Всегда приятно поразмышлять над какими-то тайнами. С ними жизнь не кажется слишком простой и объяснимой. Роджер Желязны
Лекция №1 Эмбриология. Её значение для медицины. Прогенез. Оплодотворение. Основные стадии развития зародыша. Дробление, гаструляция, гисто и органогенез. Особенности строения зародыша млекопитающих на разных стадиях развития. Эмбриогенез человека. Стадии эмбрионального развития. Формирование и развитие зародышевых листков, производные зародышевых листков. Лектор – Иванов А.В. Февраль 2021 года
Эмбриология - наука об индивидуальном развитии организмов ( онтогенезе ). Определение происходит от латинских слов em brio - "из оболочек". На самом деле эмбриологи исследуют не эмбриональное развитие (этап, который проходит под оболочками яйца) и даже не весь ход онтогенеза отдельных особей, а жизненные циклы. Поэтому к предмету эмбриологии относятся Этап развития гамет Механизмы оплодотворения Процессы развития многоклеточного организма от образования зиготы до смерти.
ВЫВОДЫ 1. Популяционная частота ВПР у новорожденных Ростовской области составляет 15,32±0,37%о ( у живорожденных - 14,21±0,36%о, у мертворожденных — 161,29±12,71%о ), частота пороков строгого учета - 8,66±0,28%о. Частота ВПР, в том числе строгого учета, у детей Ростовской области согласуется с данными Федерального регистра. Базовыми являются частоты гипоспадии (2,37±0,20%о), МВПР (1,66±0,12%о) и синдрома Дауна (1,35±0,11%о). По этиологическому признаку ведущими являются мульти-факториальные ВПР - 12,64±0,33%о, хромосомные ВПР составляют -1,45±0,11%о и моногенные - 1,23±0,10%о.. 2. Ведущими в структуре врожденных пороков у новорожденных в целом являются пороки сердечно-сосудистой системы (23,70%), МВПР, в том числе синдром Дауна (22,47%), пороки ЦНС и органов чувств (13,17%), костно-мышечной системы (12,64%). У мертворожденных детей, в отличие от новорожденных и от живорожденных, первое место в структуре ВПР занимают пороки ЦНС и органов чувств. У мертворожденных и живорожденных второе место занимают МВПР (как и в целом у новорожденных), третье место - пороки костно-мышечной системы. 3. Удельный вес ВПР составляет у мертворожденных 16,13%, в структуре ранней неонатальной - 25,69%, неонатальной - 28,41% младенческой смерт-ности - 31,92%. В структуре пороков развития умерших детей первое место занимают пороки ССС (34,66%), затем МВПР (19,14%) и пороки ЦНС (17,76%). В 58,28% случаев смертности детей с ВПР пороки являются основным заболеванием, в 30,17% входят в состав комбинированного заболевания и в 11,55% являются сопутствующим состоянием.
Основные термины, понятия и периодизация периода пренатального онтогенеза Прогенез и киматогенез Пренатальный ( антенатальный ) период - от момента образования зиготы до начала родовой деятельности. Обычно соответствует продолжи-тельности доношенной беременности (9 календар-ных месяцев = 10 лунных месяцев = 40 недель= 280 дней). Пренатальный период в биологии развития называют также периодом киматогенеза (от греч. kyema — зародыш ), а репродуктивный возраст родителей, во время которого происходит созревание гамет, - период прогенеза.
Периодизация киматогенеза В ходе киматогенеза выделяют четыре периода: Период бластогенеза — от момента образования зиготы до 15-го дня внутриутробного развития включительно (дробление зиготы с последующей дифференцировкой трофобласта и эмбриобласта ). Период эмбриогенеза — 16—75 дни киматогенеза ( выделение амниона и хориона, основной органогенез ). Период раннего фетогенеза — 76—180 дни антенатального периода ( образование плаценты и дифференцировка тканей ); незрелый плод в конце этого периода приобретает жизнеспособность. Период позднего фетогенеза — 181—280 дни пренатального развития ( продолжение дифференцировки тканей, инволюция плаценты ).
Гаметопатии и киматопатии Развивающиеся в периодах прогенеза и киматогенеза патологические процессы называются гаметопатиями и киматопатиями. Киматопатии подразделяют на четыре типа : Бластопатии — киматопатии, возникающие в периоде бластогенеза. Эмбриопатии — киматопатии, возникающие в периоде эмбриогенеза. Эмбриопатии чаще всего проявляются в виде пороков развития ( аномалий ) различных органов. Ранние фетопатии — киматопатии, формирующиеся в периоде раннего фетогенеза. Поздние фетопатии — киматопатии, развивающиеся в периоде позднего фетогенеза.
МЕДИЦИНСКАЯ ЭМБРИОЛОГИЯ Основные этапы пренатального онтогенеза Гистиотрофный период! 7-14 день NB! Трофика! Желток + слизь! Ткани матери Хорион а затем Плацента
Строение и функциональные особенности мужских и женских половых клеток Референтные значения эякулята Объем 2-6 мл Разжижение В течение 60 мин РН 7,2-8,0 Концентрация сперматозоидов 20 x 10 6 /мл и более Общее количество сперматозоидов в эякуляте 40 x 10 6 и более Подвижность 50% и более подвижных (категория а + b) или 25% и более с поступательным движением (категория а) в течение 60 мин после эякуляции Морфология ≥ 30% нормальных сперматозоидов Жизнеспособность ≥ 75% живых сперматозоидов, то есть не окрашенных при суправитальной окраске Лейкоциты < 1 x 10 6 /мл NB! Гаметопатии!
В сперматозоиде различают 2 части - головку и хвост (хвостовую часть). При этом у человека головка сперматозоида сильно уплощена. Длина головки -4,0-5,5 мкм, ширина 2,5-3,5 мкм Шейка, должна быть тонкой, менее 1 мкм в ширину, 1,5 длины головки и прикрепляться к головке вдоль ее оси. Размеры цитоплазматических капель (если есть) не более 1/3 головки сперматозоида. Хвост должен быть прямым, одинаковой толщины на всем протяжении и несколько уже в средней части, не закрученным и иметь длину около 45 мкм. Отношение длины головки к длине хвоста у нормальных сперматозоидов 1:9 или 1:10
Головка сперматозоида Плазматическая мембрана: специальные белки – хемотаксис и биндинг – видовая специфичность – проблемы межвидового скрещивания Акросома: форма – акросомный пузырек - акрозин и гиалуронидаза - функция Ядро – замена гистонов на основные белки – компактификация ДНК – уплотнение – гаплоидный набор хромосом
Строение и функциональные особенности мужских половых клеток. Хвост сперматозоида Содержит 2 центриоли. От одной из них начинается аксонема, или осевая нить хвоста, образованная микротрубочками по схеме (9х2) + 2. В этой части вокруг аксонемы - 9 наружных фибрилл, митохондриальная спиральная оболочка и п лазмолемма. Здесь вокруг аксонемы - фибриллярное влагалище (9 наружных фибрилл и волокнистая оболочка), а также плазмолемма. В этой части вокруг аксонемы остаётся только плазмолемма
Человеческие сперматозоды, синий - ДНК, красный - тубулин, зеленый - тубулиновый шаперон Е
Строение и функциональные особенности женских половых клеток. Специфические структуры цитоплазмы NB! в связи с наличием в цитоплазме запасов желтка и органелл, объём яйцеклетки в несколько тысяч раз больше объёма сперматозоида. Яйцеклетка человека является вторично олиголецитальной и изолецитальной. В цитоплазме равномерно распределено относительно небольшое количество желтка; в эволюции это вторично - впервые встречается у ланцентника.
по количеству желтка по распределению желтка в цитоплазме Беспозвоночные животные Алецитальные яйцеклетки ------------ Примитивные хордовые (ланцетник) Первично олиголецитальные яйцеклетки Изолецитальные яйцеклетки Некоторые рыбы, амфибии Полилецитальные яйцеклетки Умеренно телолецитальные яйцеклетки (желток в большей мере сосредоточен у вегетативного полюса яйцеклетки). Костистые рыбы, пресмыкающиеся, птицы Полилецитальные яйцеклетки Резко телолецитальные яйцеклетки (желток занимает почти всю яйцеклетку, кроме области анимального полюса, где находится ядро). Млекопитающие (в т.ч. человек) Вторично олиголецитальные яйцеклетки Изолецитальные яйцеклетки (небольшое количество равномерно распределённого
В покоящихся и созревающих фолликулах яичников со-держат ся не яйцеклетки, а их предшественники - ооциты I и затем (непосредственно перед овуляцией) ооциты II. После овуляции в просвете маточной трубы оказывается ооцит II, который окружён блестящей и зернистой оболоч-ками и находится на стадии метафазы второго деления созревания, и как тоже уже отмечалось, именно данная клетка (ооцит II) участвует в оплодотворении. Проникновение в ооцит II сперматозоида стимулирует завершение мейоза: происходят последние стадии этого деления (метафаза, анафаза и телофаза); в результате, ядро ооцита II делится на 2 ядра с гаплоидными набора-ми хромосом, и одно из этих ядер остаётся в качестве женского пронуклеуса (сосуществующего с мужским пронуклеусом), так что из ооцита II, минуя стадию собственно яйцеклетки, образуется сразу зигота. Поэтому, используя далее общепринятый термин "яйцеклетка", будем иметь в виду фактически другую клетку - ооцит I (после стадии роста), ооцит II или только что образовавшуюся зиготу.
Строение и функциональные особенности женских половых клеток. Специфические структуры цитоплазмы В мембранных гранулах содержатся фосфо- и липопро-теины – (вителогенин вырабатывается в печени, а в ооците расщепляется на фосфовитин и липовителлин.) Находясь под плазмолеммой, эти гранулы содержат фер-менты, которые после оплодотворения участвуют в корти-кальной реакции ( вителлогенез ) Данные тельца появляются в результате переваривания фагоцитированных частиц
Строение и функциональные особенности женских половых клеток. Особенности строения яйцеклетки. Я йцеклетку, как и предшествующие ей клетки, окружают оболочки : блестящая, или прозрачная ( zona pellucida ), и зернистая, образованная фолликулярны ми клетк ами. В цитоплазме - о чень высокое содержание компонентов белоксинтезирующей системы ( рибосом, тРНК, мРНК ). Отсутств уют центриол и; в связи с этим, способность к делениям восстанавливается только тогда, когда в клетку попадают центриоли сперматозоида. На поверхности плазмолеммы имеются микроворсинк и
Строение и функциональные особенности женских половых клеток. Особенности строения яйцеклетки. Фолликулярные клетки зернистой оболочки не окружены базальной мембраной (поскольку представляют собой лишь часть фолликулярного эпителия), но имеют длинные отрост-ки, пронизывающие блестящую оболочку. Блестящая оболочка состоит из гликопротеинов разных видов (Zp1, Zp2, Zp3, Zp4 ) и гликозамингликанов. Гликопротеины фракции Zp3 и Zp2 являются рецепторами для сперматозоидов, а после кортикальной реакции в препятствуют полиспермии.
сперматозоид яйцеклетка размеры min max масса min max ядро + + Набор хромосом 1 \ 2 – 23 ( гаплоидный набор ) 1 \ 2 – 23 ( гаплоидный набор ) Органеллы движения есть нет Постоянные органеллы Неполный набор Неполный набор ЭПС, комплекс Гольджи нет есть центриоли есть нет Ферментативные системы на плазмолемме есть нет Рецепторы на плазмолемме есть есть Ионные каналы в плазмолемме есть нет Кортикальные гранулы нет есть Трофические включения нет есть
сперматозоид яйцеклетка Вывод Клетка небольших размеров, обладающая способностью утилизировать лактат, способная к активному передвижению в жидкой (вязкой) среде, практически не имеющая органелл синтеза и трофических включений. Поэтому срок её жизни ограничен возможностями ферментативных систем плазмалеммы и запасами АТФ в митохондриях и не превышает 2-3 суток. Клетка больших размеров, имеющая дополнительную оболочку и дополнительное клеточное окружение, не имеющая собственных органелл движения и поэтому самостоятельно передвигаться НЕ СПОСОБНА! Обладает развитым синтетическим аппаратом и достаточным запасом трофических включений, позволяющих ей выживать до 2 недель. Не имеет клеточного центра и поэтому самостоятельно делиться НЕ СПОСОБНА. NB! Домашнее задание ! Определите, во сколько раз объем яйцеклетки превышает объем сперматозоида при условии, что диаметр яйцеклетки человека равен 130 мкм, а средний диаметр сперматозоида – 4 мкм (его размеры 4-5,5 мкм/ 2.5-3.5 мкм)
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события У человека - моноспермальный тип оплодотворения: только один сперматозоид может проникнуть в яйцеклетку. При этом в женских половых путях сперматозоиды сохраняют оплодотворяющую способность в течение 1-2 суток. Оптимальный срок для оплодотворения - первые 24 часа после овуляции, (хотя ооцит II может сохранять способность к оплодотворению ещё некоторое время). Поэтому оплодотворение может наступить лишь в том случае, если половой акт совершается в интервал времени момент овуляции + 1-2 суток (минус - за счёт сохранения сперматозоидов в женских половых путях, а плюс - за счёт сохранения ооцита II). Оплодотворение в норме происходит в ампулярной части маточной трубы.
1.ДИСТАНТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАМЕТ 2.КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАМЕТ АКРОСОМНАЯ РЕАКЦИЯ ПЕНЕТРАЦИЯ ОБОЛОЧЕК ОВОЦИТА СПЕРМАТОЗОИДОМ КОРТИКАЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ 3.СИНГАМИЯ 4.СИНКАРИОН ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события
При выполнении эндоскопической овариоэктомии случайно был отснят процесс овуляции...
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Сближение и дистантное взаимодействие половых клеток Механизм движения ооцита II Ооцит II (с оболочками) медленно перемещается от воронки яйцевода по направлению к матке; это происходит пассивно - благодаря току слизи (выделяемой под действием эстрогенов). Данный ток вызывается биением ресничек мерцательных клеток и тоническими сокращениями маточных труб (под действием прогестерона).
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Сближение и дистантное взаимодействие половых клеток Движение сперматозоидов во влагалище и матке Во влагалище собственная подвижность сперматозоидов ещё невелика - из-за имеющейся здесь кислой среды. В матку они попадают, в основном, пассивно - благодаря тоническим сокращениям женских половых путей. Затем часть сперматозоидов также пассивно достигает маточных труб. Считается, что сокращения влагалища и матки усиливаются под влиянием простагландинов - гормональных компонентов спермы (синтезируемых в простате). По направлению от влагалища к устьям маточных труб количество сперматозоидов закономерно уменьшается. Капа- цитация В течение 7 часов в женских половых путях (в основном, в матке) происходит капацитация (активация ) : метаболизм и подвижность сперматозоидов резко усиливаются. а мембраны в области головки теряют поверхностные гликопротеины и поэтому приобретают способность связываться с блестящей оболочкой ооцита, а также лабильность (что необходимо для последующего разрыва акросомы ); Капацитацию инициируют гиногамоны II, выделяемые ооцитом.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Сближение и дистантное взаимодействие половых клеток Активное движение движение сперматозоидов становится преимущественно активным и обеспечивается биением их жгутиков. При этом сперматозоиды одновременно двигаются поступательно и вращаются вокруг своей оси. Направленность этого движения сперматозоидов обеспечивается реотаксисом - способностью определять направление тока жидкости (в данном случае, слизи маточных труб) и двигаться против него), а также хемотаксисом (способностью определять градиент концентрации определённых веществ - аттрактантов - и двигаться против него). Считают, что такими аттрактантами являются определённые пептиды, выделяемые ооцитом II или его окружением.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Контактное взаимодействие половых клеток Связывание клеток
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Контактное взаимодействие половых клеток Акросомная реакция
АКРОСОМА Видоизмененный комплекс Гольджи. Транс- компартмент – основная часть акросомы. Цис-компартмент – т.н. «ядерный пузырек» В основной части акросомы - гиалуронидаза, нейраминидаза, кислая фосфатаза, протеаза, имеющая трипсиноподобную активность В ядерном пузырьке - Акрозин ( сериновая протеаза). Сериновые протеазы, сериновые эндопептидазы (КФ 3.4.21) — группа ферментов, катализирующих процесс деградации (протеолиз) белков на составляющие их молекулы α-аминокислот посредством гидролиза пептидной связи. Основное отличие от других протеаз — наличие в своём активном центре аминокислоты серина
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Проникновение сперматозоида в ооцит II
Сканирующая электронная микроскопия. Человеческий сперматозоид взаимодействует с яйцеклеткой хомяка. Увеличение x13.200. Способность сперматозоидов проникать в яйцеклетку хомяка используется для оценки качества семени. Проникновение в 10-25% (и выше) яйцеклеток, считается нормальным. Оплодотворения, естественно, не происходит. Massachusetts Medical Society, 1992
Блестящая оболочка: Её толщина у человека составляет 5-10 мкм. Через неё свободно проникает вода и растворенные в ней вещества. 2. Z ona pellucida образуется на стадии роста, когда она развивается в составе первичного фолликула. Её белки синтезирует яйцеклетка (а не фолликулярные клетки). 3. В строении zona pellucida принимают участие четыре гликопротеина ZP1, ZP2, ZP3, ZP4. Два гликопротеина (ZP2 и ZP3), связываясь попеременно, образуют нити, которые соединены друг с другом «перемычками» из ZP1 и ZP4. 4. Углеводные компоненты гликопротеинов ZP2 и ZP3 являются лигандами для связывания сперматозоидами ( NB! Видоспецифичность !!!) 5. В учебниках указано, что в строении zona pellucida участвуют только три гликопротеина: ZP1, ZP2, ZP3 ( строение zona pellucida было изучено на лабораторной мыши, у которой ген ZP4 мутантен, белок ZP4 не производится) но у других млекопитающих, включая человека, в строении zona pellucida участвуют четыре гликопротеина.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Проникновение сперматозоида в ооцит II После этого в ооците II в течение нескольких секунд развивает-ся кортикальная реакция - благодаря ионным каналам встроенной мембраны сперматозоида, изменяется трансмемб-ранный потенциал ооцита, что стимулирует выброс содержимого кортикальных гранул за пределы клетки. Под влиянием выделяемых веществ мембрана ооцита теряет рецепторную активность (модифицируются рецепторные гликопротеины Zp 2 и Zp 3 ); создаётся перивителлярное пространство - между плазмолеммой и блестящей оболочкой (т.к. сюда привлекается вода), блестящая оболочка уплотняется (за счёт перестройки гликопротеинов Zp 2 и Zp 3 ) - образуется оболочка оплодотворения. Всё это препятствует проникновению в ооцит II других сперматозоидов. Кроме того, ооцитом выделяются гиногамоны I, которые вызывают агглютинацию оставшихся сперматозоидов. NB! – одновременно происходит завершение 2 деления мейоза – мета-, ана-, телофаза. Т.е. увеличивается кол-во редукционных телец под оболочкой оплодотворения
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Подготовка зиготы к дроблению В образующейся зиготе ядро сперматозоида набу-хает (превращаясь в мужской пронуклеус) и сближается с женским пронуклеусом ( синкарион ), но не сливается с ним. Удваиваются молекулы ДНК (в пронуклеусах) и пришедшие из сперматозоида центриоли. Эти процессы продолжаются около суток.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Начало первого митотического деления всё это время продолжается медленное пассивное продвижение ооцита II, а затем зиготы, по яйцеводу к матке
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Дробление, образование бластоциста. Дробление: 2-4 суток – БЕЗ ПЕРИОДА РОСТА дочерних клеток!!! Т.к. оболочка оплодотворения препятствует ПРИТОКУ высокомолекулярных питательных веществ, РОСТУ дочерних клеток и УВЕЛИЧЕНИЮ РАЗМЕРОВ зародыша Поэтому: образуются все более и более МЕЛКИЕ бластомеры; общий объем зародыша НЕ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ!
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Дробление, образование бластоциста. Полное … Асинхронное… Неравномерное… Тотипотентность – диссоциация – близнецы. 8-16 бластомеров – полипотентность (но ядра – тотипотенты) - клонирование Дробление: в просвете трубы – во время продвижения в полость матки
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Дробление, образование бластоциста. Тотипотентность – диссоциация – близнецы. 8-16 бластомеров – полипотентность (но ядра – тотипотенты) - клонирование Бластомеры у млекопитающих не образуют клеточных контактов и не способны к самостоятельному формированию единого зародыша. In vitro при искусственном удалении ZP бластомеры разъединяются. Межклеточные контакты между бластомерами начинают формироваться после 3-го деления дробления и становятся устойчивыми к моменту образования трофобласта. Перед имплантациейэмбриону будет необходимо освободиться от ZP, так как она препятствует контакту трофэктодермы и маточного эпителия. NB! Преждевременное разрушение zona pellucida одна из главных причин диссоциации бластомеров и образования однояйцевых близнецов.
Зародыш человека на 8-клеточной стадии #сканирующий_электронный_микроскоп
Абсолютный рекорд Гиннесса по деторождению принадлежит русской крестьянке, жившей еще 200 лет назад. Жена Федора Васильева за 27 родов произвела на свет 69 детей. Шестнадцать раз она родила двойняшек, семь раз - тройняшек и четыре раза по четверо детей.
19 ноября 1997 года, счастливые супруги Бобби и Кенни МакКоги стали родителями семерых близнецов. В тот день у супругов появилось пополнение в виде семерняшек: четырех мальчиков и трех девочек. Малыши весили от 2,5 фунтов до 3,4 фунтов. Такое необычное событие было зафиксировано как медицинское чудо и почти сразу завоевало заголовки множества газетFB.ru: http://fb.ru/post/babies/2015/11/20/2866#image18146
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Дробление, образование бластоциста. Результат дробления: образование МОРУЛЫ – 32 клетки – в центре 3-4-6 темные и крупные (предшественники ЭМБРИОБЛАСТА) снаружи – светлые и мелкие – будущий ТРОФОБЛАСТ.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Дробление, образование бластоциста. Первое деление завершается через 30 часов после оплодотворения, всего – 5 циклов деления.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Основные события Образование бластоциста. ЭМБРИОБЛАСТ ТРОФОБЛАСТ Через 4,5 – 5 суток – бластоциста. NB! Причины… Пребывание в полости матки – с 5 по 7 сутки. Деление клеток в бластоцисте АСИНХРОННОЕ, ПОЛНОЕ и НЕРАВНОМЕРНОЕ!!! Формируется пул КРУПНЫХ и МЕЛКИХ клеток. Характеристика элементов бластоцисты (ЭМБРИО- и ТРОФОБЛАСТ, БЛАСТОЦЕЛЕ)
Рост бластоцисты: Процесс выхода из ZP называется хетчинг ( hatching — вылупление). У человека это происходит на 5-7 день развития. Механизм хетчинга : разрыв ZP обусловлен механическим воздействием эмбриона (бластоциста наполняет свою полость водой и увеличивается в размере, давя на стенки ZP изнутри), а также химическим воздействием зародыша ( трофобласт выделяет протеолитический фермент «стрипсин», который растворяет оболочку ). Бластула покидает ZP выходя через образовавшуюся щель совершая «амебоидные» движения. С этого момента: клеточный цикл бластомеров включает фазу РОСТА и начинается быстрое увеличение размеров зародыша.
Имплантация у человека, ее сроки и особенности 1. Имплантация - это внедрение зародыша в толщу эндометрия (слизистой оболочки матки). 2. Она начинается на 7-е сутки и длится 40 часов. 3. В матке в это время проходит секреторная фаза менструального цикла. 4. Обычное место имплантации - верхняя часть матки, передняя или задняя стенка. 1. В имплантации различают 2 стадии: адгезии (прилипания) и инвазии (проникновения). 2. На стадии адгезии (прилипания) зародыш с помощью трофобласта прикрепляется к эндометрию. 3. Основной же по продолжительности является стадия инвазии.
Изменения зародыша: цито- и симпластотрофобласт – строение, функции – значение (гистиоотрофный период) Изменения эндометрия: 1. образование зародышевой ямки, разрушение сосудов, образование кровяных сгустков, зарастание устья зародышевой ямки и ее эпителизация. 2. Образование лакун, заполненных кровью МАТЕРИ. 3. В клетках стромы эндометрия – ДЕЦИДУАЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ (разрастание сосудов, отек и накопление в децидуальных клетках гликогена и липидов)
Процесс гаструляции, формирование зародышевых листков и осевых органов у человека и их сроки. ФАЗА МЕХАНИЗМ СРОК 1 ДЕЛЯМИНАЦИЯ Одновременно с имплантацией 7-е СУТКИ Между фазами – образование внезародышевых органов 2 ИММИГРАЦИЯ ВТОРАЯ – ТРЕТЬЯ НЕДЕЛИ 14-17 сутки
Процесс гаструляции, формирование зародышевых листков и осевых органов у человека и их сроки. Первая фаза гаструляции Расщепление эмбриобласта (деляминация) – эпибласт (высокие, крупные, темные клетки) и гипобласт (кубические, мелкие, светлые клетки). Роль гипобласта – формирование желточного мешка (разрастание по внутренней поверхности трофобласта). Трофобласт – внезародышевая ЭКТОДЕРМА, гипобласт – внезародышевая ЭНТОДЕРМА.
Расщепление эпибласта – появление мелких полостей между клетками, их слияние в единую АМНИОТИЧЕСКУЮ полость – зародышевый эпибласт (дно амниона) и амниотическая эктодерма (крыша амниотической полости).
Роль эпибласта – во второй фазе гаструляции из него формируются 3 зародышевых листка: экто- мезо- и энтодерма, а также внезародышевая мезодерма. ТАКИМ ОБРАЗОМ: результат первой фазы гаструляции – обособление зародышевого эпибласта как главного источника зародышевых листков и начало формирования внезародышевых (провизорных) органов.
Первичное образование внезародышевых органов Всего при развитии зародыша человека формируются 4 внезародышевых органа. Два из них - производные внезародышевой экто дермы. Хорион – из трофобласта Амнион (амниотический пузырь) – из амниотической (внезародышевой) эктодермы Желточный мешок – из гипобласта Аллантоис – из кишечной энтодермы В образовании ВСЕХ этих органов принимает участие внезародышевая мезенхима Срок формирования: с 7 по 13-14 сутки. NB! Начало формирования совпадает с имплантацией, совпадает с первой фазой гаструляции и продолжается до второй фазы гаструляции желточный мешок хорион аллантоис Амниотическая ножка Полость амниона
Образование желточного мешка Первичный желточный мешок: 1. Формируется из гипобласта за счёт пролиферации и миграции (заселения, «обрастания» ) трофобласта изнутри. 2. При полном покрытии поверхности трофобласта замыкается полость первичного желточного мешка (экзоцелом)
Вторичный желточный мешок: 1. Формируется также из гипобласта в конце 2-й недели. 2. Значительно меньше по размеру чем первичный желточный мешок и прилегает снизу к зародышевому щитку. 3. Затем снаружи обрастает внезародышевой мезенхимой и его стенка становится двухслойной. 4. Первичный желточный мешок постепенно дегенерирует ( NB! Апоптоз). 5. У человека в полости вторичного желточного мешка ЖЕЛТКА НЕТ, ОН ЗАПОЛНЕН СЕРОЗНОЙ ЖИДКОСТЬЮ!
Образование амниотического пузырька NB! Амниотический пузырёк появляется путём расщепления эпибласта
Образование хориона Формирование первичных ворсин : к середине 2 недели (зародыш полностью погружён в эндометрий, а трофобласт состоит из 2 слоёв – цитотрофобласт и симпластотрофобласт ) трофобласт начинает образовывать выпячивания (ворсины). NB! Причины формирования ворсин, состав ворсин, смена названия – теперь это «хорион» или ворсинчатая оболочка 2. Формирование вторичных ворсин : в начале 3 недели (гаструляция завершена, зародышевые листки сформированы, на фоне редукции первичного желточного мешка идет расселение клеток внезародышевой мезенхимы между стенкой вторичного желточного мешка и трофобласта) мезенхима внедряется в ворсины, образуя их строму. 3. Формирование третичных ворсин : в конце 3 недели клетки мезенхимы образуют т.н. «кровяные островки», которые превращаются затем в первичные кровеносные сосуды, которые позже соединяются с кровеносными сосудами мезодермальной пластинки хориона и через них – с сосудистой системой эмбриона.
Образование хориона Компоненты ворсин: Строма Кровеносные капилляры Слой цитотрофобласта Слой симпластотрофобласта Ворсины хориона: Погружены в лакуны (полости), образованные в эндометрии за счет разрушения и утилизации тканей Омываются материнской кровью, поступающей в лакуны из разрушенных кровеносных сосудов эндометрия У части ворсин концы фиксированы к стенке матки (якорные ворсины. В этом случае на их концах нет симпластотрофобласта ), а у большей части нет (свободные ворсины). NB! Это состояние может меняться. NB! Смена типа питания с гиститрофного на гематотрофный – за счёт маточно-плацентарной циркуляции
Образование аллантоиса 1. Амнион и желточный мешок находятся в полости хориона (покрыты им со всех сторон). 2. Они связаны со стенкой хориона т.н. амниотической ножкой. 3. В начале 3 недели в ножку из формирующейся первичной кишки (будущая кишечная трубка) входит вырост энтодермы, окруженный мезенхимой 4. Биологический смысл аллантоиса – вдоль него растут кровеносные сосуды, которые соединят сосудистую систему эмбриона с сосудистой системой хориона (пупочные вена и артерии). 5. На 2 месяце аллантоис редуцируется
Вторая фаза гаструляции Вторая фаза гаструляции начинается ещё на 2-й неделе развития, но в полной мере разворачивается после первичного образования внезароды-шевых органов - с 14-х по 17-е сутки. В отличие от первой фазы, ведущим механизмом её осуществления является не деламинаци я, а иммиграци я (перемещени е ) клеток. Образование кранио-каудальной оси Первичная полоска
Причины и последовательность процессов гаструляции: Миграция+пролиферация клеток эпибласта приводят к образованию первичной полоски – утолщение эпибласта Образование первичной бороздки – посредине первичной полоски Образование первичного бугорка ( Гензеновского ) - возвышение в передней части полоски Образование первичной ямки в центре бугорка Образование прехордальной пластинки – утолщения эпибласта кпереди от бугорка РЕЗУЛЬТАТ: сформирован план пространственной организации эмбриона Определена кранио -каудальная ось (головной и хвостовой концы эмбриона). Наличие билатеральной симметрии
Образование из зародышевого эпибласта четырёх листков Миграция клеток эпибласта через первичную полоску внутрь – оттеснение (отслойка) гипобласта в строны и образование ЭНТОДЕРМЫ Расслоение гипобласта и эпибласта за счет миграции клеток в латеральном направлении – образование внезародышевой МЕЗОДЕРМЫ, зародышевой МЕЗОДЕРМЫ и ХОРДЫ В эпибласте остаются клетки зародышевой ЭКТОДЕРМЫ РЕЗУЛЬТАТ – имеются 3 зародышевых и 3 внезародышевых листка.
Обособление тела эмбриона Начало – 21 сутки. Стадии: латеральное сгибание – приподнятие зародышевого щитка, образование туловищных складок. При этом ЗАРОДЫШЕВАЯ ЭНТОДЕРМА замыкается в кишечную трубку. Продольное сгибание – головной и каудальный концы сгибаются в сторону желточного мешка и прехордальная пластинка перемещается на вентральную сторону и после ее разрыва здесь окажется ротовое отверстие. Результат: зародыш связан с желточным мешком стебельком (амниотическая ножка – затем превращается в пупочный канатик). NB ! Одновременно происходит закладка комплекса осевых органов.
Формирование комплекса осевых зачатков В течение конца 3-й и всей 4-й недель (18-28 сутки) из трёх зародышевых листков формиру е тся комплекс осевых зачатков. В свою очередь, затем из большинства этих зачатков развиваются ткани, органы и системы. Производные мезодермы
Хорда Образуется одновременно с мезодермой – в конце 3-й недели из выроста эпибласта (нотохорд). Растет вперед к прехордальной пластинке между крыльями мезодермы. РЕЗУЛЬТАТ – образование осевой структуры – хорды, вокруг которой будет формироваться позвоночный столб.
Сомиты Плотные сегменты, лежащие по сторонам хорды. Появляются последовательно – 22 сутки – 7 пар, 30 сутки – 30 пар. На этой стадии (4-я неделя) уже заметно подраздел ение сомитов на 3 части - дерматом, миотом и склеротом. Клетки склеротомов окружают хорду, давая начало формированию позвоночника. На 35 сутки – все 44 пары.
Срез края амниона Сомиты Слуховые плакоды Перикардиальные валики Нервные складки Краниальный нейропор Каудальный нейропор
Мезенхима Клетки выселяются из СКЛЕРОТОМОВ и МИОТОМОВ. Из нее развиваются все виды соединительной ткани, кроветворная ткань и кровь, микроглия, гладкомышечная ткань, кровеносные сосуды. NB! Хрящи и кости – из мезенхимы склеротомного происхождения, а соединительная ткань – дерматомного.
Нефрогонотомы Связывают миотом со спланхнотомом. Сегментированы ТОЛЬКО в передней и средней третях зародыша. Передние 8-10 сегментных ножек – на 3-й неделе развивается предпочка На 4-5 неделе – следующие 25 ножек – канальцы первичной почки. Каудальнее – несегментированные части – нефрогенный тяж. Из него формируется нефробластема. Из нее и мезонефрального протока будет формироваться вторичная почка.
Спланхнотомы НЕСЕГМЕНТИРОВАННЫЕ вентральные отделы мезодермы. 2 листка – вентральный и париетальный. Вентральный – миоэпикардиальная пластинка (мио- и эпикард). Париетальный – предшественник мезотелия. Полость между листками – целомическая. С 5 по 8 неделю разделяется на перикардиальную, плевральную и перитонеальную части.
Производные эктодермы и энтодермы
РЕПРОДУКТИВНАЯ ИММУНОЛОГИЯ Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД Medawar, 1953 Физическое разделение матери и плода Антигенная «незрелость» плода Иммунная «инертность» матери Выяснение механизмов подавления материнского иммунного ответа на системном и местном уровнях; Изучение вклада неспецифического иммунного ответа (врожденного иммунитета) в регуляцию реакций специфического (приобретённого) иммунитета; Формирование представлений о том, что ответная реакция лимфоцитов формируется не только и не столько контактом со специфическим антигеном, сколько условиями, в которых этот контакт осуществляется.
Молекулы главного комплекса гистосовместимости I класса (A, B, C) представляют пептиды из цитоплазмы на поверхности клетки (включая вирусные пептиды при их наличии). Эти пептиды представляют собой фрагменты белков, разрушенных в протеасомах. Длина пептидов в среднем около 9 аминокислот. Чужеродные антигены привлекают Т-киллеры (также называемые CD8-положительными или цитотоксическими Т-клетками), которые уничтожают клетку-носитель антигена. Молекулы этого класса присутствуют на поверхности всех типов клеток, кроме эритроцитов и клеток трофобласта. Молекулы главного комплекса гистосовместимости II класса (DP, DM, DOA, DOB, DQ, DR) представляют антигены из пространства вне клетки T-лимфоцитам. Некоторые антигены стимулируют деление Т-хелперов, которые затем стимулируют B-клетки для производства антител к данному антигену. Молекулы этого класса находятся на поверхности антигенпредставляющих клеток: дендритных клеток, макрофагов, B-лимфоцитов. Молекулы главного комплекса гистосовместимости III класса кодируют компоненты системы комплемента, белков, присутствующих в крови. Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД
Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД Защиту плода во многом обеспечивает трофобласт ( трофобласт действует и как физический барьер). Трофобласт примыкает к децидуальной ткани на значительной площади - до 15 м 2 у 20-недельного плода человека. Он подразделен на - наружный слой - синцитиотрофобласт, внутренний слой - цитотрофобласт, клетки которого выполняют камбиальную роль для всего трофобласта. Это слой цитотрофобласта называется слоем Ланхганса. Соединительная ткань стромы ворсинки содержит огромное количество глюкозоаминогликанов, регулирующих диффузию веществ, клетки Кащенко- Гофбауэра - свободные макрофаги, эндоцитирующие белки матери. Формирование синцития стимулируется фибронектином, коллагеном I, ГМ-КСФ, КСФ-1, дексаметазоном ( dexamethasone ), EGF, hCG и ингибируется ТФР-бета-1.
Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД Поразительная устойчивость синцитиотрофобласта — Трофобласт не лизируется в гипотонических средах -- Не распадается при умеренных температурных шоках, замораживании и оттаивании. -- Резистентен к комплементарному лизису. Клетки трофобласта ингибируют активацию комплемента. (В плаценте выявлены компоненты С1q, С4, С5. С6, С9: в плацентарных супернатантах - антикомплементарные факторы. На клетках трофобласта не выявлено рецепторов для СЗ и С 4) -- Трофобласт резистентен к иммунному лизису (цитотоксическими Т-лимфоцитами /ЦТЛ-ми/, к механизму АТ-ЗКЦ), поэтому при пересадке не отторгается. При внематочной беременности бластоциста может имплантироваться на различных органах брюшной полости и развиваться, не отторгаясь. Т.е. особенность иммунологической толерантности обусловлена трофобластом, а не маткой. Отщепление сиаловых кислот (ацильных производных нейраминовой кислоты) нейраминидазой отменяет толерантность трофобласта к киллерам. - Клетки трофобласта за счет поверхностных сиаловых кислот несут высокий отрицательный заряд (поэтому контакт с иными клетками, в т.ч. лимфоцитами, затруднен).
Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД - Рецепторы трофобласта На трофобластной мембране находятся FcR для Ig G (данный рецептор ответственен за перенос иммуноглобулинов в кровоток плода), рецепторы для инсулина, инсулиноподобных факторов роста, эпидермального фактора роста, трансферрина. - Низкая антигенность Для клеток трофобласта характерна относительно слабая антигенность и антигенная гетерогенность. Трофобласт не содержит антигены систем АВО и Rh. Клетки трофобласта в тканях матери (мигрирующие) сорбируют на себя антитела к антигенам отца, перехватывая таким образом специфические антитела до подхода к тканям плода. К концу беременности в кровоток матери поступают тысячи клеток трофобласта. Трофобласты широко диссеминированы в тканях матки. Некоторые субпопуляции трофобластов мигрируют к спиральным артериям матки и внедряются в материнские эндотелиальные и мышечные клетки, сосудистой стенки.
Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД Локальная защита трофобласта Системная защита трофобласта Децидуальные и пр. факторы с ограниченной сферой действия - Рg E2 -ТGF-бета-2-подобные молекулы - Цитокиновый каскад клеток — ИЛ-10 -Отсутствие экспрессии отцовских антигенов (низкая иммуногенность плаценты) -Действие белков беременности - Гормоны беременности -- Хорионический гонадотропин -- Плацентарный лактоген -- Эстрадиол -- Прогестерон - Ингибиторы пролиферации Т-лимфоцитов (продуцируют трофобласты ) -- альфа- фетопротеин -- прогестерон --стероиды -- некоторые простагландины
Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД Фактор ранней беременности 1. Тромбоцитактивирующий фактор (ТАФ ) вырабатывается яйцеклеткой сразу после проникновения в нее сперматозоида. Стимулирует выработку фактора ранней беременности (ФРБ). 2. Фактор ранней беременности - самый известный маркер оплодотворения в ранние сроки. ФРБ выделен из сыворотки крови беременной, экстрактов плаценты, тромбоцитов. Он воздействует на супрессорные механизмы иммунной системы, которые позволяют сохранить беременность. 3. ФРБ обнаруживается в крови от 6 до 24 часов после оплодотворения, определяется в течение 48 часов после успешного in vitro оплодотворения и переноса эмбриона; максимальный уровень регистрируется в начале первого триместра. Его уровень постепенно уменьшается и почти не выявляется к сроку родов и исчезает в пределах 24 часов после гибели эмбриона и полного удаления трофобластической опухоли; 4. NB!!! Отсутствие достаточной концентрации в ранние сроки беременности является плохим прогностическим признаком.
Иммунологические взаимоотношения в системе МАТЬ- ПЛОД Фактор ранней беременности ФРБ тормозит распознавание лимфоцитами зиготы в доимплантационный период и после него. Он ингибирует иммунные реакции, способствует синтезу блокирующих антител, накоплению супрессорных лимфоцитов в зоне имплантации бластоцисты, модулирует иммуносупрессивное действие плацентарных гормонов. После имплантации защитную функцию начинает выполнять сначала трофобласт, а затем плацента. Плацента одновременно объединяет организмы матери и плода и, что важно, разобщает эти иммунологически несовместимые организмы, препятствуя взаимному проникновению иммунокомпетентных клеток, макромолекул, и фагоцитирует клетки и неклеточные фрагменты тканей материнского и плодного происхождения. Плацента вырабатывает вещества, регулирующие отношения матери и плода, в том числе гормоны ( хориональный соматотропин, гонадотропин, лютропин, тиротропин, кортикотропин, эстрогены, прогестерон и др.). Плацента и некоторые репродуктивные ткани способны синтезировать и акцептировать широкий спектр белковых факторов (а- фетопротеин, белковый фактор трофобласта) и цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, ТРФ-р, КСФ, ИФ-а и р, Т16 и др.). Одни из этих веществ могут быть ростостимулирующими (ИЛ-1, ИЛ-2,КСФ), другие — ростингибирующими (ФНО-а, ТРФ-р, ИЛ-6, ИФ).
Лекция закончена Благодарю за внимание
