Контрольная работа по "Биологии"

7. Дать подробную характеристику пренатального этапа онтогенеза человека. Дать общую характеристику каждого этапа, подчеркивая его биологическое значение.

Онтогенез (от греч. ontos - существо и genesis - происхождение) - это жизнь до рождения и после него, это непрерывный процесс индивидуального роста и развития организма, его возрастного изменения.

Во внутриутробном периоде, от зачатия и до рождения, в течение 280 суток (9 календарных месяцев) зародыш (эмбрион) располагается в теле матери (от момента оплодотворения и до рождения). В течение первых 8 недель происходят основные процессы формирования органов, частей тела. Этот период получил название эмбрионального (зародышевого), а организм будущего человека - эмбрион (зародыш). С 9-недельного возраста, когда начинают обозначаться основные внешние человеческие черты, организм называют плодом, а период - плодным (фетальным - от греч. fetus - плод).

Развитие нового организма  начинается с процесса оплодотворения (слияния сперматозоида и яйцеклетки), которое происходит обычно в маточной трубе. Слившиеся половые клетки образуют качественно новый одноклеточный зародыш - зиготу, обладающую всеми свойствами обеих половых клеток. С этого момента начинается развитие нового (дочернего) организма.

Оптимальные условия  для взаимодействия сперматозоида  и яйцеклетки обычно создаются в течение 12 ч после овуляции. Объединение ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки приводит к образованию в одноклеточном организме (зиготе) характерного для человека диплоидного набора хромосом (46). Пол будущего ребенка определяется комбинацией хромосом в зиготе и зависит от половых хромосом отца. Если яйцеклетка оплодотворена сперматозоидом с половой хромосомой X, то в образующемся диплоидном наборе хромосом появляется две Х-хромосомы, характерные для женского организма. При оплодотворении сперматозоидом с половой хромосомой Y, в зиготе образуется комбинация половых хромосом ХY, характерная для мужского организма.

Первая неделя развития зародыша - это период дробления (деления) зиготы на дочерние клетки (рис.1). Непосредственно после оплодотворения в течение первых 3-4 дней зигота делится и одновременно продвигается по маточной трубе в сторону полости матки. В результате деления зиготы образуется многоклеточный пузырек - бластула с полостью внутри (от греч. blastula - росток). Стенки этого пузырька образованы клетками двух видов: крупными и мелкими. Из наружного слоя мелких клеток формируются стенки пузырька - трофобласт. В дальнейшем клетки трофобласта образуют внешний слой оболочек зародыша. Более крупные темные клетки (бластомеры) образуют скопление - эмбриобласт (зародышевый узелок, зачаток зародыша), который располагается кнутри от трофобласта. Из этого скопления клеток (эмбриобласта) развиваются зародыш и прилежащие к нему внезародышевые структуры (кроме трофобласта).

Рис.1. Дробление зиготы и образование зародышевых листков А - оплодотворение: 1 - сперматозоид; 2 - яйцеклетка; Б; В - дробление зиготы, Г - морубластула: 1 - эмбриобласт; 2 - трофобласт; Д – бластоциста: 1-эмбриобласт; 2 - трофобласт; 3 - полость амниона; Е - бластоциста: 1-эмбриобласт; 2-полость амниона; 3 - бластоцель; 4 - эмбриональная энтодерма; 5-амнионитический эпителий - Ж - И: 1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 – мезодерма.

Между поверхностным  слоем (трофобластом) и зародышевым  узелком скапливается небольшое  количество жидкости. К концу 1-й недели развития (6 - 7-й день беременности) зародыш попадает в матку и внедряется (имплантируется) в ее слизистую оболочку; имплантация продолжается около 40 часов. Поверхностные клетки зародыша, образующие пузырек, - трофобласт (от греч. trophē - питание), выделяют фермент, разрыхляющий поверхностный слой слизистой оболочки матки, которая подготовлена к внедрению в нее зародыша. Формирующиеся ворсинки (выросты) трофобласта вступают в непосредственный контакт с кровеносными сосудами материнского организма. Многочисленные ворсинки трофобласта увеличивают поверхность его соприкосновения с тканями слизистой оболочки матки. Трофобласт превращается в питательную оболочку зародыша, которая получила название ворсинчатой оболочки (хорион). Вначале хорион имеет ворсинки со всех сторон, затем эти ворсинки сохраняются только на стороне, обращенной к стенке матки. В этом месте из хориона и прилежащей к нему слизистой оболочки матки развивается новый орган - плацента (детское место). Плацента - орган, который связывает материнский организм с зародышем и обеспечивает его питание.

Вторая неделя жизни зародыша - это стадия, когда клетки эмбриобласта разделяются на два слоя (две пластинки), из которых образуется два пузырька (рис.2). Из наружного слоя клеток, прилежащих к трофобласту, образуется эктобластический (амниотический) пузырек. Из внутреннего слоя клеток (зачатка зародыша, эмбриобласта) формируется эндобластический (желточный) пузырек. Закладка ("тело") зародыша находится там, где амниотический пузырек соприкасается с желточным. В этот период

зародыш представляет собой двухслойный  щиток, состоящий из двух листков: наружного  зародышевого (эктодерма), и внутреннего  зародышевого (энтодерма).

Рис.2. Положение эмбриона и зародышевых  оболочек на разных стадиях развития человека:

А - 2-3 неделя; Б - 4 неделя: 1 - полость амниона; 2 - тело эмбриона; 3 - желточный мешок; 4 - трофоласт; В - 6 неделя; Г - плод 4-5 месяц: 1 - тело эмбриона (плода); 2 - амнион; 3 - желточный мешок; 4 - хорион; 5 - пупочный канатик.

Эктодерма обращена в сторону амниотического пузырька, а энтодерма прилежит к желточному пузырьку. На этой стадии можно определить поверхности зародыша. Дорсальная поверхность прилежит к амниотическому пузырьку, а вентральная - к желточному. Полость трофобласта вокруг амниотического и желточного пузырьков рыхло заполнена тяжами клеток внезародышевой мезенхимы. К концу 2-й недели длина зародыша составляет всего 1,5 мм. В этот период зародышевый щиток в своей задней (каудальной) части утолщается. Здесь в дальнейшем начинают развиваться осевые органы (хорда, нервная трубка).

Третья неделя жизни зародыша является периодом образования трехслойного щитка (зародыша). Клетки наружной, эктодермальной пластинки зародышевого щитка смещаются к заднему его концу. В результате образуется клеточный валик (первичная полоска), вытянутый в направлении продольной оси зародыша. В головной (передней) части первичной полоски клетки растут и размножаются быстрее, в результате чего образуется небольшое возвышение - первичный узелок (узелок Гензена). Место первичного узелка указывает на краниальный (головной конец) тела зародыша.

Быстро размножаясь, клетки первичной  полоски и первичного узелка прорастают в стороны между эктодермой и  энтодермой, так образуется срединный  зародышевый листок - мезодерма. Клетки мезодермы, расположенные между листками щитка, называются внутризародышевой мезодермой, а выселившиеся за его пределы - внезародышевой мезодермой.

Часть клеток мезодермы  в пределах первичного узелка особенно активно растет вперед от головного и хвостового конца зародыша, проникает между наружным и внутренним листками и образует клеточный тяж - спинную струну (хорду). В конце 3-й недели развития в передней части наружного зародышевого листка происходит активный рост клеток - образуется нервная пластинка. Эта пластинка вскоре прогибается, образуя продольную борозду - нервную бороздку. Края бороздки утолщаются, сближаются и срастаются друг с другом, замыкая нервную бороздку в нервную трубку. В дальнейшем из нервной трубки развивается вся нервная система. Эктодерма смыкается над образовавшейся нервной трубкой и теряет с ней связь.

В этот же период из задней части энтодермальной пластинки  зародышевого щитка во внезародышевую мезенхиму (в так называемую амниотическую ножку) проникает пальцевидный вырост - алантоис, который у человека определенных функций не выполняет. По ходу алантоиса от зародыша к ворсинкам хориона прорастают кровеносные пупочные (плацентарные) сосуды. Содержащий кровеносные сосуды тяж, соединяющий зародыш с внезародышевыми оболочками (плацентой), образует брюшной стебелек.

Таким образом, к концу 3-й недели развития зародыш человека имеет вид трехслойной пластинки, или трехслойного щитка. В области  наружного зародышевого листка видна нервная трубка, а глубже - спинная струна, т.е. появляются осевые органы зародыша человека. К концу третьей недели развития длина зародыша составляет 2-3 мм.

Четвертая неделя жизни - зародыш, имеющий вид трехслойного щитка, начинает изгибаться в поперечном и продольном направлениях. Зародышевый щиток становится выпуклым, а его края отграничиваются от окружающего зародыш амниона глубокой бороздой - туловищной складкой. Тело зародыша из плоского щитка превращается в объемный, эктодерма покрывает тело зародыша со всех сторон.

Из эктодермы в дальнейшем образуются нервная система, эпидермис  кожи и ее производные, эпителиальная  выстилка ротовой полости, анального  отдела прямой кишки, влагалища. Мезодерма  дает начало внутренним органам (кроме  производных энтодермы), сердечно-сосудистой системе, органам опорно-двигательного аппарата (костям, суставам, мышцам), собственно коже.

Энтодерма, оказавшаяся  внутри тела зародыша человека, свертывается в трубку и образует эмбриональный  зачаток будущей кишки. Узкое отверстие, сообщающее эмбриональную кишку с желточным мешком, в дальнейшем превращается в пупочное кольцо. Из энтодермы формируются эпителий и все железы пищеварительной системы и дыхательных путей.

Эмбриональная (первичная) кишка вначале замкнута спереди и сзади. В переднем и заднем концах тела зародыша появляются впячивания эктодермы - ротовая ямка (будущая ротовая полость) и анальная (заднепроходная) ямка. Между полостью первичной кишки и ротовой ямкой имеется двухслойная (эктодерма и энтодерма) передняя (рото-глоточная) пластинка (мембрана). Между кишкой и заднепроходной ямкой имеется клоакальная (заднепроходная) пластинка (мембрана), также двухслойная. Передняя (рото-глоточная) мембрана прорывается на 4-й неделе развития. На 3-м месяце прорывается задняя (заднепроходная) мембрана.

В результате изгибания  тело зародыша оказывается окруженным содержимым амниона - амниотической  жидкостью, которая выполняет роль защитной среды, предохраняющей зародыш  от повреждений, в первую очередь  механических (сотрясения).

Желточный мешок отстает  в росте и на 2-м месяце внутриутробного  развития имеет вид небольшого мешочка, а затем полностью редуцируется (исчезает). Брюшной стебелек удлиняется, становится относительно тонким и в  дальнейшем получает название пупочного канатика.

В головном отделе на каждой стороне зародыша из эктодермы на 4-й неделе формируются зачатки  внутреннего уха (вначале слуховые ямки, затем слуховые пузырьки) и  будущий хрусталик глаза. В это  же время перестраиваются висцеральные отделы головы, которые вокруг ротовой бухты образуют лобный и верхнечелюстные отростки.

На передней поверхности  туловища зародыша видны возвышения: сердечный, а за ним - печеночный бугры. Углубление между этими буграми  указывает на место образования  поперечной перегородки - одного из зачатков диафрагмы. Каудальнее печеночного бугра находится брюшной стебелек, содержащий крупные кровеносные сосуды и соединяющий эмбрион с плацентой (пупочный канатик). Длина зародыша к концу 4-й недели равна 4-5 мм.

В период с 5-й по 8-ю неделю жизни эмбриона продолжается формирование органов (органогенез) и тканей (гистогенез). Это время раннего развития сердца, легких, усложнение строения кишечной трубки, формирования висцеральных дуг, образование капсул органов чувств. Нервная трубка полностью замыкается и расширяется в головном отделе (будущий головной мозг). В возрасте около 31-32 дней (5-я неделя) длина зародыша равна 7,5 мм. На уровне нижних шейных и 1-го грудного сегментов тела появляются плавниковоподобные зачатки (почки) рук. К 40-му дню образуются зачатки ног.

На 8-й неделе (длина  зародыша 28-30 мм) заканчивается закладка органов зародыша. С 9-й недели, т.е. с начала 3-го месяца, зародыш (теменно-копчиковая длина 39-41 мм) принимает вид человека и называется плодом.

С 5-й и до конца 8-й недели развитие человеческого зародыша характеризуется ростом и дифференцировкой органов.

Восьминедельный зародыш имеет длину около 40 мм и массу около 5 г.

В период между 6-й и 8-й  неделями общий вид зародыша изменяется, намечаются черты лица, и он начинает обнаруживать больше сходства с человеком. Обособляется шея, голова становится круглой, возникают зачатки наружного уха и носа. Глаза смещаются с боковых поверхностей кпереди и сближаются, появляются веки. Конечности становятся длиннее, четко намечаются и оформляются все их отделы. Хорошо развиваются пальцы, особенно на руках. Хвост почти незаметен. В переднем отделе мозга начинается рост больших полушарий. Происходит дальнейшая дифференцировка секреторных компонентов вторичной почки. Начинается образование надпочечников.

К концу 7-й недели (длина  зародыша - 19-20 мм) начинают формироваться  веки. Благодаря этому глаза обрисовываются более четко.

К 8-й неделе завершается  дифференцировка зачатков гонад  в мужские или женские половые  железы, например в первых уже отчетливо видны семенные канальцы.

К концу 8-й недели завершается  зародышевый период развития. Практически  все основные структуры и системы  органов дифференцированы.

Плодный период, начинающийся с 9-й недели, характеризуется ростом структур, их дальнейшей дифференцировкой и началом функционирования.