Половые клетки человека и их характеристика

Различают три вида половых клеток, в том числе первичные половые клетки (гонобласты, зародышевые клетки), мужские половые клетки – сперматозоиды (спермии) и женские половые клетки – яйцеклетки.

Современное представление о первичных половых клетках

Представление о внегонадном образовании первичных половых клеток позвоночных животных и человека и их вторичном проникновении в закладки половых желез нашло достаточно подтверждений в многочисленных работах, выполненных на представителях всех классов позвоночных животных.

Первичные половые клетки (гонобласты) округлой формы, диаметр которых колеблется в пределах 12-20 мкм. В цитоплазме гонобластов содержится много свободных рибосом, в то время как аппарат Гольджи и канальцы гранулярного эндоплазматического ретикулума развиты плохо. В начале дифференцировки гонобласты содержат включения желтка и гликогена, являющиеся важным трофическим и энергетическим субстратом. Для этих клеток характерно наличие псевдоподий. Своеобразным маркером первичных половых клеток является тканенеспецифическая щелочная фосфатаза (Lacham-Kaplan O.,2004).

Частично с током крови, а в основном с помощью псевдоподий первичные половые клетки мигрируют из стенки желточного мешка к стенке задней кишки и движутся по ней к средней части зародыша, где покидают кишку и затем перемещаются через толщу дорзального мезентерия к первичной половой железе. При этом, у мигрирующих клеток изменяются адгезивные свойства (Tres L.L., Rosselot C., Kierszenbaum A.L.,2004), в связи с чем, подойдя к половым железам, гонобласты фиксируются к клеткам целомического эпителия, покрывающего первичную половую железу. В процессе миграции первичные половые клетки сохраняют митотическую активность, благодаря чему количество их постепенно возрастает. Пролиферация первичных половых клеток стимулируется факторами FGF-4, FGF-8, FGF-17, вырабатываемыми клетками, расположенными на пути их миграции (Kawase E.,Hashimoto K.,Pedersen R.A.,2004).

Процесс миграции первичных половых клеток осуществляется на основе хемотаксиса.

Установлено, что образовавшиеся эмбриональные клетки Сертоли начинают вырабатывать многочисленные факторы, под влиянием которых происходит дифференцировка половых тяжей в семенные извитые канальцы и преобразование первичной половой железы в семенник. При этом первичные половые клетки устанавливают связь с базальной мембраной и превращаются в просперматогонии (Ohbo K.,Yoshida S., Ohmura M., 2003).

Стволовые сперматогониальные клетки принято называть как As- клетки, А-стволовые клетки, А-изолированные клетки. Так, согласно современным представлениям, стволовые сперматогониальные клетки имеют крупные овальные ядра с диффузно расположенным хроматином и одним или двумя ядрышками (Tegelenbosch R., Rooij D.A.,1993.

Установлено, что стволовые сперматогониальные клетки могут делиться симметрично, давая начало двум дочерним идентичным стволовым клеткам, либо ассиметрично, образуя одну стволовую клетку и одну коммитированную клетку, вступающую на путь дифференцировки в зрелую половую клетку. Благодаря этому поддерживается целостность популяции стволовых клеток. Важно, что при этом образующиеся дочерние стволовые клетки не теряют контакта с базальной мембраной, не покидают пределов ниши и остаются в контакте с одной и той же клеткой Сертоли (Morrison S.J., Kimble J.,2006).

Характеристика мужских половых клеток-сперматозоидов.

Сперматозоиды- это мелкие клетки нитевидной формы размером 40-60 мкм. Эти клетки состоят из головки, шейки, тела и хвостика. Головка сперматозоида размером 5-7 мкм отличается плотной структурой и включает в себя ядро и акросому. Ядро крупной овальной формы, занимает большую часть головки и содержит конденсированный неактивный хроматин. Основным компонентом ядерного хроматина является ДНК, являющаяся химическим субстратом наследственного материала. Содержание ДНК в ядре сперматозоида является величиной постоянной. Однако установлено, что у бесплодных мужчин или лиц с субнормальной плодовитостью достоверно снижено содержание массы ДНК по сравнению со здоровыми мужчинами. Как известно, сперматозоиды являются гаплоидными клетками, т.е. в них содержится 23 хромосомы, среди которых 22 хромосомы являются соматическими (аутосомы), а одна хромосома- половой. Половая хромосома в сперматозоидах может быть двух типов: Х или У. Сперматозоиды, содержащие Х- половую хромосому называются Х-хромосомами, а сперматозоиды, содержащие У-хромосому, называются У-сперматозоидами. Х-хромосома дает начало женскому организму, а У-хромосома- мужскому организму. Между ядром и плазмолеммой в виде шапочки, охватывающей 2/3 поверхности ядра, располагается акросома, представляющая собой структуру, трансформированную из лизосомы. Спереди наружная мембрана акросомы соприкасается с клеточной мембраной сперматозоида, а сзади внутренняя мембрана акросомы соприкасается с ядерной мембраной. В ней содержатся многочисленные гидролитические ферменты, в том числе трипсин и гиалуронидаза, протеазы, гликозидазы, липазы, нейроминидазы, фосфатазы, имеющих большое значение в процессе оплодотворения.

Эти ферменты активируются в процессе акросомной реакции. Плазмолемма головки сперматозоида с поверхности покрыта слоем гликокаликса. Шейка сперматозоида представляет собой короткую и суженную часть половой клетки, которая содержит проксимальную и дистальную центриоли. Шейка обеспечивает повороты головки сперматозоида влево и вправо, но не вращение ее. Дистальная центриоль является источником осевой нити хвостика.

За шейкой сперматозоида располагается тело клетки, которое ограничено двумя дистальными центриолями. Между двумя дистальными центриолями вокруг осевой нити лежат 28 митохондрий, составляющих энергетический субстрат сперматозоида. Длина тела сперматозоида составляет 5-7 мкм.

Хвостик сперматозоида человека достигает длины 25-35мкм. Его основу составляет осевая нить (аксонема), которая тянется от дистальной центриоли И представляет собой видоизмененную ресничку. Аксонема состоит из 10 пар микротрубочек: одной центральной пары и 9 пар периферических микротрубочек. За каждой периферической парой лежит по одной дополнительной периферической микротрубочке. В составе центральных и периферических микротрубочек находятся сократительные белки, в том числе спермазин и спактин, подобные соответственно миозину и актину.

Считается, что центральные микротрубочки обеспечивают направление движения сперматозоида, а сам процесс движения обеспечивается периферическими фибриллами.

Благодаря такому строению, сперматозоиды могут передвигаться со скоростью 2-5мм в минуту.

Характеристика женских половых клеток- яйцеклеток.

Яйцеклетки являются уникальными клетками, так как при активации они могут дать начало целому новому организму. Впервые яйцеклетки у млекопитающих и человека были открыты выдающимся отечественным эмбриологом Карлом Бэром в 1827 году.

Для женских половых клеток характерно наличие специализированных секреторных пузырьков – кортикальных гранул, расположенных преимущественно по периферии цитоплазмы.

Кроме того, для женских половых клеток характерно наличие нескольких оболочек: фолликулярной, блестящей и лучистого венца. Фолликулярная оболочка состоит из фолликулярных клеток, расположенных

В несколько слоев. Внутренний слой фолликулярных клеток построен из отростчатых клеток и формирует среднюю оболочку- лучистый венец (corona radiata). Фолликулярная оболочка и лучистый венец обеспечивают питание яйцеклетки. Благодаря жизнедеятельности фолликулярных клеток яйцеклетка с поверхности покрывается толстой, прозрачной оболочкой- блестящей (zona pellucida). Через отверстия в блестящей оболочке отростки клеток лучистого венца проникают в цитоплазму. По этим отросткам в развивающуюся половую клетку могут проникать низкомолекулярные вещества, готовые белковые молекулы и другие питательные вещества. Блестящая оболочка препятствует распаду зародыша на стадии бластоцисты.

Возможно также, что блестящая оболочка выполняет роль видоспецифического барьера, препятствующего проникновению в яйцеклетку сперматозоидов другого вида.

Интересно, что за всю половозрелую жизнь женщины образуется не более 400 – 500 яйцеклеток. При этом пул овоцитов в процессе жизни женщины не восполняется и является индивидуальной величиной. Так у новорожденной девочки в яичниках содержится более 1 млн первичных фолликулов, а к менархе число примордиальных фолликулов сокращается в результате апоптоза и составляет приблизительно 250-300 тыс. фолликулов. Процесс «истощения» фолликулярного аппарата усиливается к концу репродуктивного периода и уже после 37 лет в яичниках остается приблизительно 25 тысяч фолликулов.

Контрольные вопросы:

1.первичные половые клетки: понятие, источник развития, строение, значение

2.мужские половые клетки: строение, , значение

3.сперматогенез: понятие, продолжительность, характеристика периодов, регуляция

4.женские половые клетки: понятие, продолжительность, характеристика

5.овогенез: понятие, продолжительность, характеристика периодов, регуляция.

Лекция: Оплодотворение. Дробление. Имплантация.

Подойдя к яйцеклетке многочисленные сперматозоиды окружают ее со всех сторон. Начинается первый период эмбрионального развития человека – период оплодотворения.

Период оплодотворения заключается в слиянии мужской и женской половых клеток, в результате чего возникает одноклеточный зародыш – зигота с диплоидным набором хромосом. Оплодотворение включает в себя два этапа: осеменение и собственно оплодотворение. Осеменение представляет процесс, обеспечивающий контакт мужских половых клеток и яйцеклетки и последующее проникновение одного сперматозоида в яйцеклетку. Непременным условием полноценного осеменения является присутствие достаточно большого количества сперматозоидов. В клинике внутренних болезней часто встречаются состояния мужского бесплодия. Так, по данным многих ученых, около 50% мужчин являются виновниками бесплодности брака. Очень часто это состояние обусловлено нарушением числа сперматозоидов как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. Так, общепризнанно, что для полноценного оплодотворения женской половой клетки необходимо участие большого количества сперматозоидов. Предельно допустимой величиной количества мужских половых клеток в одной порции эякулята является 150 млн. полноценных сперматозоидов. Однако установлено, что нарушение процесса оплодотворения важно не только при олигоспермии (незначительном содержании сперматозоидов), но и при полиспермии (увеличении числа мужских половых клеток), которая встречается значительно реже, чем олигоспермия. Так, в литературе описан случай, когда только в 1 миллилитре спермы мужчины содержалось почти 2 миллиарда сперматозоидов. Такое огромное количество сперматозоидов приводит к подавлению их подвижности, что связано, прежде всего, с быстрой утилизацией энергетических источников семенной жидкости. При полиспермии наблюдаются случаи проникновения нескольких сперматозоидов в яйцеклетку.

В процессе осеменения сперматозоиды проходят стадии капацитации и акросомальной реакции. Капацитация сперматозоидов продолжается в течение 2-6 часов и заключается, прежде всего, в активации половых клеток. Считают, что процесс капацитации предполагает различные, в том числе морфологические (изменение структуры плазмолеммы, что обусловливает увеличение ее проницаемости), функциональные (увеличение двигательной активности и, возможно, сокращение срока жизни) и биологические (усиление метаболической активности) изменения. Капацитация является обязательным предварительным этапом оплодотворения. Предполагают, что капацитация индуцируется секретом железистых клеток маточных труб, либо клеток лучистого венца. Вслед за капацитацией начинается акросомальная реакция, в результате которой сначала происходит слияние наружной акросомальной и плазматической мембран мужских половых клеток. В местах слияния образуются многочисленные небольшие отверстия, через которые начинают выходить в окружающую среду акросомальные литические ферменты, в том числе гиалуронидаза, трипсин и акрозин. Под влиянием гиалуронидазы происходит деполимеризация гликозаминогликанов, расположенных между фолликулярными клетками, что, в конечном итоге, способствует разрушению фолликулярной оболочки, окружающей яйцеклетку. Акросомальная реакция индуцируется рядом факторов, в том числе фертилизином.

Благодаря акросомальной реакции, разрушаются фолликулярная и лучистая оболочки и сперматозоиды вплотную подходят к блестящей оболочке. Начинается вторая стадия оплодотворения – собственно оплодотворение. При этом сперматозоиды начинают совершать синхронные движения хвостиками, в результате чего яйцеклетка начинает вращаться вокруг своей оси. Вращение яйцеклетки продолжается в течение 24 часов. В области контакта доминантного (оплодотворяющего) сперматозоида с поверхностью яйцеклетки цитоплазма последней выпячивается, образуя воспринимающий бугорок. Доминантный сперматозоид проходит через блестящую оболочку яйцеклетки с помощью акросомального трипсиноподобного фермента – акрозина, отбрасывая при этом хвостовую часть. Таким образом, при оплодотворении имеет место как ядерный, так и цитоплазматический вклад в развитие зародыша с отцовской стороны. Через оболочки яйцеклетки проходят только сперматозоиды, прошедшие стадии капацитации и акросомальной реакции. Оставшиеся за бортом яйцеклетки многочисленные сперматозоиды под влиянием фертилизина подвергаются агглютинации и гибели.

После проникновения мужской половой клетки в яйцеклетку, находящуюся на стадии овоцита 2 порядка, наступает второе деление, в результате чего образуется зрелая яйцеклетка и одно редукционное тельце, которое некоторое время располагается в пространстве между блестящей оболочкой и поверхностью женской половой клетки. Оплодотворяющий сперматозоид совершает поворот на 180 и начинает двигаться на встречу ядру яйцеклетки. В это время ядра половых клеток набухают, в них постепенно вырабатываются структуры, сходные с таковыми интерфазного ядра, в них начинаются процессы репликации ДНК. На этой стадии ядра половых клеток называются пронуклеусами. Затем пронуклеусы сближаются, их ядерные оболочки исчезают и происходит смешение материнских и отцовских хромосом, в результате чего образуется качественно новый одноклеточный организм с диплоидным набором хромосом – зигота, после чего наступает обычная профаза и метафаза митоза. Иногда образование хромосом происходит в каждом пронуклеусе отдельно, а затем они сливаются в метафазную звезду. Слияние ядер половых клеток служит сигналом к репликации ДНК в клетке и передаче информации о новообразованной диплоидной хромосоме на информационную РНК. Установлено, что в зиготе существенно возрастает активность протеолитических ферментов, происходит резкое увеличение потребления кислорода и усиление теплопродукции, увеличивается потребление фосфора, гликогена и синтез белка.

Через 1-3 минуты после проникновения сперматозоида в яйцеклетку на ее поверхности образуется оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению других сперматозоидов. При этом первоначально происходит набухание кортикальных гранул, которые быстро перемещаются к внутренней поверхности плазматической мембраны, сливаются с ней и выбрасывают своесодержимое (электронноплотное вещество) на поверхность клетки, что приводит к существенному уплотнению блестящей оболочки, которая становится непроницаемой для других сперматозоидов.

До образования оболочки оплодотворения основным барьером, препятствующим проникновению сперматозоидов, являются изменения мембранного потенциала цитоплазмы женской половой клетки, возникающие в результате небольшого притока ионов натрия в яйцеклетку в течение 2-3 секунд в силу увеличения проницаемости клеточной оболочки. Для человека характерна моноспермия. Однако при оплодотворении стареющей яйцеклетки в нее могут проникать избыточные сперматозоиды, но и в этом случае в непосредственном оплодотворении участвует ядро только одного сперматозоида.

Иногда яйцеклетка при овуляции не выбрасывается из фолликулярной полости, а остается в ней. В этих случаях оплодотворение может произойти непосредственно в полости Граафова пузырька, результатом чего является яичниковая беременность. В ряде случаев оплодотворению подвергается яйцеклетка, задержавшаяся в брюшной полости (брюшная беременность). Наконец, нередко встречаются случаи, когда оплодотворенная яйцеклетка остается в маточной трубе в силу нарушения ее проводимости (трубная беременность).

Время между овуляцией и фертилизацией у женщин находится в пределах 12-24 часов. Пол будущего ребенка определяется комбинацией половых хромосом в зиготе. Если яйцеклетка оплодотворена сперматозоидом с половой хромосомой Х, то в образующемся диплоидном наборе хромосом содержится две Х половые хромосомы, что характерно для женского организма. При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом с половой хромосомой У в зиготе образуется комбинация половых хромосом ХУ, что характерно для мужского организма.

В настоящее время разрабатываются и начинают широко применяться методы искусственного оплодотворения как инкорпоральное, так и экстракорпоральное.

Период дробления следует за оплодотворением. Образовавшийся в результате оплодотворения одноклеточный зародыш в течение суток находится в маточной трубе во взвешенном состоянии. После чего начинается период дробления. Дробление зародыша человека, как и у всех плацентарных млекопитающих, носит характер полного и ассинхронного и характеризуется резкой неправильностью чередования борозд дробления. Первоначально дробление происходит в меридиональной плоскости, в результате чего образуется два бластомера: один более крупный и темный, а другой – более мелкий и светлый. Затем образуется экваториальная борозда, в результате чего светлый бластомер делится, что приводит к образованию 3-х клеточного зародыша. После чего происходит чередование широтных (экваториальных) и меридиональных борозд, что обусловливает образование многоклеточного зародыша. Неодновременное по времени деление обусловливает образование нечетного числа бластомеров. Несмотря на увеличение числа клеток, зародыш практически не увеличивается в размерах, так как образующиеся клетки не расходятся, а плотно прилежат друг к другу. Первоначально дробление протекает очень медленно, в среднем по одному делению в сутки, в силу чего к концу 3-х суток зародыш состоит из 8-9 бластомеров. В последующие дни дробление протекает с большей скоростью и, в конечном итоге, приводит к образованию многоклеточного организма, состоящего из 107 бластомеров. В отличие от деления, дробление протекает с рядом особенностей. Так, при дроблении интерфаза резко укорочена и представляет собой период, в котором протекает репликация ДНК, а также транскрипция (синтез) только РНК. В результате такого деления образуются клетки, которые не растут, а с каждым очередным делением размеры их уменьшаются вдвое, чем материнские.

Таким образом, биологическая сущность дробления заключается в том, что с помощью этого процесса происходит переход к многоклеточной форме организации зародыша. Вместе с тем происходит увеличение общего содержания и синтеза ДНК, некоторых РНК, общей суммарной поверхности клеток зародыша и ядерно-цитоплазменного отношения.

По мере деления светлые бластомеры начинают обрастать медленно делящиеся крупные темные бластомеры, в результате образуется зародыш округлой формы, который с поверхности окружен мелкими светлыми клетками, в совокупности образующими первый внезародышевый орган – трофобласт. Темные крупные клетки, лежащие в центре зародышевого пузырька, в совокупности образуют эмбриобласт, за счет которого развиваются все остальные внезародышевые органы и тело зародыша.

На этой стадии зародыш человека ничем не отличается от зародышей других млекопитающих. В процессе дробления в зародышевом пузырьке постепенно формируется полость, заполняющаяся жидкостью, под влиянием которой эмбриобласт оттесняется к одному из участков внутренней поверхности трофобласта. Зародыш на этой стадии называется бластоцистой или бластодермическим пузырьком. Дробление продолжается 5-6 дней. В процессе дробления зародыш постепенно продвигается в сторону полости матки, вследствие тока жидкости, перистальтического сокращения мускулатуры, мерцания ресничек эпителия маточной трубы. Питание зародыша в период дробления происходит за счет секрета железистых эпителиальных клеток маточной трубы. На 6-ой день бластодермический пузырек проходит через расслабленный истмикальный сфинктер и попадает в полость матки, где в течение одних суток находится во взвешенном (свободном) состоянии в маточной жидкости. Затем зародыш своей клейкой поверхностью прикрепляется к одному из участков (чаше в области дна) слизистой оболочки матки.

Рядом исследователей установлено, что активное деление зиготы индуцируется, прежде всего, специфическими физико-химическими условиями трубной среды: оптимальное осмотическое давление, определенная концентрация кислорода, аминокислот, витаминов, высокие концентрации ионов калия и обязательное присутствие человеческой сыворотки, которая строго необходима для преодоления стадии 8 бластомеров. После прикрепления к слизистой оболочке матки зародыш начинает погружаться в нее, то есть имплантироваться.

Имплантация представляет собой процесс погружения зародыш на стадии бластодермического пузырька в толщу слизистой оболочки матки. Имплантация предполагает комплексное взаимодействие бластодермического пузырька и слизистой оболочки матки. С физиологической точки зрения имплантация осуществляется в период секреторной фазы полового цикла, которая обеспечивает наиболее благоприятные условия.

Слизистая оболочка в это время утолщается, становится отечной, Маточные железы разрастаются, приобретают извилистый характер, их просвет расширяется и заполняется слизистым секретом. Увеличивается содержание видоизмененных соединительнотканных клеток, содержащих большое количество гликогена, гликопротеинов, гликозаминогликанов, микроэлементов, необходимых для питания зародыша. Сосуды эндометрия разрастаются и гипертрофируются, увеличивается число нервных элементов.

К началу имплантации на поверхности зародыша появляется дополнительный слой, образующий многочисленные выросты – первичные ворсинки, что существенно увеличивает общую поверхность зародыша, а, следовательно, поверхность соприкосновения его со слизистой оболочкой матки. Этот слой получил название хориального симпласта (синцитиотрофобласта). Хориальный симпласт вырабатывает многочисленные гистолитические, протеолитические и гликолитические ферменты, обеспечивающие разрушение эпителия, соединительной ткани и стенки сосудов, что, с одной стороны способствует имплантации зародыша, а с другой – постепенному установлению вместо гистотрофного типа питания гемотрофного. С этого времени трофобласт получает название клеточного трофобласта или цитотрофобласта. Имплантация зародыша проходит на 6-7 сутки и продолжается около 40 часов. Образовавшийся хориальный симпласт вырабатывает активаторы и ингибиторы Т- и В-лимфоцитов. При физиологической беременности преобладают ингибиторы, а при токсикозах, напротив, активаторы, что обусловливает в ряде случаев прерывание беременности.

Слизистая оболочка матки вокруг имплантировавшегося зародыша преобразуется и получает название «децидуальная оболочка», в составе которой выделяют базальную (decidua basalis), капсулярную (decidua capsularis) и париетальную (decidua parietalis) части.

Децидуальная оболочка обеспечивает защиту зародыша от механических и химических воздействий. В будущем за счет децидуальной оболочки будет развиваться материнская часть плаценты. При многоплодии эта оболочка выполняет разграничительную функцию, препятствуя сращению плодов. В децидуальной оболочке вырабатывается тромбопластин, обеспечивающий расплавление тромбов и способствующих снижению свертывания крови, излившейся в полость матки между ворсинками трофобласта. Децидуальная оболочка выполняет трофическую и выделительную функции. Кроме того, она ограничивает инвазию трофобласта в глубинные слои матки. Наконец, она выполняет эндокринную функцию, вырабатывая прогестерон и зонализин, растворяющий блестящую оболочку.

Ранняя и поздняя гаструляция. Образование осевых органов.

Дифференцировка мезодермы. Образование туловищной складки.

После завершения дробления начинается третий период эмбрионального развития человека – гаструляция.

Гаструляция у человека протекает в два этапа: ранняя (с 7 по 14 день) и поздняя (с 15 по 18 день) гаструляция. Ранняя гаструляция протекает первоначально по типу деламинации, в результате чего эмбриобласт расщепляется на два узелка: эктобласт и эндобласт. Впоследствии в результате накопления жидкости в этих узелках формируются полости, что приводит к формированию амниотического и желточного пузырька. Прилегающие друг к другу стенки этих пузырьков образуют зародышевый щиток, представляющий собой материал, из которого в дальнейшем формируется тело зародыша. При этом, утолщение дна амниотического пузырька представляет собой эктодерму зародыша, а клеточный материал крыши желточного пузырька образует внутренний зародышевый листок – энтодерму.

9-го дня эмбриогенеза из зародышевого щитка в полость зародышевого пузырька начинают выселяться отросчатые клетки, которые составляют внезародышевую мезенхиму. Постепенно клетки внезародышевой мезенхимы обрастают амниотический и желточный пузырьки, а также цитотрофобласт, в результате чего оба пузырька приобретают двуслойное строение и превращаются в истинные внезародышевые органы: амнион и желточный мешок. В то же время стенка зародышевого пузырька также приобретает трехслойное строение и включает в себя хориальный симпласт, цитотрофобласт и внезародышевую мезенхиму. Такая наружная трехслойная оболочка зародышевого пузырька называется хорионом и представляет собой ворсинчатую оболочку зародыша. Между этими ворсинками находятся продукты тканевого распада и излившаяся из разрушенных сосудов кровь, откуда к зародышу поступают питательные вещества. В будущем за счет ветвистого хориона будет формироваться плодная часть плаценты. В одном из участков тяжи внезародышевой мезенхимы располагаются очень плотно и образуют амниотическую ножку, за счет которой будет формироваться пупочный канатик. К 14-ому дню заканчивается выселение клеток внезародышевой мезенхимы.

Таким образом, к 14-ому дню эмбрионального развития зародыш человека имеет мощный комплекс внезародышевых органов: хорион, амнион, желточный мешок, амниотическую ножку и внезародышевую мезенхиму. Сам зародыш к этому времени имеет двуслойное строение, то есть состоит из эктодермы и энтодермы. Благодаря многочисленным внезародышевым органам, создаются благоприятные и необходимые условия для последующего развития зародыша. Хорион обеспечивает питание зародыша, внезародышевая мезенхима и жидкость полости зародышевого пузырька участвуют в процессах обмена и создают жидкую среду и механическую защиту. К 14-ому дню зародыш человека имеет длину всего 2-2,5мм

После образования мощного комплекса внезародышевых органов в период ранней гаструляции начинается бурное развитие зародыша в периоде поздней гаструляции. Поздняя гаструляция протекает в период с 15 до 18 дня внутриутробного развития. Поздняя гаструляция связана с формированием осевых органов. Она становится возможной только после возникновения внезародышевых органов и протекает также как у птиц и плацентарных млекопитающих. Прежде всего, в эктодерме зародышевого щитка начинается активное перемещение (гаструляция по типу миграции) клеточных элементов по направлению от переднего конца к его заднему концу. Клеточные потоки особенно интенсивно перемещаются по краям зародышевого щитка. Встретившись, оба клеточных потока поворачивают по средней линии щитка кпереди, в результате формируется первичная полоска, представляющая собой утолщение зародышевого щитка, на конце которого возникает плотный узелок – гензеновский узелок. В области гензеновского узелка эктодерма и энтодерма соединены между собой. Затем в результате слабо выраженной инвагинации в центре первичной полоски возникает желобок – первичная бороздка, а в центре гензеновского узелка – первичная (центральная) ямка, благодаря которой возникает сообщение между полостями амниотического и желточного пузырьков, имеющее вид короткого и узкого канала, соответствующего нервно-кишечному каналу. Таким образом, первичный узелок представляет собой дорзальную губу бластопора, а обе половинки первичной полоски – боковые губы первичного рта (бластопора) зародыша. Таким образом, первичный рот имеет щелевидную форму и представлен первичной ямкой и первичной бороздкой.

Расположение клеточного материала будущих осевых зачатков (презумптивного материала) у человека примерно такое же, как в бластодиске птиц и плацентарных млекопитающих. Так, кпереди от гензеновского узелка располагается материал будущей хорды, а еще далее спереди ее окружает материал будущей нервной системы (нервной трубки). Первичная полоска представляет собой закладку будущей мезодермы.

После образования бластопора начинается миграция клеточных элементов под эктодерму, в результате чего клеточный материал эктодермы, расположенный кпереди от первичного узелка, перемещается через дорзальную губу в пространство между эктодермой и энтодермой и располагается там в виде узкого тяжа впереди от гензеновского узелка, образуя хордальный отросток. Одновременно с этим, клеточный материл первичной полоски также начинает погружаться (мигрировать) в пространство между эктодермой и энтодермой и смещается вперед и в стороны по бокам хордального отростка – это закладка мезодермы. В результате этого зародыш человека приобретает трехслойное строение и почти не отличается от зародыша птицы на соответствующей стадии. Кроме того, произошло формирование характерного для хордовых комплекса осевых зачатков.

1. 20 дня внутриутробного развития начинается новый этап формирования зародыша, который, прежде всего, заключается в обособлении тела зародыша от внезародышевых органов. Обособление тела зародыша начинается с формирования перехвата (туловищной складки), в образовании которого участвуют все зародышевые листки.

В результате смыкания зародышевых листков под телом зародыша происходит ущемление части зародышевой энтодермы, что обусловливает формирование кишечной трубки, представляющей собой зачаток кишки.

Образование туловищной складки сопровождается приподниманием формирующегося тела зародыша над дном амниотической полости. В результате этого тело зародыша из распластанного в виде зародышевого щитка становится объемным. При этом образуется слепой вырост заднего отдела кишки в амниотическую ножку, что приводит к формированию еще одного внезародышевого органа – аллантоиса, который у человека существенной роли не играет и остается недоразвитым. Основная роль аллантоиса у человека сводится к проведению кровеносных сосудов. Врастающие из тела зародыша сосуды подрастают по амниотической ножке в хориону и разветвляются в нем. При этом амниотическая ножка превращается в пупочный канатик. С этого момента создаются благоприятные условия для интенсивного и весьма эффективного обмена веществ между зародышем и организмом матери.

Одновременно с обособлением тела зародыша начинается образование нервной трубки. При этом края нервной пластинки утолщаются и несколько приподнимаются над эктодермой, образуя нервные валики, которые ограничивают нервный желобок. Постепенно края нервного желобка сближаются и смыкаются, образуя нервную трубку. Причем процесс замыкания нервного желобка начинается на головном конце тела зародыша и постепенно распространяется в каудальном направлении. Материал нервных валиков в состав нервной трубки не входит. Из этого материала формируется ганглиозная пластинка, располагающаяся между наружным зародышевым щитком и нервной трубкой. За счет ганглиозной пластинки в последующем формируются нервные узлы соматической и вегетативной нервной системы, а также мозговое вещество надпочечника. Расширенный пердний конец нервной трубки называется первичным мозговым пузырем, из которого формируются в конечном итоге 5 мозговых пузырей. За счет переднего мозгового пузыря формируется конечный мозг с правым и левым полущариями. За счет второго мозгового пузыря возникает промежуточный мозг. За счет третьего – средний мозг. Наконец, за счет четвертого и пятого формируются соответственно мозжечок и варолиев мост и продолговатый мозг.

Образовавшаяся нервная трубка первоначально состоит из одного слоя клеток. Однако, вскоре, благодаря делению клеток, формируются три слоя: эпендимный слой, плащевой слой и краевая вуаль. Клетки эпендимного слоя интенсивно делятся и выселяются в следующий мантийный слой, клетки которого дифференцируются в двух направлениях: нейробласты и спонгиобласты. Из нейробластов формируются нервные клкетки, а за счет спонгиобластов – клетки макроглии. Зародыш на стадии образования нервной трубки называется нейрулой.

• результате прогибания и смыкания краев хордального отростка у зародыша формируются ткани спинной струны или хорды, имеющей вид плотного клеточного тяжа и выполняющей на самых ранних стадиях развития функцию эмбрионального позвоночника. На более поздних стадиях хорда рассасывается.

Нервная трубка и хорда располагаются друг под другом и образуют физиологическую ось зародыша, поэтому они называются осевыми органами.

Наряду с этим, с 20 дня эмбрионального развития начинается дифференцировка мезодермы, лежащей по бокам от хорды. При этом дорзальные участки мезодермы разделяются на плотные сегменты – сомиты

• более рыхлые периферические участки – спланхнотомы. Процесс сегментации мезодермы начинается на головном конце зародыша и постепенно распространяется в каудальном направлении. Сегментация мезодермы протекает со скоростью 2-3 пары сомитов в сутки и у 5-ти недельного зародыша насчитывается 42-44 пары сомитов. В составе каждого сомита условно выделяют три участка: дерматом, склеротом и миотом. В процессе дифференцировки мезодермы из дерматома образуется соединительная ткань кожи, а из склеротома – костная и хрящевая ткань. Миотомы сомитов являются источником образования скелетной мышечной ткани.

Небольшой участок мезодермы, связывающий сомит со спланхнотомом, называется сегментарной ножкой (нефротомом), за счет которой развивается эпителий почечных канальцев и семявыносящих путей.

Вентральные отделы мезодермы не сегментируются, а расщепляются на два листка- висцеральный и париетальный, за счет которых в будущем развиваются сердечная мышечная ткань, многочисленные сосуды, эпителий серозных оболочек, корковое вещество надпочечников.

Амнион. По мере обособления тела зародыша происходит постепенное расширение амниотической полости, в результате чего стенка амниона, покрытая с поверхности внезародышевой мезенхимой, приближается к хориону, внутренняя поверхность которого тоже выстлана слоем внезародышевой мезенхимы и сливается с ней. При этом, стенка амниона покрывает с поверхности пупочный канатик, который оказывается со всех сторон покрыт амниотической оболочкой и является единственной магистралью, связывающей тело зародыша с плацентой.

Таким образом, по мере развития амниона происходит постепенное сокращение хориальной полости вплоть до полного ее исчезновения на 3 месяце внутриутробного развития, а разрастающаяся полость амниона оттесняет внутреннее содержимое полости плодного пузыря в область амниотической ножки. Стенка амниона представлена тонкой прослойкой рыхлой неоформленной соединительной ткани, которая с поверхности покрыта однослойным кубическим или цилиндрическим эпителием. Этот эпителий является секреторным и участвует в образовании околоплодных вод, заполняющих полость амниона. В амниотической жидкости свободно располагается плод. Часть околоплодных вод образуется за счет пропотевания жидкости из кровеносных сосудов матери. При физиологической беременности образуется, как правило, 1-2 литра амниотической жидкости. Объем этой жидкости регулируется, прежде всего, секреторной и реабсорбционной способностью амниотического эпителия. Процессы секреции и реабсорбции сопутствуют друг другу, благодаря чему происходит постоянное обновление околоплодных вод и регулируется их состав. Нарушение равновесия между этими процессами может приводить как к маловодию, так и многоводию. Маловодие оказывает неблагоприятное влияние на развитие плода, так как при этом нарушается его двигательная активность, что обусловливает ограничение или невозможность адаптационных компенсаторно-приспособительных реакций, деформацию скелета, сжатие пуповины, что может привести к внутриутробной смерти плода. В околоплодных водах содержатся аминокислоты, сахар, жиры, электролиты (калий, натрий, кальций), мочевина, ферменты, а также гормоны, в том числе эстрогены и окситоцин. Кроме того, в амниотической жидкости выявлены биологически активные соединения – трефоны, которые индуцируют анаболические процессы плода. Кроме того, здесь содержатся антигены, соответствующие группе крови плода.

Химический, цитологический, энзимологический, цитогенетический состав околоплодных вод постоянно меняется при физиологической беременности и при нарушении развития плода. Поэтому, по изменению состава амниотической жидкости можно судить о состоянии плода, степени его зрелости, а в ряде случаев даже диагностировать ряд наследственных заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ. В целом околоплодные воды создают благоприятную среду для развития плода, так как позволяют ему проявлять двигательную активность, лежащую в основе компенсаторно-приспособительных реакций и формообразования. Кроме того, околоплодные воды выполняют функцию амортизатора, предохраняющего плод от возможных механических воздействий. Водная среда обитания предохраняет его от высыхания. Околоплодные воды являются посредником в обмене веществ между организмом матери и плода: на ранних стадиях они проникают к плоду через кожу, а на более поздних стадиях – через бронхи и желудочно-кишечный тракт, так как плод периодически делает глотательные движения и заглатывает часть околоплодных вод.

Желточный мешок по мере увеличения и разрастания амниона постепенно атрофируется. Желточный мешок активно функционирует только в период с конца 2-ой недели до 5-ой недели включительно. У человека он не достигает большой степени развития. У человека желточный мешок желтка не содержит, а заполнен жидкостью, содержащей белки и соли. Жеточный мешок выполняет в незначительной степени трофическую функцию. Кроме того, он является кроветворным органом: здесь образуются стволовые клетки крови и многочисленные кровеносные сосуды. Наконец, в желточном мешке происходит образование стволовых половых клеток, которые затем мигрируют в половые валики.

Пупочный канатик представляет собой длинный тяж, соединяющий плод с плацентой. Длина пуповины может колебаться от 10 до 30 см. Пупочный канатик с поверхности покрыт амниотической оболочкой. Он содержит в своем составе две артерии и одну вену. Пупочный канатик построен из студенистой (слизистой) ткани, которая состоит из воды, немногочисленных фибробластов, коллагеновых волокон, число которых увеличивается по мере развития плода. Кроме того, в составе студенистой ткани содержится очень большое количество гликозаминогликанов, в том числе гиалуроновой кислоты. Эта ткань получила название «вартонов студень». Она обеспечивает тургор и упругость пупочного канатика. Студенистая ткань предохраняет пупочные сосуды от сжатия, обеспечивая тем самым непрерывное снабжение эмбриона питательными веществами и кислородом.

Тератогенные факторы. Критические периоды эмбриогенеза.

Рассказывать о нарушениях внутриутробного развития очень трудно. Дело в том, что это очень деликатная тема. К сожалению, ежегодно во всем мире, в том числе в России, рождаются тысячи и тысячи физиологически незрелых детей, детей с различными пороками. При этом, увеличивается и мертворождаемость. И все это наблюдается на фоне существенного снижения рождаемости в развитых странах мира.

По оценке специалистов, ежегодно в нашей стране рождается более 100000 детей, отягощенных врожденными недугами. Помимо моральной проблемы рождение таких детей является важной социальной проблемой. Дело в том, что содержание физиологически незрелых детей и детей с пороками развития обходится государству более 1 миллиарда рублей ежегодно. Достаточно сказать, что один больной с синдромом Дауна обходится экономике государства более 100 тысяч рублей.

Многочисленными исследованиями установлено, что для нормального развития плода необходимо динамическое постоянство условий внутриутробного развития (специфический гомеостаз), которое регулируется нейроэндокринными и нейрогуморальными механизмами как материнского организма, так и плода и осуществляется в рамках функциональной системы мать- плацента- плод. Нарушения внутриутробного развития возникают, как правило, в процессе взаимодействия организма с неадекватными условиями внешней и внутренней среды, обусловливающими нарушения гомеостаза плода.

В ранние периоды антенатального развития у эмбриона в силу незрелости жизненно важных органов и систем почти полностью отсутствуют механизмы адаптации в ответ на действие патогенных агентов. Поэтому изменения условий внутриутробного развития в это время приводят к серьезным нарушениям развития зародыша, вплоть до его гибели. Позднее у плода происходит созревание важнейших органов и систем, т.е. возникают морфологические и функциональные предпосылки для формирования адекватных компенсаторных реакций, направленных на поддержание гомеостаза. К ним, прежде всего, относятся увеличение ритма сердечных сокращений и усиление скелетно-мышечных обобщенных двигательных реакций, следствием чего является увеличение количества крови, протекающей через капилляры плаценты в единицу времени, а, следовательно, повышается оксигенация крови плода и возрастает обмен веществ между двумя организмами.

Однако, диапазон приспособительных реакций у плода ограничен. В связи с этим, действие различных чрезвычайных по силе и продолжительности повреждающих факторов даже в конце беременности отрицательно сказывается на развитии потомства.

Наука о врожденных пороках развития – тератология, в настоящее время привлекает пристальное внимание исследователей различных специальностей и, прежде всего, эмбриологов. Это связано с тем, что благодаря достижениям эмбриологии, в том числе экспериментальной, и генетики, тератология стала познавать причины врожденных пороков. Важно, что врожденные пороки занимают одно из первых мест как в структуре детской заболеваемости, так и в перинатальной и ранней детской смертности. Благодаря достижениям тератологии, специалисты уже сегодня предлагают целый ряд действенных мер профилактики врожденных пороков. Так, в настоящее время во всех крупных медицинских центрах осуществляется медико-генетическое консультивирование и перинатальная диагностика, позволяющие определить прогноз потомства, рекомендации родителям и лечащему врачу.

В настоящее время под врожденными пороками понимаются стойкие морфологические изменения органа или организма, выходящих за пределы вариаций их строения.

Врожденные пороки очень многообразны. На сегодняшний день количество нозологических форм врожденных пороков исчисляется тысячами. В связи с этим нет единой общепризнанной классификации нарушений внутриутробного развития Их различают по этиологическому признаку, локализации, времени и объекту воздействия тератогенного фактора, последовательности возникновения.

По этиологическому принципу различают наследственные нарушения внутриутробного развития, обусловленные изменениями наследственных структур в половых клетках. Кроме этого различают экзогенные нарущения антенатального развития, возникающие в результате действия на плод различных тератогенных факторов. Наконец, принято выделять мультифакторные пороки, развивающиеся в результате совместного воздействия генетических и экзогенных факторов.

В клинической практике чаще всего пользуются классификацией аномалий развития по временному принципу. Согласно этой классификации, различают гаметопатии, бластопатии, эмбриопатии и фетопатии.

Гаметопатии – это нарушения внутриутробного развития, в основе которых лежат повреждения половых клеток, связанные либо с мутациями наследственных структур, изменением числа хромосом, либо с перезреванием мужских и женских половых клеток. Эти пороки развития являются очень серьезными и, как правило, не сочетаются с жизнеспособностью плода. Мутации представляют собой изменения в генетическом аппарате клеток. Поскольку при этом оказываются затронутыми наследственные механизмы, то эти нарушения передаются всем потомкам мутантной клетки, если, конечно, возникшая мутация не привела сразу к ее гибели. Принято считать, что мутации половых клеток являются одной из наиболее частых причин врожденных пороков развития (около 40%), а около 50% пороков развития имеют мультифакторную природу. Мутации могут проходить как в соматических, так и в половых клетках на всех уровнях наследственных структур: генах, хромосомах и геноме. В связи с этим различают генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные мутации представляют собой новые молекулярные состояния гена, которые возникают за счет замены оснований или перестановки нуклеотидов внутри гена. Наследственные врожденные пороки развития в подавляющем большинстве случаев являются следствием именно генных мутаций.

Хромосомные мутации объединяют все виды изменений структуры хромосом: транслокации, делеции, дупликации и инверсии. Транслокации представляют собой обмен сегментами между хромосомами: реципрокные (две хромосомы взаимно обмениваются своими сегментами), нереципрокные (сегменты одной хромосомы переносятся в другую хромосому) и робертсоновские (две акроцентрические хромосомы соединяются своими центромерными районами). Делеция представляет собой поломку хромосомы с утратой части ее короткого или длинного плеча. Дупликация – это удвоение участка хромосомы. Инверсия возникает в результате двух поломок в одной хромосоме с последующим поворотом участка между поломками на 180. Доля хромосомных мутаций в происхождении врожденных пороков развития составляет приблизительно 7% всех хромосомных болезней. При всем многообразии струтурных перестроек хромосом клинически все хромосомные болезни, связанные с этими перестройками, сводятся к последствиям либо частичных трисомий, либо частичных моносомий.

Геномные мутации представляют собой изменение количества хромосом. Чаще всего наблюдаются трисомии (увеличение количества хромосом на одну) или моносомии (отсутствие одной из хромосом). Наиболее часто встречающимся геномным нарушением является синдром Дауна (трисомия по 21-й паре аутосом), при котором кариотип содержит не 46 хромосом, а 47 хромосом, то есть имеется третья хромосома N21. У таких детей имеет место нарушение развития центральной нервной системы, что обусловливает резкое отставание умственного и физического развития. Другим примером трисомии является синдром Клайнфельтера, при котором кариотип содержит 47 хромосом, то есть имеется дополнительная третья половая хромосома (ХХY). Для таких детей характерен мужской пол, умственная отсталость и бесплодие. К сравнительно редким формам геномных мутаций относятся триплоидия и тетраплоидия – наличие одного или двух добавочных гаплоидных наборов хромосом. Геномные мутации обычно сопровождаются изменениями фенотипа и приводят к самопроизвольному аборту или хромосомной болезни. Они возникают в результате нерасхождения, отставания или элиминации хромосом в процессе деления клеток.

По последовательности возникновения аномалии развития подразделяют на первичные и вторичные. Первичные пороки возникают в результате непосредственного воздействия тератогенного фактора (генетического или экзогенного), а вторичные являются осложнением или следствием первичных и всегда с ними причинно связаны. Например, врожденная косолапость (вторичный порок) обусловлена возникновением спинномозговой грыжи, являющейся первичным пороком.

Даже из простого перечисления врожденных пороков развития органов и систем можно заключить, что не существует «привилигированных» частей организма, в которых никогда не возникали бы ошибки строения. Любой орган или любая система в своем развитии могут пойти по неправильному пути. При этом, различные аномалии по-разному сказываются на жизнеспособности развивающегося организма. Например, при анэнцефалии, то есть при отсутствии больших полушарий головного мозга, костей свода черепа и мягких тканей плод жизнеспособен только в течение внутриутробного периода, а переход к самостоятельному существованию после рождения практически не возможен. В то же время декстракардия или полидактилия практически не влияют на жизнеспособность плода и ребенка.

Все врожденные пороки формируются в результате задержки формирования органов, нарушение зачатков органов или даже полное подавление их развития. Например, при формировании головного мозга сначала происходит смыкание краев нервного желобка на головном конце зародыша, в результате чего здесь затем образуется зачаток головного мозга- мозговой пузырь. В ряде случаев не происходит полного замыкания краев нервной пластинки, поэтому этот участок дальше не развивается и полушария головного мозга из него образоваться уже не могут, что приводит к формированию анэнцефалии.

В других случаях закладка органа подавляется частично (не полностью), что приводит к недоразвитию или образованию иной ткани органа. Это сопровождается уменьшением или увеличением размеров и массы органа. Что обусловливает нарушение функций органа. Например, достаточно часто встречающееся недоразвитие мозжечка приводит к нарушениям координации движения и мышечного тонуса. Другим примером является макроцефалия, то есть увеличение массы и размеров головного мозга, что сопровождается слабоумием.

Врожденные пороки проявляются также увеличением и уменьшением отдельных частей органов или самих органов: уменьшение или увеличение числа пальцев, появление добавочных органов (надпочечников, матки, мочеточников).

Особую группу аномалий составляют сохраняющиеся эмбриональные (временные) особенности строения ряда органов. Например, в антенатальном периоде между правым и левым желудочками сердца имеется баталлов проток, благодаря которому кровь плода из правого желудочка поступает не в малый круг кровообращения (в легкие), а возвращается в большой, то есть у плода отсутствует легочное дыхание. При первом вдохе ребенка баталлов проток сжимается и постепенно зарастает. При этом, кровь направляется из малого круга кровообращения в легкие (а не через плаценту), где обогащается кислородом. При незаращении баталлова протока кровь из малого круга (богатая углекислым газом, но бедная кислородом) снова поступает к тканям и органам. Врожденные аномалии встречаются достаточно часто: их частота колеблется от 1% до 5%. При этом, важно помнить, что большая часть пороков у новорожденных клинически не проявляется: многие пороки, в том числе пороки органов чувств, нервной системы, желез внутренней секреции, половых органов обнаруживаются значительно позже. Поэтому фактическая частота врожденных пороков составляет более 10%. По мнению эмбриологов в основе ряда особенностей характера человека, нарушений умственных способностей, пониженной жизнеспособности организма, плохой адаптации к окружающим условиям, предрасположенности к ряду заболеваний очень часто лежат врожденные пороки развития.

Среди повреждающих факторов, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на внутриутробно развивающийся организм принято выделять экзогенные и эндогенные факторы.

К эндогенным факторам, обусловливающим нарушения внутриутробного развития, прежде всего, относятся мутации половых клеток. Альтерирующие факторы (космическое излучение, нейтроны и частицы высокой энергии, ультрафиолетовые лучи, гамма- лучи, рентгеновские лучи, разнообразные химические вещества – иприт, кофеин, формальдегид, колхицин, пестициды, пищевые консерванты) могут вызывать мутацию. В зависимости от уровня повреждения наследстственных структур различают генные, хромосомные и геномные мутации.

Кроме того, на развитие плода существенное влияние оказывает состояние здоровья матери, в том числе многочисленные экстрагенитальные заболевания.

Имеются многочисленные данные, указывающие на то, что на плод может оказывать неблагоприятное влияние патология сердечно-сосудистой, гепатобилиарной, эндокринной, выделительной систем материнского организма. Клиническими наблюдениями установлено, что вышеперечисленные заболевания матери могут приводить к рождению детей со сниженной резистентностью и жизнеспособностью, с пороками развития, нередко приводящими к их гибели. Такие дети, как правило, имеют измененный вес, у них выявляются признаки нарушения гормонального гомеостаза, сердечно-сосудистой системы, неврологические изменения.

Немаловажным является возраст родителей, особенно матери, например, выявлена корреляционная связь между возрастом женщины и частотой рождения детей с синдромом Дауна, а также трисомией. Установлено, что, если мать находится в возрасте 35-36 лет, риск трисомии у плода составляет 0,9%. В то же время, у женщин в возрасте 43-44 года риск данной патологии увеличивается до 7,8%. Эти нарушения внутриутробного развития обусловлены, прежде всего, увеличением с возрастом мутаций половых клеток. Однако хромосомная патология человека зависит не только от интенсивности мутационного процесса, но и от эффективности «отбора естественного». Дело в том, что у человека более 95% возникающих мутаций элиминируются внутриутробно, то есть рассасываются или удаляются путем самопроизвольного выкидыша. В связи с этим, многие эмбриологи считают, что увеличение частоты рождения у родителей более старшего возраста аномалий развития плода связано как с увеличением хромосомных аббераций, так и с ослаблением «отбора». Именно поэтому на ранних стадиях развития беременности самопроизвольный выкидыш рассматривается как выработанная в эволюции защитная реакция, направленная на предупреждение рождения неполноценных детей.

К экзогенным факторам относятся физические, химические и биологические.

К биологическим факторам относятся вирусы, хламидии, бактерии, грибы и простейшие. Так, например, вирус краснухи может приводить к мертворождаемости, врожденным порокам: катаракте глаз, порокам сердца, нарушениям развития центральной нервной системы.

К физическим факторам, нарушающим внутриутробное развитие, прежде всего, относятся температурные и механические воздействия, а также ионизирующее облучение. Так, взрыв атомной бомбы в Японии привел в подавляющем числе случаев (более 70%) к нарушениям внутриутробного развития: выкидыши, пороки развития скелета, мертворождаемость.

Наиболее многочисленными являются химические факторы, к которым относятся неполноценное питание, авитаминозы, различные лекарственные препараты, токсические соединения, алкоголь, наркотики, никотин и др.

В конце 60-х годов прошлого столетия весь мир облетело сенсационное трагическое сообщение ученых. Дело в том, что одна западногерманская фармацевтическая фирма в течение нескольких лет производила препарат талидомид, разрекламированный как седативное средство. Этот препарат широко использовался беременными женщинами для купирования на ранних стадиях беременности тошноты, рвоты, бессонницы. Последствия применения этого препарата оказались трагическими: рождались дети с уродствами конечностей или отсутствием.

Нарушения внутриутробного развития могут вызываться такими широко распространенными лекарственными препаратами, как антибиотики, сульфаниламиды, аспирин, наркотические препараты. Так, есть все основания считать, что «безобидный» аспирин может привести к порокам сердца, антибиотик стрептомицин может вызвать нарушения вестибулярного и кохлеарного аппаратов, а, следовательно, снижении слуха. Проникая через плацентарный барьер, эти лекарственные препараты оказывают влияние на процессы пролиферации и дифференцировки эмбриональных закладок различных органов, что и приводит, в конечном итоге, к нарушениям органогенеза, и, как следствие, аномалиям развития.

Одним из «актуальных» эмбриотоксических факторов на сегодняшний день является алкоголь, который беспрепятственно проходит через плацентарный барьер и оказывает непосредственное влияние на процессы морфогенеза. Большинство ученых считают, что нельзя рассчитать минимальный уровень алкоголя в крови матери, который был бы безвредным для плода. В клинике акушеры нередко сталкиваются с алкогольным синдромом плода, рождающегося у женщин-алкоголичек. У таких детей могут быть врожденные уродства костей, пороки развития сердца, малый объем головного мозга. Эти дети отстают в физическом и умственном развитии, имеют предрасположенность к различным заболеваниям. В последние годы показано, что алкоголь обусловливает нарушения образования стволовых половых клеток.

В настоящее время проблема, связанная с влиянием курения матери на организм плода, имеет не только медицинское, но и важное социальное значение, так как по ряду исследований около 50% женщин детородного возраста курят. Установлено, что никотин оказывает эмбриотоксическое воздействие на плод. У детей, матери которых курят, наблюдается подавление поведенческих реакций, снижается их жизнеспособность, в органах и тканях уменьшается диаметр кровеносных сосудов микроциркуляторного русла, что не может не сказаться на интенсивности метаболических процессов.

Есть убедительные данные, указывающие на уменьшение числа примордиальных фолликулов и усиленную дегенерацию овоцитов на стадии пахинемы в яичнике плодов у курящих самок. В то же время, и отдельные авторы указывают на курение как причинный фактор, способствующий появлению у детей таких аномалий развития, как расщепление верхнего неба и губы. Риск возникновения выкидышей у курящих женщин на 30-35% выше.

В последние годы эмбриологи обращают внимание на отрицательное влияние пассивного курения, то есть табачного дыма, под влиянием которого в крови плода также накапливается никотин и карбоксигемоглобин в концентрации, существенно превышающей таковую в крови женщины, что обусловливает развитие гипоксии плода. Особенностью зародышей всех живых существ является их исключительно высокая повреждаемость, особенно на ранних стадиях эмбриогенеза. Является постулатом положение о том, что для получения какого-либо тератогенного эффекта необходимо, чтобы повреждающий фактор подействовал на организм (орган) до завершения его образования.

Именно этим объясняется тот факт, что частота смертности и образования пороков развития под действием различных повреждающих агентов на внутриутробно развивающийся организм представляет собой падающую кривую.

Таким образом, на всех сроках антенатального развития эмбрион и плод являются чувствительными к действию неблагоприятных факторов. Однако в процессе внутриутробного развития можно выделить периоды повышенной чувствительности антентально развивающегося организма к действию повреждающих факторов. Эти периоды получили название критических периодов, представление о которых впервые сформулировал крупный советский эмбриолог Светлов П.Г.

Принято выделять несколько таких критических периодов: оплодотворение, период имплантации (6-7 сутки) и период плацентации и органогенеза (3-8 неделя), так как в это время происходит обособление эмбриональных зачатков тканей и органов (3 неделя), дифференцировка мезодермы (3-5 недели), развитие плаценты (6-8 недели), начальные стадии органогенеза (4-8 недели).

При этом, нарушение развития зародыша на доимплантационной стадии идет по принципу «все или ничего». Иначе говоря, на этой стадии действие неблагоприятных факторов, как правило, заканчивается гибелью зародыша. Однако, если зародыш выживет, то органоспецифические аномалии не развиваются, так как репарация или замешение повреждающих клеток обеспечивает дальнейшее нормальное развитие.

Исходя из этого, становится понятным, почему повреждающее влияние заболевания матери на плод далеко не всегда соответствует тяжести последних, почему в ряде случаев у тяжелобольной женщины рождается здоровый ребенок, а при сравнительно легком патологическом процессе у матери иногда рождается физиологически незрелый ребенок с пороками развития. Таким образом, возникновение и характер внутриутробного развития в большей степени зависит от срока беременности, чем от характера патогенного воздействия.