Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Апреля 2017 в 12:25, шпаргалка
1. Понятие прогенеза и эмбриогенеза. Периоды и основные стадии эмбриогенеза у человека. Половые клетки человека, их структурно-генетическая характеристика.
Эмбриогенезу человека предшествует прогенез – процессы развития половых клеток, т.е., овогенез и сперматогенез. Первые 3 стадии развития половых клеток схожи и в тоже время имеют различия:
I – стадия размножения: происходит размножение стволовых половых клеток путем деления митозом малодифференцированных половых клеток (светлые сперматогонии типа А и овогонии). Стадия размножения у лиц женского пола протекает еще в эмбриональном периоде, у лиц мужского пола – после полового созревания.
Эмбриогенезу человека предшествует
прогенез – процессы развития половых
клеток, т.е., овогенез и сперматогенез.
Первые 3 стадии развития половых клеток
схожи и в тоже время имеют различия:
I – стадия размножения: происходит размножение
стволовых половых клеток путем деления
митозом малодифференцированных половых
клеток (светлые сперматогонии типа А
и овогонии). Стадия размножения у лиц
женского пола протекает еще в эмбриональном
периоде, у лиц мужского пола – после полового
созревания.
II – стадия роста: происходит увеличение
размеров половых клеток и подготовка
к мейозу (происходит в стадии созревания)
– синтез ДНК и перекомбинация генов в
гомологичных хромосомах при кроссенговере.
У лиц мужского пола происходит после
полового созревания и при этом сперматогонии
превращаются в сперматоциты I порядка,
у лиц женского пола эта стадия протекает
в 2 периода: “период малого роста” –
в эмбриональном периоде происходит незначительное
увеличение размеров половой клетки, синтез
ДНК и перекомбинация генов в гомологичных
хромосомах при кроссенговере, “период
большого роста” – после полового созревания,
при этом овоцит I порядка почти в 2 раза
увеличивается в размерах, приобретает
вторичную оболочку, накапливает желток
(трофические включения).
III – стадия созревания: происходит мейоз
(2 быстро следующих друг за другом деления
половых клеток без удвоения хромосом),
в результате образуются половые клетки
с уже с гаплоидным набором хромосом. У
мужчин стадия созревания происходит
после полового созревания, а у лиц женского
пола – начинается еще в эмбриональном
периоде и завершается после полового
созревания. У мужчин в стадии созревания
из одного сперматоцита I порядка образуется
4 сперматида; у женщин первое деление
начинается еще в эмбриональном периоде,
но остается незавершенным, продолжается
и заканчивается после полового созревания
и из одного овоцита I порядка образуется
один овоцит II порядка и первое редукционное
(направительное) тельце, а после второго
деления – одна яйцеклетка и второе редукционное
тельце. Первое редукционное тельце также
может поделиться, поэтому в результате
стадии созревания у женщин из одного
овоцита I порядка образуется 1 яйцеклетка
и 3 (или 2) редукционные тельца.
IV – стадия формирования имеет место только
при сперматогенезе, при этом сперматиды
избавляются от излишнего количества
цитоплазмы, покрываются гликокаликсом,
приобретают характерный для них структуру
(морфологию), т.е. превращаются в сперматозоиды.
В результате гаметогенеза образуются
половые мужские женские клетки, которые
отличаются от соматических клеток по
следующим признакам:
1. Набор хромосом: соматические клетки
имеют диплоидный, половые клетки – гаплоидный
набор хромосом.
2. Половые клетки имеют специальные приспособления
для выполнения своих специфических функций:
а) сперматозоиды – акрасому (видоизмененный
пластинчатый комплекс) для проникновения
через оболочки яйцеклетки и двигательный
аппарат (хвостик, центриоли и митохондрии);
б) яйцеклетки – I и II оболочки, желток
(трофические включения).
3. Ядерно-цитоплазматическое отношение
половых клеток резко отличается от соматических:
в яйцеклетке – очень низкое (резко преобладает
масса цитоплазмы), в сперматазоидах –
очень высокое (преобладает масса ядра).
4. Жизненный цикл у половых сложный и многостадийный.
5. Биологическое назначение: из соматических
клеток могут образоваться только подобные
клетки, а из половых клеток – целый новый
организм.
Яйцеклетка человека имеет диаметр
около 130 мкм, окружена первичной (оолеммa
или собственная оболочка) и вторичной
(блестящая или прозрачная зона — Zоnа
ро11ucida=Zр) оболочками и слоем фолликулярных
клеток. Блестящая зона состоит из гликопротеинов
Zр1, Zр2 и ZрЗ (является специфическим рецептором
для сперматозоидов) и гликозаминогликанов.
Ядро содержит гаплоидный набор хромосом
и хорошо выраженное ядрышко. В цитоплазме
имеются гранулярный ЭПС, комплекс Гольджи,
умеренное количество митохондрий, гранулы
желтка (трофические включения), сразу
под цитолеммой — кортикальные гранулы
(гранулы диаметром около 1мкм. окружены
элементарной .мембраной, содержат ферменты
для кортикальной реакции). В яйцеклетки
человека же’лтка мало, желток распределяется
по цитоплазме равномерно, т.е. яйцеклетка
олиголецнтальная и изолецитальная.
Процесс внутриутробного развития у человека
длится .в среднем 280 суток (10 лунных месяцев)
и делится на 3 периода:
1. Начальный период (1-ая неделя).
2. Зародышевый период (2-8 недели).
3. Плодный период (с 9-й недели до рождения).
Эмбриогенез
включает в себя процессы с момента оплодотворения
до рождения и включает следующие его
дни.
1. Оплодотворение, в результате которого
образуется зигота (одноклеточный зародыш),
2. Дробление зародыша с образованием бластулы.
3. Гаструляция — образование 3-х листкового
зародыша.
4. Гистогенез, органогенез и ситемагенез
— дифференцировка зародышевых листков
в ткани органов, образование из органов
систем органов.
Оплодотворение — это сближение и слияние
половых клеток с образованием одноклеточного
зародыша — зиготы. У человека оплодотворение
внутреннее, т.е. происходит и женских
половых путях. В процессе оплодотворения
выделяют:
1. Дистантное взаимодействие и сближение
половых клеток.
2. Контактное взаимодействие половых
клеток и активизация яйцеклетки.
3. Вхождение сперматазоида в в яйцеклетку
и последующей синкарион (сингамия)- слияние
женского и мужского пронуклеусов.
Дистантное взаимодействие
(взаимодействие на расстоянии) половых
клеток начинается с момента попадания
сперматозоидов в женские половые пути,
т.е. когда сперматозоиды находятся еще
во влагалище: женские половые клетки
выделяют специфические вещества — гемогомоны,
которые вызывают хемотаксис сперматозоидов
— свойство сперматозоидов двигаться
против градиента концентрации (туда,
где выше концентрация) гемогомонов Хемотаксис
сперматозоидов обуславливает их направленное
движение к яйцеклетке. Продвижению сперматозоидов
к яйцеклетке способствует также реотаксис
сперматозоидов — свойство сперматозоидов
всегда двигаться против тока жидкосж
(слизь в женских половых путях течет по
направлению: маточные трубы —> матка
—> влагалище).
Сперматозоиды двигаются со скоростью
30-50 мкм/сек. Поэгому уже через 30-60 минуг
могут попадать в полость матки, а через
1,5-2 часа — ампулярной части маточной
трубы. Сразу после эякуляции и в. ближайшие
часы сперматозоиды еще не способны оплодотворить
яйцеклетку, для этого должна произойти
капацнтация сперматозоида -приобретение
способности к оплодотворению под воздействием
секретов женских половых путей. Для капацитации
сперматозоидов в среднем требуется 7
часов.
Контактное взаимодействие половых клеток и проникновение сперматозойда в яйцеклетку Многочисленные сперматозоиды окружают яйцеклетку и выделяют ферменты, под воздействием которых о г яйцеклетки отсоединяются фолликулярные клетки. Сперматозоиды синхронным биением жгутиков вращают яйцеклетку со скоростью 4 оборота в минуту (в течении до 12 часов !). При помощи специфических (строго комплементарных для каждого вида) рецепторов сперматозоид (фермент гликозилтрансфераза па повнерхностп акросомы) и яйцеклетка (сахар N-ацетилглюкозамин в составе ZрЗ фракции гликопротеинов блестящей зоны) «узнают» друг друга — т.е. происходит контакт, в результате у сперматозоида просходит акрасомальная реакция — выделение и воздействие на оболочки яйцеклетки ферментов акросомы (гиалуронидаза и трипсин) и головка сперматозоида проникает через блестящую зону и оолемму и цитоплазму яйцеклетки. У человека и яйцеклетку проникает только один сперматозоид — моноспермия. Проникновению других сперматозоидов (полиспермия) препятствует наступающая через» несколько секунд кортикальная реакция — мембраны кортикальных гранул яйцеклетки сливаются с оолеммой и содержимое гранул воздействует на блестящшую зону (И оболочку яйцеклетки); в результате этого блестящая оболочка утрачивает способность осуществлять специфический контакт со сперматозоидами и запускать у них акрасомальную реакцию, уплотняется и превращается в оболочку оплодотворения, непроницаемую для остальных сперматозоидов.
Синкарион. После проникновения
в яйцеклетку ядро сперматозоида увеличивается
в размерах, хроматин десперализуется.
Далее ядра яйцеклетки и сперматозоида
(пронуклеусы) сближаются и сливаются
(синкарион), а из клеточного цетра сперматозоида
начинает формироваться веретено деления
— в результате образуется зигота, т.е.
одноклеточный зародыш. В зиготе начинается
интенсивный синтез белка. — яйцеклетка
актиивизируется, начинает готовится
к следующей стадии эмбриогенезе — дроблению.
Для активизации яйцеклетки проникновение
в нее сперматозоида необязательно, достаточно
кратковременного контакта между поверхностью
яйцеклетки и сперматозоида. Яйцеклетку
можно активизировать с помощью множества
неспецифических химических и физических
факторов (например укол иглы). Развитие
яйцеклетки активацией без сперматозоида
называется партеногенезом (пример: у
некоторых насекомых, у пчел).
В настоящее время разработаны методы
оплодотворения яйцеклеток млекопитающих
и человека in vitro — в пробирке, с последующей
пересадкой в матку. Благодаря этой методике
бесплодные женщины получили возможность
рожать нормальных детей.
Дробление — это деление зародыша,
но это деление несколько отличается от
обычного деления митозом: при дроблении
отсутствует пресинтетнческая фаза G1,
поэтому дочерние (слетки (бластомеры)
после митоза не синтезируют белки и не
растут — с каждым делением размеры образовавшихся
бластомеров становится все меньше и меньше
(отсюда и название «‘дробление»). В результате
дробления восстанавливается нормальное
ядерно-цитоплазматическое отношение
(у оплодотворенной яйцеклетки оно очень
низкое) и образуется бластула. Тип дробления
зависит от количества и распределения
желтка в яйцеклетке. Олиголецитальная
изолецитальная яйцеклетка человека дробится
по типу: полное неравномерное асинхронное.
Полное — в дроблении участвуют все участки
оплодотворенной яйцеклетки; неравномерное
— образовавшиеся бластомеры не одинаковые,
не равные: одни крупные и темные, располагаются
в центре зародыша их совокупность называется
змбриобластом — будущее тело, другие
мелкие и светлые, окружают снаружи бластомеры
эмбриобласта — их совокупность называется
трофобластом — участвует при формировании
плаценты; асинхронное = количество бластомеров
увеличивается не по геометрической прогреcии
(2-> 4-> 8 и т.д., т.е. кратное увеличение
числа блаcтомеров). В то же время следует
отметить, что первые бластомеры (по крайней
мере до 8 первых бластомеров) потенциально
не различаются. Доказательством этого
утверждения является образование однояйцевых
(идентичных) близнецов. Однояйцевые близнецы
образуются из одной яйцеклетки в случае
когда по каким-то причинам на стадии 2-х
или 3-х бластомерного зародыша происходит
их разделение и из каждого бластомера
развивается самостоятельный отдельный
организм. С другой стороны, если в эксперименте
взять двухбластомерного зародыша и разрушить,
один бластомер, то из второго бластомера
может развиться вполне нормальный организм.
Или еще; если взять двух эмбрионов на
стадии до 8-бласгомерного этапа и их объединить
в одну морулу, то можно получить новый
организм, наследующий признаки не 2-х
а 4-х родителей — такие экспериментально
полученные животные называются химерами.
Этими экспериментами было доказано, что
бластомеры ранних стадий дробления (вплоть
до 8-клеточной стадии) практически идентичны
и обладают неограниченными потенциями.
С помощью метода химер было доказано,
что какие бластомеры дадут трофобласт,
а какие — эмбриобласт зависит не от особенностей
самих бластомеров, а лишь от места, какое
они случайно заняли в моруле. Бластомеры
расположенные снаружи морулы подвергаются
воздействию одних условий, внутренние
бластомеры оказываются в других условиях,
что и определяет направление их дальнейшей
дифференцировки.
Дробление зиготы человека начинается
в конце 1-х суток после оплодотворения
в дистальной части маточной трубы и заканчивается
в 7-е сутки в полости матки. На 2-3-и сутки
зародыш находится в маточных трубах и
имеет вид плотного узелка — морулы, в
центральной части которого находятся
крупные темные бластомеры — эмбриоблзст,
а по периферии -мелкие светлые бластомеры
= трофобласт. В 4-е сутки бластула находится
в проксимальной части маточной трубы,
т.е. вплотную подходит к полости матки
и имеет вид пузырька. Бластомеры трофобласта
всасывают секрет маточной трубы и сами
секретируют жидкость, поэтому трофобласт
растягивается и превращается в пузырек,
заполненный жидкостью, а эмбриооласт
прикрепляется на одном полюсе к трофобласту
снутри. Такая бластула называется эпибластулой
(или синонимы; бластоциста, стерробластула).
На 5-е сутки бластоциста попадает в полость
матки и остается там до 7-х суток, за это
время несколько увеличивается в размерах
(100 и более бластомеров).
Гаструляция — это сложный процесс,
где в результате размножения, роста, днфференцировкн
н направленного перемещения клеток образуется
3-х листковый зародыш. Гаструляция происходит
7-17 сутки и осуществляется путем деламииацин
или расщипления (7-14 сутки) и иммиграции
или выселения (14-17 сутки).
В 7-е сутки эмбриобласт расщепляется на
2 слоя: верхний слой — эпибласт или первичная
эктодерма (содержит материал будущей
эктодермы, мезодермы, хорды и части энтодермы)
и нижний слой — гипобласт (будущая энтодерма
после присоединения клеточного материала
прехордальной пластинки из эпибласта).
Почти одновременно с этим происходит
выселение клеток из эпи- и гипооласта
— внезародышевая мезенхима, которая
выстилает внутреннюю поверхность трофобласта.
Далее в течение 2-й недели эпибласт и гипобласт
начинают прогибаться в противоположных
направлениях и превращаются в пузырьки:
из эпибласта образуется амниотнческий
пузырек, нз гипобласта — желточный пузырек.
Эти 2 пузырька окружаются внезародышевой
мезенхимой. Соприкасающиеся поверхности
амниотнческого и желточного пузырька
имеют вид диска (или щитка) и соответственно
называются зародышевым эпибластом и
зародышевым гипобластом, а вместе — зародышевым
щитком. Остальные участки амниогического
и желточного пузырька называются внезародышевым
эпи- и гипобластом.
В начале 3-й недели (14-17 сутки)
происходит иммиграция (выселение) клеток
из эпибласта, причем это происходит в
2 фазы: в I фазе идет подготовка к выселению
— клеточный материал подлежащий иммиграции
перемещается (медленно двигающиеся клетки:
с будущего краниального конца к каудальному
концу по центру эпибласта, а быстродвигаюшиеся
клетки: вначале тоже с краниального полюса
к каудальному полюсу, но по краю э:.’нблпста,
а затем поворачиваются и идут но центру
эпибласта к краниальному концу) и собирается
вместе и образует на поверхности эпибласта
3 структуры: прехордальную пластинку,
I узелок и I полоску; II фаза — собственно
выселение материала этих 3- структур.
I узелок выселяется и между имеющимися
двумя листками образует первый осевой
орган — хорду. Материал прехордальной
пластинки выселяется и присоединяется
к гипобласту, с этого момента нижним листок
будет называться энтодермой.
Клетки 1 полоски выселяется, занимает
положение между двумя имеющимися листками
и образует средний листок — мезодерму.
Оставшаяся часть эпибласта после выселения
клеток 3-х структур будет называться эктодермой.
В следующей стадии начинается дифференцировка
зародышевых листков в ткани (гистогенез)
органов (органогенез) и формирование
из органов систем органов (системогенез).
При этом следует выделить 20-21 сутки эмбриогенеза
— в эти сроки происходят следующие важные
процессы:
1 Из всех трех зародышевых листков, но
преимущественно нз мезодермы, выселяются
клетки, заполняют пространства между
тремя зародышевыми листками, т.е. формируется
зародышевая мезенхима.
2. Мезодерма дифференцируется на составные
части (томы) сомиты, сегментные ножки
и спланхнотомы.
3 Трехлистковый плоским зародыш сворачивается
«в трубку» — формируется туловище (энтодерма
сворачиваясь в трубку превращается к
I кишку, окруженную слоем мезенхимы и
сплапхнатомами; эктодерма покрывает
туловище снаружи).
4. При сворачивании зародыша » в трубку»
внезародышевые части организма обособляются
от тела зародыша и формируются провизорные
органы желточный мешок, гипнотическая
оболочка.
Материал зародышевых листков дифференнцируется
в ткани, органы и системы органов ( более
подробно о развитии конкретных органов
и систем смотри в лекциях по частной гистологии):
I Эктодерма:
- нервная ткань органов нервной системы;
- эпидермис кожи и его производные (сальные,
потовые, молочные железы, ногти, волосы);
- эпителии роговицы и хрусталик глаза,
эпителий преддверья ротовой полости
и анального отдела прямой кишки;
II Мезодерма: -дерматомы -> дерма кожи;
- миотомы —> скелетная мускулатура;
- склеротомы —> осевой скелет (кости
и хрящи позвоночного столба;
- сегментные ножки (нефрототомы) —► эпителий
мочеполовой системы;
- спланхиотомы -> мезотелий серозных
покровов (брюшины, плевры и околосердечной
сумки), эпителий гонад (клетки Сертоли
яичка и фолликулярные клетки яичников),
корковая часть надпочечников, миокард
и эпикард;
III Энтодерма:
- эпителий и железы (включая печень и поджелудочную
железу) пищеварительном и дыхательной
системы;
IV Мезенхима:
ткани внутренней среды (кровь и лимфа,
все виды волокнистых соединительных
тканей — рыхлая волокнистая соединительная
ткань, плотная волокнистая оформленная
и неоформленная волокнистая соединительные
ткани, соединительные ткани со специальными
свойствами, костные и хрящевые ткани)
и гладкая мышечная ткань.
Оплодотворение — это сближение
и слияние половых клеток с образованием
одноклеточного зародыша — зиготы. У человека
оплодотворение внутреннее, т.е. происходит
и женских половых путях. В процессе оплодотворения
выделяют:
1. Дистантное взаимодействие и сближение
половых клеток.
2. Контактное взаимодействие половых
клеток и активизация яйцеклетки.
3. Вхождение сперматазоида в в яйцеклетку
и последующей синкарион (сингамия)- слияние
женского и мужского пронуклеусов.
Дистантное взаимодействие
(взаимодействие на расстоянии) половых
клеток начинается с момента попадания
сперматозоидов в женские половые пути,
т.е. когда сперматозоиды находятся еще
во влагалище: женские половые клетки
выделяют специфические вещества — гемогомоны,
которые вызывают хемотаксис сперматозоидов
— свойство сперматозоидов двигаться
против градиента концентрации (туда,
где выше концентрация) гемогомонов Хемотаксис
сперматозоидов обуславливает их направленное
движение к яйцеклетке. Продвижению сперматозоидов
к яйцеклетке способствует также реотаксис
сперматозоидов — свойство сперматозоидов
всегда двигаться против тока жидкосж
(слизь в женских половых путях течет по
направлению: маточные трубы —> матка
—> влагалище).
Сперматозоиды двигаются со скоростью
30-50 мкм/сек. Поэгому уже через 30-60 минуг
могут попадать в полость матки, а через
1,5-2 часа — ампулярной части маточной
трубы. Сразу после эякуляции и в. ближайшие
часы сперматозоиды еще не способны оплодотворить
яйцеклетку, для этого должна произойти
капацнтация сперматозоида -приобретение
способности к оплодотворению под воздействием
секретов женских половых путей. Для капацитации
сперматозоидов в среднем требуется 7
часов.
Контактное взаимодействие половых клеток и проникновение сперматозойда в яйцеклетку Многочисленные сперматозоиды окружают яйцеклетку и выделяют ферменты, под воздействием которых о г яйцеклетки отсоединяются фолликулярные клетки. Сперматозоиды синхронным биением жгутиков вращают яйцеклетку со скоростью 4 оборота в минуту (в течении до 12 часов !). При помощи специфических (строго комплементарных для каждого вида) рецепторов сперматозоид (фермент гликозилтрансфераза па повнерхностп акросомы) и яйцеклетка (сахар N-ацетилглюкозамин в составе ZрЗ фракции гликопротеинов блестящей зоны) «узнают» друг друга — т.е. происходит контакт, в результате у сперматозоида просходит акрасомальная реакция — выделение и воздействие на оболочки яйцеклетки ферментов акросомы (гиалуронидаза и трипсин) и головка сперматозоида проникает через блестящую зону и оолемму и цитоплазму яйцеклетки. У человека и яйцеклетку проникает только один сперматозоид — моноспермия. Проникновению других сперматозоидов (полиспермия) препятствует наступающая через» несколько секунд кортикальная реакция — мембраны кортикальных гранул яйцеклетки сливаются с оолеммой и содержимое гранул воздействует на блестящшую зону (И оболочку яйцеклетки); в результате этого блестящая оболочка утрачивает способность осуществлять специфический контакт со сперматозоидами и запускать у них акрасомальную реакцию, уплотняется и превращается в оболочку оплодотворения, непроницаемую для остальных сперматозоидов.