Цитогенетика эмбрионального развития - часть 5

Цитогенетика эмбрионального развития человека

36

1.2.2. имплантация и раннее

 постимплантационное развитие

Зародыши  человека  во  время  имплантации  и  в  течение  раннего 

постимплантационного периода по многим причинам малодоступны 

для прямого исследования. Отчасти это обусловлено тем, что в боль-

шинстве  случаев  женщина  еще  не  знает  о  своей  беременности.  От-

сутствуют безопасные для плода инвазивные методы прижизненного 

получения материала, а материал медицинских абортов крайне редко 

пригоден  для  морфологических  исследований.  Возможности  приме-

нения прямого ультразвукового сканирования, даже с использованием 

УЗ-аппаратов высокого разрешения, не позволяют исследовать тонкую 

морфологию развивающегося зародыша ввиду его небольших разме-

ров. Поэтому приведенные сведения основаны, главным образом, на 

результатах  изучения  уникальных  случаев,  данных  сравнительной 

эмбриологии  высших  приматов  и  прямых  визуальных  наблюдениях, 

выполненных с помощью УЗ-аппарата уже в раннем постимплантаци-

онном периоде.

Достигнув матки, зародыш выходит из блестящей оболочки. Про-

цесс «вылупления» (называемый также «хэтчингом») происходит как 

за  счет  активного  движения  (пульсации)  самого  зародыша,  так  и  за 

счет действия литических ферментов, выделяемых клетками трофэк-

тодермы (рис. 1.5, б). К моменту имплантации слизистая матки набух-

шая, находится в фазе секреции. Эпителий маточных желез выделяет 

гликоген, муцин, сиаловые кислоты, гистамин. Сильно развит дециду-

альный  слой  эндометрия,  особенно  в  месте  имплантации  зародыша. 

Клетки трофобласта вступают в непосредственный контакт с клетка-

ми  слизистой  оболочки  матки  и  с  помощью  литических  ферментов 

разрушают вначале эпителий, а затем и несколько подлежащих слоев  

децидуальных  клеток  (рис. 1.6).  Постепенно  зародыш  оказывается 

полностью погруженным в эндометрий стенки матки. Поэтому такой 

тип  имплантации  и  называется  интерстициальным.  Продолжитель-

ность  имплантации  у  человека  от  момента  прикрепления  плодного 

яйца к стенке матки до его полного погружения в эндометрий состав-

ляет около 40 часов.

Сам процесс имплантации требует строгой синхронизации про-

граммы развития зародыша и состояния стенки матки, регулируемой 

37

Глава 1. 

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

Рис. 1.6. Имплантирующаяся бластоциста человека 7,5 суток внутриутробного раз-

вития [458]: 1 — энтодерма; 2 — наружный слой зародышевого щитка (первичная 

эктодерма); 3 — амниотическая полость; 4 — трофэктодерма; 5 — внезародышевая 

энтодерма; 6 — разрастающийся трофобласт в слизистой матки; 7 — регенерирую-

щий эпителий матки; 8 — маточная крипта; 9 — соединительная ткань матки

с помощью половых гормонов. Любые нарушения в самом зароды-

ше или связанные с дефектами эндометрия, а также с десинхрони-

зацией ритмов развития зародыша и стенки матки неминуемо ведут 

к нарушению имплантации и прерыванию беременности. Послед-

нее может наступать столь рано, что зачастую не улавливается даже 

самой женщиной. Известный отечественный эмбриолог профессор 

П. Г. Светлов связывал первый критический период развития заро-

дыша человека именно с процессом имплантации [170].

Для эмбриогенеза человека характерно очень раннее обособле-

ние  провизорных  органов.  Уже  во  время  имплантации  возникает 

внезародышевая  мезодерма,  выстилающая  полость  бластоцисты  и 

участвующая  в  образовании  хориона.  Многочисленные  ворсинки 

хориона покрывают поверхность плодного яйца и глубоко проника-

ют в толщу стенки, разрушая сосуды эндометрия. Это ведет к появ-

лению лакун с материнской кровью, в которых плавают трофоблас-

тические тяжи, образующие первичные ворсинки. С их появлением 

Цитогенетика эмбрионального развития человека

38

зародыш называют плодным пузырем. Врастание в трофобластические 

тяжи внезародышевой мезодермы приводит к образованию вторичных 

ворсин (13–14 д. р.). Клетки наружного слоя трофобласта образуют 

синцитий. Внутренний слой представлен камбиальными клетками 

цитотрофобласта (клетки Лангханса). Именно эти клетки, длитель-

ное  время  сохраняющие  митотическую  активность,  используются 

для  цитогенетического  анализа  при  необходимости  кариотипиро-

вать зародыш (см. главу 4).

У человека, таким образом, развитие хориона существенно опе-

режает  развитие  производных  эмбриобласта.  Более  того,  до  опре-

деленной  степени  оно  не  зависит  от  развития  самого  зародыша. 

Хорошо известно, что ворсинки хориона могут оставаться в матке 

жизнеспособными  в  течение  нескольких  недель  после  резорбции 

самого зародыша [53]. Анализ таких абортивных плодных пузырей, 

зачастую лишенных зародышей или содержащих их мацерирован-

ные остатки (blighted ova), до недавнего времени служил источни-

ком  информации  о  влиянии  хромосомного  дисбаланса  на  эмбрио-

генез человека. Именно на этих ранних стадиях развития дефекты 

наследственного  аппарата,  в  том  числе  и  хромосомные  аномалии, 

приводят  к  гибели  зародышей,  которая  нередко  воспринимается 

женщинами как нарушение ритма менструального цикла. 

Во время имплантации и раннего постимплантационного пери-

ода происходят кардинальные события и в самом зародыше. Этапы 

развития и дифференцировки зародыша человека на ранних стади-

ях развития приведены на схеме (рис. 1.7). 

Путем  деляминации  (расслоения)  внутренней  клеточной  массы  на 

эктодерму и энтодерму вначале образуется двухслойный, а затем, после 

формирования первичной полоски и Гензеновского узелка, и трехслой-

ный  (появляется  зародышевая  мезодерма)  зародыш,  возникают  жел-

точный  мешок  и  амнион,  соответственно,  появляются  амниотическая  

полость и полость желточного мешка (рис. 1.8, а). Из заднего конца кры-

ши желточного мешка врастает в амниотическую ножку продолговатый, 

слепо оканчивающийся вырост — аллантоис. Вместе с окружающей его 

мезенхимой  и  врастающими  на  более  поздних  стадиях  эмбриогенеза 

сосудами, он принимает участие в формировании пуповины. Зародыш 

человека во время имплантации показан на рисунке 1.8, б. 

39

Глава 1. 

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

Рис. 1.7. Схема развития и дифференцировки эмбриона человека на ранних стадиях 

развития [54, 337]

На  9–14-е  сутки  зародыш  человека  представлен  мощно  разви-

тыми внезародышевыми частями (трофобласт, внезародышевая ме-

зенхима, амнион, желточный мешок, амниотическая ножка), и лишь 

его ничтожная часть (дно амниотического пузыря и крыша желточно-

го пузырька) представляет собой материал, из которого позднее фор-

мируется тело зародыша. Основные морфологические характеристики 

зародыша  человека  в  течение  преэмбрионального  периода  развития 

приведены в таблице 1.1. 

Отметим,  что  согласно  классическим  данным  Института  Карнеги,  

дополненным  исследованиями  чешского  эмбриолога  Ю. Ярасика  [524], 

формирование первичной полоски происходит на 15–17-й д. р., главный  

осевой орган будущего скелета — хорда — закладывается на 17–20-й 

д. р., тогда же возникает и зачаток будущей центральной нервной сис-

темы — нервная пластинка 9 (рис. 1.9, а, б).

Цитогенетика эмбрионального развития человека

40

Рис. 1.8. Имплантирующийся  зародыш  человека  14-го  (а)  и  15-го  (б)  дней  разви-

тия [80]: 1 — первичная эктодерма (наружный слой зародышевого щитка, дно амнио-

тической полости); 2 — эктодерма амниона; 3 — эмбриональная энтодерма (внутрен-

ний слой зародышевого щитка, крыша желточного мешка); 4 — желточная энтодерма;  

5 — экзоцелом; 6 — внезародышевая мезодерма; 7, 8 — цитотрофобласт; 9 — плазмо-

диотрофобласт;  10  —  лакуны  с  материнской  кровью;  11  —  амниотическая  полость;  

12 — полость желточного мешка; 13 — амниотическая ножка (зачаток аллантоиса)

6

б)

5

4

3

1

2

10

9

8

а)

41

Глава 1. 

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

1.3. Эмбриональный период

Эмбриональный этап развития (20–60 д. р./5–12 н. б.) включает пе-

риоды раннего (активного) и позднего органогенеза. Согласно понятиям 

классической эмбриологии, начало эмбрионального периода соответству-

ет стадии нейруляции, то есть появлению нервной пластинки и закладке 

осевого комплекса органов. В это время происходит обособление зароды-

ша от его внезародышевых частей (1), образование нервных валиков и их 

смыкание в нервную трубку (2), появляются первые сомиты, начинается 

сегментация  и  дифференцировка  осевой  мезодермы  (3)  (рис. 1.9,  1.10). 

Подробно эти сложные морфогенетические процессы рассмотрены в спе-

циальных монографиях и обзорах по эмбриологии и тератологии челове-

ка [26, 49, 80, 160, 524, 785].

Копчико-теменные размеры зародыша в течение этого периода увеличи-

ваются от 1,5–2 до 30–40 мм. Временные параметры появления различных 

органов и некоторые их характеристики приведены в таблице 1.1. Внешний 

вид  зародышей  человека  на  последовательных  стадиях  развития  согласно 

классификации Карнеги приведен на рисунке 1.11.

Четкими  критериями  начала  этого  периода  являются  появление 

первых  сомитов  и  наличие  нервного  желобка,  которые  выявляются  

с помощью УЗ-аппарата. Уже на Х стадии развития (21–26-й дни пос-

ле  овуляции/5–6-я  н.  б.)  определяются  1–12  пар  сомитов.  Их  число 

быстро нарастает и уже к ХII стадии (28–32 д. п. о./6–8 н. б.) дости-

гает 21–29 пар, а размеры плодного яйца составляют 3–5мм. К 30-му  

д. п. о. насчитывается 30 пар сомитов, а у 7–8-недельного зародыша 

их становится 43–44 пары. В среднем в сутки прибавляется по 2–3 со-

мита. Сегментация (метамеризация) сомитов происходит постепенно, 

в направлении спереди — назад, начиная с 3-й пары. Решающая роль 

в сегментации и возникновении первичной метамерии тела принадле-

жит особому семейству генов — факторов транскрипции, получивших 

название гомеобоксных генов [84].

Из центральных крупных частей сомитов — миотомов — развивается  

вся скелетная мускулатура тела, тогда как из их более рыхлых парных  

периферических участков — боковых пластинок (спланхнотомов) — за-

чатки канальцев первичной (нефротомы), а также вторичной почки; эпите-

лиальные выстилки брюшной, плевральной и перикардиальной полостей, 

вся гладкая мускулатура и зачаток сердца. Из других частей сомитов — 

Цитогенетика эмбрионального развития человека

42

Рис. 1.9. Последовательные поперечные срезы зародышей человека на 8-й (а, б), IX 

(в) и X (г) стадиях развития. Формирование и дифференцировка нервной трубки и 

ганглиозной пластинки [80]: а — нервный желобок и нервные валики; б — замыкание 

желобка в трубку и срастание нервных валиков; в — нервная трубка, ганглиозная 

пластинка с выселяющимися клетками; г — начало дифференцировки спинного мозга 

и формирования спинальных ганглиев. 1 — нервный желобок; 2 — нервные валики; 3 — 

кожная эктодерма; 4 — хорда; 5 — мезодерма (сомиты); 6 — ганглиозная пластинка; 

7  —  нервная  трубка;  8  —  мезенхима;  9  —  зачаток  спинного  мозга;  10  —  зачаток  

спинального ганглия; 11, 12 — корешки спинномозговых нервов; 13 — смешанный нерв; 

14 — эпендимный слой; 15 — плащевой слой; 16 —  краевая вуаль; 17 — белая соедини-

тельная ткань; 18 — зачаток ганглия пограничного ствола; 19 — эпителий целома; 

20 — аорта

а)

б)

в)

г)

43

Глава 1. 

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

а)

б)

в)

Рис. 1.10. Схема обособления зародыша от внезародышевых частей (а — стадия 8; 

б  —  стадия  IX)  и  ранних  этапов  формирования  сердечно-сосудистой  системы  

(в — стадия XI). Сагиттальные срезы, хорион и амнион удалены [80]: 1 — кожная 

эктодерма; 2 — нервные валики; 3 — эктодерма амниона; 4 — мезодерма амниона; 

5 — кишечная энтодерма; 6 — желточная энтодерма; 7 — хорда; 8 — аллантоис; 

9 — эндотелиальный зачаток сердца; 10 — перикардиальная полость; 11 — кровяные 

островки в стенке желточного мешка; 12 — амниотическая ножка; 13 — хориальная 

пластинка; 14 — ворсинка хориона; 15 — мандибулярные жаберные дуги; 16 — слухо-

вая ямка; 17 — амнион; 18 — желточный мешок; 19 — сердечный выступ