содержание .. 4 5 6 7 ..

Цитогенетика эмбрионального развития - часть 6

Цитогенетика эмбрионального развития человека

XII

XIII

XIV

XVI

XVII

XVIII

XIX

XXI

XXII

XXIII

Рис. 1.11. Внешний вид зародышей человека на XII–XXIII стадиях развития по клас-

сификации Карнеги [383]

Глава 1.

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

а)

б)

в)

г)

Рис. 1.12. Последовательные стадии развития головного мозга [159]: а — стадия

трех мозговых пузырей (XII–XIII); 1 — prosencephalon; 2 — mesencephalon; 3 — rhomb-

encephalon; 4 — спинной мозг; 5 — глазной пузырь; 6 — слуховая ямка; 7 — нижнече-

люстной отросток; 8 — сердце; б — стадия пяти мозговых пузырей (V,VII,VIII,IX);

1 — telencephalon; 2 — diencephalons; 3 — mesencephalon; 4 — metencephalon;

5 — myelencephalon; 6 — спинной мозг; V,VII,IX,X,XII — черепно-мозговые нервы.

в, г — формирование дефинитивных отношений отделов головного мозга (феталь-

ный период); 1 — обонятельная доля; 2 — перекрест зрительных нервов (chiasma op-

ticus); 3 — полушария большого мозга; 4 — контур промежуточного мозга; 5 — сред-

ний мозг; 6 — мозжечок; 7 — продолговатый мозг; 8 — спинной мозг; 9 — гортань;

10 — сильвиева борозда; 11 — рейлиев островок на дне сильвиевой ямки; VII, IX, XII —

черепно-мозговые нервы

Цитогенетика эмбрионального развития человека

склеротом (медиовентральная часть) и дерматом (дорсо-латеральная

часть) развиваются соответственно осевой скелет и кожа.

Смыкание нервной трубки начинается в будущей шейной области

зародыша и постепенно распространяется в каудальном и краниальном

направлениях. На 6-й н. б. нервная трубка полностью закрыта. Уже пос-

ле закрытия переднего и заднего нейропоров (отверстий нервной труб-

ки) ее головной конец образует расширения, отделенные друг от друга

перегородками, — мозговые пузыри. Вначале (XI горизонт Стритера) их

три, затем передний и задний подразделяются каждый на два. Возникают

пять мозговых пузырей (XIV горизонт Стритера, 35–38 д. п. о. / 9–10 н. б.,

размеры плодного яйца 11–13 мм). Первый из них дает начало большо-

му (конечному) мозгу, второй — промежуточному, третий — среднему,

четвертый – мозжечку и варолиевому мосту, пятый — продолговатому

мозгу (рис. 1.12). Второй мозговой пузырь образует два парных вырос-

та — зачатки глаз. Глазные пузыри появляются уже на XI стадии раз-

вития (табл. 1.1). Важная роль в дифференцировке мозговых пузырей и

в дальнейшем становлении и развитии мозга и черепа принадлежит дру-

гой группе гомеобоксных генов — генам SOX.

На той же XI стадии в области промежуточного мозга возникают

парные впячивания — слуховые плакоды (зачатки внутреннего уха).

По бокам задней части головы и шеи зародыша, также в виде парных

впячиваний эктодермы, возникают последовательно четыре пары жа-

берных щелей. Навстречу им в виде выпячиваний стенки передней

кишки образуются четыре жаберных кармана. Прорывов жаберных

карманов в соответствующие им жаберные щели у человека не проис-

ходит. Первая пара дает начало наружному уху, вторая (вместе с жабер-

ным карманом) — среднему уху, остальные — эндокринным железам:

тимусу, щитовидной и паращитовидной железам.

Важным событием в начале активного органогенеза является за-

кладка магистральных сосудов и зачатка сердца. Сердце закладывает-

ся вначале как два крупных магистральных сосуда, которые затем сли-

ваются, образуя единую трубку эндокарда, окруженную более толстым

слоем миокарда — производного висцерального листка спланхнотома

и зародышевой мезенхимы. Сокращения сердца наступают еще до его

иннервации, то есть способность к сокращению и проведению импуль-

са присуща самой мезодерме. Первые сердцебиения регистрируются

Глава 1.

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

Рис. 1.13. Схема сосудистой системы зародыша человека XII стадии развития [80]:

1 — сосуды желточного мешка; 2 — пупочная артерия в амниотической ножке; 3 —

пупочная вена; 4 — дорсальная аорта; 5 — передняя и 6 — задняя кардиальные вены;

7 — сердце; 8 — третья артериальная жаберная дуга

уже на 6-й н. б., точнее на стадии, соответствующей Х горизонту Стри-

тера (21–26 д. п. о. / 5–6 н. б., размеры плодного яйца 1,5–4 мм). Вмес-

те с прилежащим зачатком печени сердце образует сердечно-печеноч-

ный выступ, сильно выпячивающийся в передней части вентральной

стенки зародыша (рис. 1.10, в). Одновременно формируются крупные

магистральные сосуды (дорсальная аорта, кардиальная вена), которые

через амниотическую ножку вместе с аллантоисом подрастают к ме-

зенхимному слою хориона, активно васкуляризируют его, принимая

участие в формировании плодной части плаценты (см. ниже). На тех

же X–XI стадиях (табл. 1.1) в мезодермальном слое желточного мешка

появляются первые кровяные островки, формируются сосуды и начи-

нается внутрисосудистое кроветворение; устанавливается замкнутое

кровообращение через желточный мешок с магистральными сосудами

зародыша. В период между 21-м (Х стадия) и 32-м (XIII стадия) днями

развития после овуляции завершаются ранние стадии развития сердца

и устанавливается однонаправленный ток крови (рис. 1.13).

Печень и поджелудочная железа возникают в виде выростов эн-

тодермальной стенки первичной кишки уже на Х стадии развития

(рис. 1.13). Печень характеризуется очень быстрым развитием, так как

Цитогенетика эмбрионального развития человека

играет важную роль в кроветворении, постепенно замещая в этой функ-

ции рано редуцирующийся желточный мешок.

Зачатки легких возникают на XII стадии (28 д. п. о. / 6–8 н. б.) в виде

парного выпячивания вентро-каудального отдела кишечной трубки.

Особенно сложный, многоэтапный процесс эмбриогенеза, претер-

певает почка. На Х стадии она закладывается в виде рудиментарной

(нефункционирующей) предпочки (pronephros) с ее отводящим про-

током — Мюллеровским каналом (зачаток матки и маточных труб)

[80, 81]. На стадии XI возникает первичная почка (mesonephros, или

Вольфово тело), функционирующая как орган выделения в течение ан-

тенатального периода. Развиваясь из нефротомов сомитов (см. выше),

первичная почка сохраняет метамерное строение. Ее отводящий про-

ток — Вольфов канал — впоследствии трансформируется в семявыно-

сящие протоки. Вольфовы и Мюллеровы каналы открываются в клоаку

независимыми друг от друга отверстиями. При этом Вольфовы каналы

остаются раздельными, а отходящие от них в область клоаки слепые

отростки дают начало мочеточникам и лоханкам (см. ниже). Мюлле-

ровы протоки в месте впадения в клоаку сливаются в один непарный

канал. При этом изначально Мюллеров канал не связан с почечными

канальцами, то есть не служит для оттока мочи, поэтому на переднем

своем конце он начинается слепым расширением [80, 81].

Вторичная (окончательная) почка формируется из метанефрогенной

ткани несегментированных каудальных участков нефротомов (см. выше),

в которой уже на XII стадии (28 д. п. о. / 6–8 н. б.) дифференцируются

почечные канальцы, вступающие одним концом в тесный контакт с врас-

тающими в зачаток почечными артериями. Так возникают мальпигиевы

тельца (клубочки). Другим концом они соединяются с парными отростка-

ми Вольфовых каналов, образующими мочеточники и почечные лоханки.

Зачатки гонад возникают в виде парных валиков овальной формы

на медиальной стороне Вольфовых тел (первичных почек). Вначале

(X–XI стадии) они не дифференцированы, однако после того как их

достигают первичные половые клетки (ППК), мигрирующие из желточ-

ного мешка [172], начинается выраженная половая дифференцировка

зачатков гонад, определяемая на гистологических препаратах начиная

с XIV–XV стадий развития (35–43 д. п. о. / 8–10 н. б.). Важная роль

в развитии внутренних половых органов, а впоследствии и наружных

Глава 1.

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

гениталий, принадлежит производным Вольфовых и Мюллеровых ка-

налов [80, 81].

У зародышей женского пола Вольфово тело и Вольфов канал реду-

цируются. Напротив, Мюллеровы каналы прогрессивно развиваются,

причем его парные части становятся яйцеводами, а непарный, каудаль-

ный, отдел дает начало эпителию матки и влагалища.

При развитии зародыша мужского пола, наоборот, редуцируются

производные Мюллерова канала, тогда как Вольфовы каналы и Воль-

фовы тела преобразуются в семявыносящие пути.

Некоторые генетические аспекты половой дифференцировки бу-

дут рассмотрены нами в главе 2.

Среди других важных морфогенетических процессов, происходящих

в период активного органогенеза, следует отметить образование почек

конечностей. Сначала передних (27–28 д. п. о. / 6–8 н. б. — XII горизонт

Стритера), затем задних (29–30 д. п. о. / 8–10 н. б. — XIII горизонт Стри-

тера), рост и формирование кишечника с образованием естественной гры-

жи (37–42 д. п. о. / 11–12 н. б. — XVI горизонт Стритера), формирование

глаз и уха, лицевого черепа, твердого неба и пр. (табл. 1.1).

Важнейшим событием этого периода является формирование пла-

центы. Процесс начинается с 3-й недели беременности и характери-

зуется бурным развитием ворсин хориона в месте врастания через

амниотическую ножку (будущую пуповину) сосудов плода в мезен-

химную часть хориальной оболочки. В формировании сосудистой

сети плаценты принимают также участие сосуды, возникающие не-

посредственно за счет размножения и дифференцировки ангиобластов

в мезенхиме хориона. При соединении пупочных сосудов с сосудистой

сетью ангио бластов устанавливается плодово-плацентарный кровоток.

Кровеносные сосуды врастают в соединительнотканный остов вторич-

ных ворсинок хориона (рис. 1.14), превращая их, таким образом, в де-

финитивные третичные ворсинки (5–7 н. б). В области формирования

плаценты (участок стенки матки между зародышевым пузырем и мио-

метрием — decidua basalis) ворсинки хориона растут особенно сильно,

активно ветвятся. Синцитий ворсин омывается материнской кровью,

изливающейся в межворсинчатое пространство из спиральных артерий

и кровеносных лакун эндометрия. Схема строения плаценты человека

приведена на рисунке 1.15. Сильно утолщенная decidua basalis, про-

Цитогенетика эмбрионального развития человека

Рис. 1.14. Общий вид (а) и поперечный срез (б) дефинитивной (третичной) ворсинки

хориона плода человека ХХ стадии развития [80]: 1 — плазмодиотрофобласт (синци-

тиотрофобласт); 2 — цитотрофобласт; 3 — соединительная ткань; 4 — кровенос-

ный сосуд

Рис. 1.15. Схема строения плаценты человека [80]: 1 — пупочный канатик; 2 — жел-

точный мешок; 3 — пупочная артерия; 4 — пупочная вена; 5 — амнион; 6 — хорион;

7 — ворсинки хориона; 8 — стенка матки; 9, 10 — материнские сосуды (9 — артерии,

10 — вены); 11 — кровеносные лакуны

а)

б)

Глава 1.

основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека

Рис. 1.16. Схема взаимоотношений плода (XVII–XVIII cтадии развития) и мате-

ринского организма [80]: 1 — decidua parietalis; 2 — deciduas capsularis; 3 — decidua

basalis; 4 — амнион; 5 — пупочный канатик; 6 — желточный мешок

низанная ворсинками хориона, образует плодную часть дефинитивной

хорион-аллантоидной плаценты. В области формирующейся плаценты

пролиферативная активность цитотрофобласта особенно высока, по-

этому такие ворсины особенно информативны для биопсии с целью

получения хромосомных препаратов. Напротив, ворсины перифери-

ческих по отношению к формирующемуся плацентарному диску частей

хориона, прилежащих к области париетальной маточной стенки (decidua

parietalis) уже со 2-го месяца беременности начинают постепенно атро-

фироваться и практически полностью отмирают к 3-му месяцу беремен-

ности (рис. 1.16). Период плацентации заканчивается с установлением

плодово-плацентарного кровотока к концу 13-й н. б. [1].

Таким образом, период раннего (активного) органогенеза (20–

60 д. р. / 5–12 н. б.) знаменуется рядом кардинальных событий в эм-

бриогенезе человека: завершением процессов перемещения клеточ-

ных слоев (нейруляция); закладкой осевого комплекса (хорда, нервная

трубка, сомиты); выделением и формированием зачатков практически

всех органов и систем; формированием дефинитивной хорион-аллан-

тоиодной плаценты. Естественно, что столь существенные процессы

морфогенеза требуют адекватной морфогенетической активности все-

содержание .. 4 5 6 7 ..