С чего все начинается?
Оплодотворение - слияние материнской яйцеклетки с отцовским сперматозоидом - событие, с которого начинается внутриутробный период жизни человека. Происходит оплодотворение в просвете маточной трубы - длинного извитого образования, соединяющего полость матки с брюшной полостью. Сперматозоиды двигаются после попадания в половые пути женщины со скоростью 2-3 см в минуту и достаточно быстро достигают шейки матки. В ее просвет попадает около 10-20% от всего числа сперматозоидов, далее они должны преодолеть узкий просвет шейки матки, частично закрытый слизистой пробкой, и попасть в полость матки. Продолжая целенаправленное движение, осуществляемое за счет активных сокращений хвоста, имеющегося у каждой клетки - сперматозоида, они продвигаются вглубь к углам матки. В каждом из двух углов матки, находящихся в верхней ее части, существует по маленькому отверстию, соединяющему полость матки с просветом маточных труб. Яйцеклетка проникает в просвет маточной трубы из брюшной полости. Маточные (фаллопиевы) трубы представляют собойдлинные, узкие, извитые каналы, покрытые ворсинчатым эпителием, которому отводится очень важная роль в процессе оплодотворения. В отличие от сперматозоидов, обладающих способностью к активному передвижению, яйцеклетка двигаться не может, тем не менее она проходит небольшой путь от места, в котором оказалась после овуляции (выделения из яичников), до встречи со сперматозоидом. Движение это пассивное и обеспечивается оно за счет ритмичных и постоянных движений, которые совершают отростки ворсинчатого эпителия. В средней трети маточной трубы и происходит встреча.
Только самые сильные и, соответственно, здоровые сперматозоиды, попав в просвет маточной трубы, могут пытаться проникнуть сквозь оболочку яйцеклетки. Проникает и сливается с ядром яйцеклетки только один из них, после чего яйцеклетка уже недоступна для других сперматозоидов. Как известно, хромосомный набор всех клеток человека состоит из 46 хромосом, точнее из 23 пар, У каждого из нас в хромосомном наборе присутствует 23 хромосомы, доставшиеся нам от матери, и 23 хромосомы, доставшиеся в наследство от отца. Такой двойной набор хромосом имеют все клетки организма, за исключением половых. И только в процессе оплодотворения после слияния двух половых клеток образуется ядро, имеющее полный набор хромосом. Оплодотворенная яйцеклетка носит название зиготы.
Первые часы и дни
С момента завершения полового акта до оплодотворения проходит от нескольких минут до 3 дней. С этого момента начинается период внутриутробного развития человека. В процессе эмбриогенеза зародыш человека проходит этапы, повторяющие развитие рыб, птиц и млекопитающих, но на каждом их этих этапов эмбрион, а в последующем - и плод человека идет по пути отбора наиболее ценных из присущих этому виду признаков с дальнейшим преобразованием этих признаков в собственные, свойственные только человеку.
С момента проникновения сперматозоида в яйцеклетку до момента слияния их ядер проходит около 12 часов. Как только произошло слияние ядра сперматозоида с ядром материнской яйцеклетки, начинается процесс дробления зиготы - одна клетка разделяется на две, меньшие по размеру, называемые бластомерами, которые, в свою очередь, также делятся. Дальнейшее дробление бластомеров происходит не синхронно: какие-то клетки делятся быстрее, какие-то медленнее, в результате чего образуется морула (так называется стадия развития человеческого эмбриона, насчитывающая около сотни клеток). По форме морула напоминает тутовую ягоду, состоящую из множества клеток - предшественников всех клеток эмбриона. Процесс дробления до стадии морулы продолжается 3-4 суток после оплодотворения.
Следующим этапом развития плодного яйца является образование полости, заполненной жидкостью, внутри морулы. Жидкость эту выделяют клетки-бластомеры. До этого момента все бластомеры были одинаковыми и по величине, и по назначению. Теперь же они начинают дифференцироваться, то есть их дальнейшее деление и развитие идет по двум различным путям. Клетки, расположенные на внешней стороне морулы, становятся более мелкими, они формируют так называемый трофобласт, из которого в дальнейшем развивается хорион - предшественник плаценты. Клетки, расположенные на внутренней поверхности морулы, более крупные, формируют эмбриобласт, из которого и будет развиваться собственно эмбрион. На этой стадии плодное яйцо называется бластоцистой.
Проходя все описанные выше стадии развития, плодное яйцо продвигается в просвете маточной трубы, где произошло оплодотворение, по направлению к полости матки. К концу первой недели после момента оплодотворения бластоциста, попав в полость матки, начинает внедряться в ее слизистую оболочку. Так начинается стадия имплантации (внедрения) плодного яйца.
Эта стадия является первым критическим периодом внутриутробного развития. Все описанные процессы происходят в течение 1-2 недель после оплодотворения, еще до срока предполагаемой менструации, то есть до того, как женщина заподозрит, что беременна.
Критический период называется так потому, что плодное яйцо (а в дальнейшем - зародыш, эмбрион или плод) в это время является наиболее уязвимым по отношению к внешним повреждающим факторам, а именно - заболеваниям матери, вредным условиям труда, вредным привычкам, приему некоторых лекарственных препаратов. Если один или несколько таких факторов оказывают воздействие на плодное яйцо или эмбрион, то его развитие может нарушиться. Если же «поломка» оказывается грубой, то это влечет за собой прерывание беременности.
В процессе имплантации бластоциста прилипает к поверхности слизистой оболочки, затем ее поверхностные клетки начинают выделять ферменты, имеющие способность растворять ткани. Благодаря этой способности бластоциста начинает погружаться в толщу слизистой оболочки стенки матки. Сразу после этого клетки трофобласта начинают усиленно делиться и формировать отростки, прорастающие вглубь слизистой оболочки матки. Эти отростки дают начало ворсинам хориона - образования, обеспечивающего питание зародыша на данном этапе его развития. Питание осуществляется за счет материнской крови, содержащейся в маленьких полостях (лакунах), образующихся вокруг ворсин хориона. Содержащиеся в крови питательные вещества и кислород дают необходимые ингредиенты для роста и развития клеток эмбриобласта Развитие эмбриобласта (внутренних клеток бластоцисты) идет параллельно развитию трофобласта. На стадии имплантации клетки его разделяются на две основные популяции (группы-предшественники), Одна из них - эктобласт - дает начало развитию амниотической полости и амниотической жидкости - водной среде, в которой и будет пребывать эмбрион (а в дальнейшем - плод) на протяжении всего периода внутриутробного развития. Вторая группа клеток-предшественников формирует так называемый эндобласт, из которого развивается желточная полость. Ее роль сводится к осуществлению резервного питания зародыша.
Часть клеток эктобласта и эндобласта, прилегающих друг к другу, начинают образование зачатка зародыша, который состоит из трех тоненьких слоев клеток, отличающихся друг от друга по строению и предназначению и дающих начало развитию всех органов и тканей будущего плода. Этот этап развития называется гаструляцией.
Первый слой (листок) носит название эктодермы, второй - мезодермы, а третий - энтодермы. На этой стадии плодное яйцо носит название гаструлы и имеет уже многослойное строение.
Первые недели
Вслед за гаструляцией наступает невероятно сложный и ответственный период развития эмбриона -так называемый гистогенез - процесс образования тканей, из которых в последующем будут строиться различные органы. Этот процесс начинается на 15-17-й день после оплодотворения. На него оказывают самое непосредственное влияние как внутренние, так и внешние факторы.
Внутренним фактором, влияющим на дифференцировку зародышевых листков в ткани, является генотип - наследственность, обусловливающая те или иные особенности зародившегося организма. К внешним факторам можно отнести все те повреждающие факторы, о которых было сказано выше. Период гистогенеза (3-я и 4-я недели после оплодотворения) является вторым критическим периодом развития эмбриона.
Дифференцировка - раздельное развитие различных зародышевых листков - происходит по нескольким основным направлениям. Так, из эктодермы формируется нервная трубка, дающая в дальнейшем начало развитию спинного и головного мозга, из нее же - группа клеток, дающая начало развитию клеток кожи.
Мезодерма начинает развиваться в трех направлениях: одно из них обеспечивает формирование мышечной ткани скелетной мускулатуры (мышцам, благодаря которым мы двигаемся), ткани костей и хрящей, второе направление развития мезодермы дает начало клеткам почек, печени и селезенки, а также клеткам половых желез. Третье направление развития этого зародышевого листка обеспечивает формирование брюшины, а также соединительнотканных оболочек таких органов, как легкие (плевра) и сердце (перикард). Энтодерма дает начало развитию кишечной трубки - предшественнице пищеварительного тракта.
Этот этап заканчивается к 20-му дню внутриутробного развития.
С 20-21-го дня у зародыша начинают формироваться складки туловища, а также осевой орган - хорда, дающая начало развитию позвоночника. К 25-му дню завершается развитие нервной трубки, которая образует длинную узкую пластину, ее края заворачиваются с обеих сторон снизу вверх, формируя желобок, и постепенно смыкаются, завершая образование трубки. В это же время происходит формирование кишечной трубки из клеток энтодермы.
Усиленно дифференцируются клетки мезодермы, формируя ткани будущих органов брюшной полости - почек, печени, селезенки. Они же (клетки мезодермы) дают старт развитию гладкой мускулатуры внутренних органов и кровеносных сосудов, а также крови и лимфатической жидкости эмбриона.
Таким образом, к концу первого месяца внутриутробного развития мы видим эмбрион, погруженный в толщу слизистой оболочки полости матки, питающийся ее кровью через ворсины хориона, имеющий амниотическую оболочку, заполненную амниотической жидкостью, приобретший первичные очертания благодаря наличию начальных складок туловища. Его внутренние органы представлены первичными хордой, нервной и кишечной трубками, самыми примитивными прообразами кровеносных и лимфатических сосудов, а также почек, печени и селезенки. Имеются зачатки мышечной, костной, хрящевой ткани и кожи. Вообще, к концу первого месяца внутриутробного развития имеются зачатки практически всех внутренних органов.