7% всех смертей беременных женщин. Наличие эктопической беременности в анамнезе является частой причиной вторичного бесплодия. Действие разнохарактерных патологических факторов в раннем эмбриогенезе человека может вызвать предлежание плаценты. При продолжающемся влиянии неблагоприятных факторов в патологическое развитие вовлекаются многие органы зародыша, в первую очередь – ЦНС, сердце и др. Только с 63-го дня беременности опасность развития аномалий эмбриогенеза начинает уменьшаться.

Следующим после оплодотворения наиболее чувствительным периодом к действию тератогенов является период с 3-й по 8-ю неделю. Высокие дозы алкоголя в период гаструляции приводят к недоразвитию переднего мозга плода. Если к 27 суткам не замыкается задний нейропор возникает спинномозговая грыжа, порой с неблагоприятным исходом. При несмыкании переднего нейропора исход всегда летален. Нужно знать, что именно в раннем эмбриогенезе человека закладывается большая часть аномалий и уродств.

В соответствии с периодизацией эмбрионального развития различают пороки, обусловленные гаметопатиями, аномалии развития бластулы (бластулопатии), эмбриопатии – нарушения органогенеза, пороки развития плаценты.

Гаметопатии - нарушения физиологического развития мужских и женских половых клеток. Это изменения генетического аппарата клеток (мутации генов), нарушения численности хромосом, изменения структуры хромосом – хромосомные аберрации. Примером пороков, связанных с мутациями генов, являются энзимопатии, или болезни обмена веществ. Так, при фенилкетонурии нарушается развитие клеток центральной нервной системы, почек и других органов. Дети с таким пороком умственно отсталы, страдают патологией почек.

Примером пороков, обусловленных хромосомными аберрациями гамет, является синдром Дауна (трисомия по 21 паре аутосом). У таких детей имеются нарушения органогенеза сердца, кишечника. Для синдрома Клайнфельтера (когда в геноме зародыша имеются три половые хромосомы – XXY) характерны нарушения развития половых желез.

Бластулопатии – уродства, возникающие в результате нарушения процесса дробления зародыша. Это выражается в развитии двух или нескольких аномальных близнецов из одной зиготы. Близнецы рождаются сросшимися, сращения бывают в области груди – торакопаги, головы – краниопаги, таза – ишиопаги.

Эмбриопатии (врожденные пороки развития) - нарушения развития органов и систем плода, такие как дисплазии и стигмы дисэмбриогенеза – малые аномалии развития (например, искривление мизинца, короткие ногтевые фаланги, обезьянья борозда ладони и др.).

Существуют различные классификации врождённых пороков человека. Согласно одной из них, различают:

1. Аномалии развития двоен, троен ( например сиамские близнецы).

2. Аномалии развития нервной трубки и осевого скелета (анэнцефалия, цефалоцеле).

3. Аномалии головного конца тела (заячья губа, волчья пасть, нёбные и другие расщелины).

4. Аномалии заднего конца тела – отсутствие одной или обеих нижних конечностей, сращение конечностей (сиреномиелия).

5. Крупные дефекты вентральной стенки тела (экстрофия мочевого пузыря).

6. Аномалии, ограниченные отдельными органами или их частями

Среди них различают: аплазии – отсутствие части тела, органа или участка органа; гипоплазии – недоразвитие органа; гиперплазия, гипертрофия – избыточные размеры органа; гетеротопия, эктопия – развития органа в топографически не свойственных норме местах.

7. Генерализованные аномалии развития скелета.

8. Патологические отклонения в развитии рудиментов и предковых признаков, топографические смещения развивающихся органов, эмбриональные опухоли, тератомы. Примером может служить псевдогермафродитизм, когда у лиц генетически мужского пола внутренние и наружные половые органы феминизированы. Гипоспадия – продольная щель вдоль всей нижней поверхности полового члена – относится к слабой степени мужского гермафродитизма. Гамартомы – опухолевидные аномалии развития – представляют собой ненормальную смесь местных тканей с тканями, не характерными для данной области тела (гемангиома – сплетение кровеносных сосудов). Тератомы – от обычных опухолей отличаются тем, что построены из различных тканей и органов, например нервной ткани, желез, волос, зубов и др.

Рассматривая пороки развития плаценты, следует отметить, что внезародышевые органы более устойчивы к действию неблагоприятных факторов среды, чем сам зародыш. Наиболее известным патологическим состоянием плаценты является пузырный занос, при котором ворсинки хориона сильно разрастаются в тканях слизистой оболочки матки, приобретая злокачественные свойства. К аномалиям развития плаценты относятся также формирование ее в нижних отделах матки, изменения размеров и массы плаценты. Эти аномалии могут приводить к преждевременной отслойке плаценты, возникновению маточных кровотечений, осложнениям при родах.

Прогенез

Период развития половых клеток, предшествующий началу собственно индивидуального развития организма, называется гаметогенезом. Этот процесс осуществляется в ходе этапа развития, известного под названием прогенез.

Гаметогенез — это процесс образования и созревания половых клеток в половых железах; мужских половых клеток — сперматозоидов (сперматогенез) и женских гамет — яйцеклеток (овогенез).

Мейоз — деление половых клеток, результатом которого является образование гамет с гаплоидным набором хромосом.Кроме того, во время мейоза создаются новые комбинации генетического материала родителей, которые достигаются в результате:

· случайного распределения материнских и отцовских хромосом по дочерним клеткам;

· обмена участками гомологичных хромосом при кроссинговере.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ

Сперматогенез – процесс образования мужских половых клеток, протекает в половозрелом организме и продолжается в течение всей жизни.

Этот процесс происходит в семеннике в извитых канальцах.

Схема№1 Строение участка извитого семенного канальца (поперечный срез)

1 – базальная мембрана и слой миоидных клеток

2 – темные сперматогонии типа А,

3 – сперматоциты в стадии пахитены профазы 1 мейоза

4 – сперматиды на ранних стадиях формирования

5 – сперматиды в конце стадии формирования

6 –поддерживающие клетки (клетки Сертоли)

7 – светлые сперматогонии типа А,

8 – сперматогонии типа В,

9 – соединение «Сертоли-Сертоли»

А) Строение извитых семенных канальцев

На поперечных срезах яичка извитые семенные канальцы имеют округлую или овальную форму. Они окружены пограничной пластинкой (схема№1, 1) (собственной соединительнотканной оболочкой), состоящей из базальной мембраны, миоидного слоя (представлен миоидными клетками - миофибробластами) и волокнистого слоя (представлен фиброцитами и эластическими волокнами). Базальная мембрана выстлана однослойным эпителием целомического типа.

Эпителий представлен поддерживающими отростчатыми эпителиоцитами (сустентоциты, клетки Сертоли) (схеиа№2, 6). Сустентоциты имеют неправильную отростчатую форму и широким основанием прикреплены к базальной мембране. Апикальный конец клеток обращен в просвет канальца. Латеральные отростки сустентоцитов соединены между собой специализированными плотными контактами («Сертоли-Сертолиевы») (схема№1, 9) и разделяют семенной каналец на два отсека: базальный и адлюминальный (околопросветный), в которых располагаются половые клетки на разных стадиях сперматогенеза. В базальном отсеке локализованы сперматогонии и прелептотенные сперматоциты – клетки генетически идентичные остальным клеткам организма. Адлюминальный отсек содержит развивающиеся половые клетки: сперматоциты, сперматиды и спермии, которые в ходе процесса мейоза становятся генетически отличными от других клеток организма и могут восприниматься им как аутоантигены. Однако этого не происходит, так как новообразованные половые клетки изолированы от внутренней среды и иммунной системы организма гематотестикулярным барьером, в которым ведущая роль принадлежит плотным контактам отростков сустентоцитов.

Клетки миоидного слоя, миофибробласты, под воздействием серотонина и гистамина сокращаются, за счет чего образовавшиеся спермии продвигаются по канальцу.

Между извитыми семенными канальцами яичка располагается рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань, в которой проходят кровеносные и лимфатические капилляры, а также лежат интерстициальные эндокриноциты (гландулоциты, клетки Лейдига). Между протекающей по капиллярам кровью и клетками извитых канальцев постоянно осуществляется обмен веществ. Однако не все вещества поступают из крови в канальцы. Такое различие обусловлено наличием между просветами кровеносных капилляров и просветами семенных извитых канальцев гематотестикулярного барьера (ГТБ).

В состав ГТБ входят (от капилляра к извитому канальцу):

1. Эндотелий капилляра интерстиция.

2. Базальная мембрана эндотелия.

3. Интерстициальная соединительная ткань.

4. Волокнистый слой пограничной пластинки.

4. Миоидный слой пограничной пластинки.

5. Базальная мембрана канальца.

6. Соединения «Сертоли-Сертоли»

Значение ГТБ:

• Способствует поддержанию постоянства химического состава внутриканальцевой (адлюминальной) жидкости, необходимой для развития сперматоцитов, сперматид и спермиев.

• Обеспечивает антигенную защиту половых клеток:

─ от любых новых антигенов, поступающих в организм

─ к собственным лимфоцитам (так как ГТБ в эмбриогенезе формируется раньше иммунной системы).