Файл: Контрольные вопросы для самоподготовки 19 Примеры ситуационных задач.docx

ВВЕДЕНИЕ В ЭМБРИОЛОГИЮ

и

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГИСТОГЕНЕЗ

ЧЕЛОВЕКА

Составители:

профессор С.Ю.Виноградов

профессор С.В.Диндяев

Оглавление

1. Введение 2 2. Прогенез 4

человека

4. 
   Контрольные вопросы для самоподготовки 19
   
5. 
   Примеры ситуационных задач 22
   
6. 
   Литература 27
   

1. ВВЕДЕНИЕ

Здоровье человека во многом зависит от начальных периодов онтогенеза, когда происходит закладка, формирование и развитие тканей, органов и их систем.

Индивидуальное развитие человека, а также формирование целого ряда врожденных и наследственных заболеваний начинается задолго до оплодотворения, - с момента закладки половых клеток (гамет) в половых железах родителей. Этот период онтогенеза называется прогенез

(гаметогенез).

Внутриутробный (пренатальный) период развития человека делится на эмбриональный(8-9 недель от момента зачатия или 9-10 недель от первого дня последней менструации) и фетальный (от конца эмбрионального периода до родов).

В последнее время в медицинских науках, изучающих нормальный и патологически измененный онтогенез человека, выделяют его комплексный этап – киемагенез (куеmа - потомство) = прогенез + эмбриогенез + фетогенез.

В основе онтогенеза (в т.ч. и раннего) лежат сложнейшие взаимосвязанные процессы морфогенеза.

Морфогенез – это процесс филоонтогенетически обусловленного прогрессивного развития живой материи на различных уровнях ее структурной организации в составе целостного организма. Основными морфогенетическими процессами являются: размножение клеток, детерминация, дифференцировка, индукция, интеграция, клеточные перемещения, апоптоз.

---

1. 
   Размножение клеток в эмбриогенезе приводит к увеличению численности клеточных популяций. Способы размножения клеток в этот период должны строго обеспечивать равномерное распределение хромосом между дочерними клетками. Этому условию отвечают дробление и митоз.
   
2. 
   Детерминация – генетическое предопределение пути развития. В эмбриогенезе происходит последовательное репрессирование активных локусов генома и постепенное сужение спектра возможностей дифференцирования. Детерминация в эмбриогенезе проходит: а) овотипический (оотипический), б) бластомерный, в) зачатковый (листковый) и г) тканевый уровни.
   
3. 
   Дифференцировка– генетически управляемый процесс клеточной специализации. Она обеспечивается появлением в клетке органелл (в т.ч. специальных), которые определяют способность клетки к функционированию.
   
4. 
   Индукция– влияние одних эмбриональных субстратов (клеток,
   

зачатков или

тканей) на процессы развития и дифференцировки других эмбриональных субстратов благодаря выработке низко молекеулярных факторов регуляции морфогенеза. Они воспринимаются рецепторами индуцируемых структур (например: сперматозоид активизирует метаболизм яйцеклетки, хордо-мезодермальный комплекс является стимулятором дифференцировки эктодермы на кожную часть и нейроэктодерму и др.).

5. 
   Интеграция– объединение субстратов различных уровней организации живой
   

материи в системы в более высоких уровней (например: структуры субклеточных уровней в процессе интеграции образуют клетки, интеграции клеток создают ткани, интеграции тканей - органы и т.д.). 6. Клеточные перемещения– определяются совокупностью многих факторов жизнедеятельности клеток: различные уровни метаболизма, неодинаковость митотической активности, межклеточные контакты разных степеней прочности, индукции и т.д. Клеточные перемещения имеют особое значение в гаструляции (см. ниже). Клетки могут перемещаться: а) в свободном состоянии путем иммиграции (выселения) и б) в составе клеточных пластов путем деламинации (расщепления), инвагинации (впячивания) и эпиболии (обрастания).

7. 
   Физиологическая регенерация – генетически запрграммированное восстановление структур, утраченных в процессе нормальной жизнедеятельности
   
8. 
   Апоптоз– генетически запрограммированная смерть клетки является неотъемлемым компонентом многих стадий эмбриогенеза.
   

---

2. ПРОГЕНЕЗ

Основное содержание этого периода заключается в образовании и дифференцировке первичных половых клеток (ППК, гонобласты) в зрелые детерминированные (то есть способные к оплодотворению) клетки - гаметы (сперматозоиды или яйцеклетки). Процесс начинается в организме родителей на самых ранних этапах эмбриогенеза и достигает своего апогея в период половой зрелости (репродуктивный период).

В семенниках (мужские половые железы) протекает сперматогенез, в яичниках (женские половые железы) – основные, но не все стадии овогенеза.

---

2.1. Образование и миграция первичных половых клеток

Место изначального образования гонобластов (первичных половых клеток или ППК) в точности не установлено. Они являются несингентными клетками для собственного организма (сингенность – генетическая совместимость).

Есть предположение, что гонобласты образуются на самых ранних этапах эмбриогенеза (до дифференцировки зародышевых листков) из некоторых бластомеров, имеющих на вегетативном полюсе цитоплазму, богатую РНК. Этот участок цитоплазмы называется зародышевой плазмой. Она формируется еще в яйцеклетке в ходе оплодотворения и содержит факторы, детерминирующие (определяющие) специфику развития половых клеток.

Морфологически обособившиеся гонобласты представляют собой округло-угловатые клетки (до 20 мкм в диаметре) с псевдоподиями. Ядро содержит диплоидный набор хромосом. Цитоплазма богата гликогеном и щелочной фосфатазой. В ней хорошо развиты митохондрии и цитоскелет. Эти структурные особенности обеспечивают поддержание энергетического обмена клеток на высоком уровне, что способствует их активной подвижности в процессе миграции.

ППК совершают сложный миграционный путь от места их гипотетической закладки до гонад (половых желез). В течение первого месяца эмбриогенеза гонобласты перемещаются (мигрируют) с помощью псевдоподий. В это время они интенсивно размножаются митозом.

Этапы миграционного пути:

• 
  гензеновский (первичный) узелок (компонент формирующейся зародышевой мезодермы, см. лекцию). - гонобласты обнаруживаются на 14-15 сутки эмбриогенеза.
  
• 
  стенка желточного мешка (20 сутки),
  
• 
  стенка каудального отдела кишечной трубки(25 сутки)
  
• 
  дорзальная брыжейка(28 сутки), • индифферентная половая железа (30-35 сутки).
  

В процессе миграции популяция гонобластов растет за счет их деления. Одновременно большое количество гонобластов гибнет (индуцированный апоптоз), что имеет огромное биологическое значение:

• 
  пролиферация гонобластов идет с большим количеством мутации (нарушение генома) и организм стремится в первую очередь освободиться от этих клеток;
  
• 
  происходит естественный отбор генетически полноценных ППК;
  
• 
  в развивающемся организме формируется состояние иммунотолерантности (иммунологической невосприимчивости) к сингентному дифферону половых клеток;
  
• 
  гонобласты, продолжающие миграционный путь, пополняют запасы гликогена и других питательных и энергетических соединений за счет погибших клеток.
  

---

Таким образом, гонобласты (ППК) обладают целым рядом характерных морфо-функциональных свойств:

• 
  образуются вне половых органов;
  
• 
  полностью не дифференцированы (в т.ч. в половом отношении);
  
• 
  характеризуются плюрипотентностью (неограниченностью путей дифференцировки);
  
• 
  обладают диплоидным набором хромосом;
  
• 
  способны к пролиферации путем митоза;
  
• 
  способны к активной миграции;
  
• 
  подвержены массовой гибели (путем индуцированного апоптоза).
  

На 30-35 сутки гонобласты достигают конечного пункта миграции – индифферентных половых желез.

ППК приобретают округлую форму и теряют способность к активному передвижению. На этой стадии развития половые клетки называются гоноцитами. Они являются стволовыми клетками гаметогенеза (СКГ).

Их дальнейшее дивергентное (бисексуальное) развитие сопряжено с дифференцированием индифферентных гонад по мужскому или женскому типам. Этот процесс начинается на 6-8 неделе эмбриогенеза и во многом связан с наличием или отсутствием инициирующего влияния Y–хромосомы.

2.2. Гаметогенез

При развитии гонад по мужскому типу формируются мужские половые железы – семенники. В них происходит дифференцирование СКГ по пути создания сперматогенного ряда (дифферона) клеток. Этот путь гаметогенеза называется сперматогенезом.

В женских половых железах - яичниках процесс гаметогенеза называется овогенезом. В этом случае дифференцирование СКГ идет по пути овогенного (овоцитарного) ряда (дифферона.) клеток

Итогом гаметогенеза является образование высокодифференцированных гаплоидных половых клеток – сперматозоидов или яйцеклеток. Двукратное уменьшение диплоидного набора хромосом клеток-предшественников (сперматогоний и овогоний) происходит вследствие редукционного деления

– мейоза.

2.2.1. Сперматогенез совершается в четыре стадии, проходя которые клетка сперматогенного дифферона последовательно повышает свой уровень дифференцирования. Каждому уровню дифференцирования (стадии)

соответствует особое название клетки

1. 
   Стадия размножения  сперматогонии
   
2. 
   Стадия роста  сперматоциты I и II (первого и второго порядков)
   
3. 
   Стадия созревания  сперматиды
   
4. 
   Стадия формирования (спермиогенез)  сперматозоиды
   

(неактивированные)

---