Размножение и развитие человека кратко

Обновлено: 04.07.2024

Эмбриональное развитие человека. Оплодотворение - фертилизация.

Онтогенез, или индивидуальное развитие, включает пренатальный (внутриутробный) период, который длится примерно 280 суток, или 10 лунных месяцев, и постнатальный (внеутробный) период, продолжительность которого у разных людей варьирует и во многом определяется как внутренними, так и внешними по отношению к человеку факторами.

Изучение пренатального развития человека (эмбриогенеза) встречается с рядом трудностей, связанных не только с получением необходимого для исследований материала, но этическими и религиозными нормами, существующими в общественном сознании. Ранние зародыши человека — "редкая находка". Только в 1944 г. впервые был исследован 7,5-суточный зародыш человека, а в 1946 г. — 2-5-суточные зародыши. Наиболее полная коллекция человеческих эмбрионов находится в институте Карнеги (Балтимор, США). Описания ранних эмбрионов человека даны Гертигом, Рокком и Стритером. В отечественной эмбриологии ранние стадии развития зародыша человека изучены и описаны А.Г. Кнорре (зародыш "ВМА-1") и Б.П. Хватовым (зародыш "Крым"). Развитие технологии искусственного оплодотворения позволило в деталях исследовать механизмы оплодотворения и дробления зиготы у человека.

Оплодотворение (фертилизация)

У человека оплодотворение внутреннее. По клиническим наблюдениям, зачатие чаще всего происходит у женщин вплоть до 2-й недели после менструации, хотя другие авторы указывают в качестве наиболее подходящих для зачатия сроков —11-17-е сутки менструального цикла.

В результате гаметогенеза у человека образуется генетически однородная популяция овоцитов (яйцеклеток), содержащих 22 соматические и одну половую Х- хромосомы; и два рода спермиев с различными генетическими характеристиками (22+Х и 22+Y). Последние образуются в равном количестве, поэтому яйцеклетка имеет статистически равные возможности на встречу как с Х-, так и с Y-спермием и, соответственно, ожидается рождение мальчиков и девочек в равном соотношении. Однако физиологические условия оплодотворения вносят поправку в эти результаты (100: 106 в пользу рождения мальчиков).

Процесс направленного перемещения спермиев по органам женского полового тракта из влагалища в маточную трубу продолжается около 10 часов и является, по сути, преодолением клетками с ограниченными метаболическими потенциями огромного расстояния. Благодаря тому, что в эякуляте содержится в среднем около 200-300 млн сперматозоидов, существует высокая вероятность того, что небольшая часть спермиев (около 1% от первоначального числа) сохранит жизнеспособность, достигнет маточной трубы и будет участвовать в оплодотворении. Скорость самостоятельного передвижения спермиев очень невелика — около 2-4 мм/мин.

Женская половая клетка при овуляции попадает в маточную трубу благодаря набуханию фимбрий и их тесному контакту с поверхностью яичника.

При взаимодействии сперматозоидов с органами женского репродуктивного тракта поисходит их капацитация — приобретение оплодотворяющей способности. При капацитации под влиянием секреторных продуктов женского полового тракта с поверхности сперматозоидов удаляются вещества, которые блокируют рецепторно-трансдукторную систему сперматозоида, взаимодействующую с поверхностью женской половой клетки. Собственно процесс оплодотворения условно разделяют на фазы — дистантного и контактного взаимодействия и завершается оплодотворение активацией метаболизма зиготы.

В фазе дистантного взаимодействия происходит встреча половых клеток (гамет) в половых путях женщины. Важными механизмами дистантного взаимодействия являются положительные хемо- и реотаксис, а также электростатическое взаимодействие гамет (на близком расстоянии).

В фазе контактного взаимодействия спермин разрушает оболочки овоцита — лучистый венец, прозрачную зону и плазмолемму. В процессе оплодотворения не должно произойти полиспермии — проникновения в женскую половую клетку нескольких сперматозоидов. Полагают, что первый этап взаимодействия спермиев с женской половой клеткой — это механическое удаление части клеток лучистого венца, которое осуществляют биения жгутиков спермиев. Дальнейшие события контактного взаимодействия связаны со взаимодействием рецепторов двух клеток, акросомной реакцией сперматозоида и кортикальной реакцией женской половой клетки. При контакте с женской половой клеткой, под действием активирующих субстанций (одна из которых — фертилизин), инициируется активное поступление катионов кальция в головку спермия. В результате происходят очаговые слияния плазмолеммы овоцита и акросомальной мембраны сперматозоида и их разрушение с появлением микроперфораций.

Через образовавшиеся микроотверстия выделяются ферменты-лизины спермия (гиалуронидаза, трипсиноподобный фермент и др.), которые разобщают контакты между клетками лучистого венца, а также между ними и плазмолеммой овоцита. Диссоциация лучистого венца прогрессирует и наконец обнажается небольшой участок более глубоко расположенной прозрачной зоны. Выделяемый акросомой спермия акрозин разрушает в этом участке гликозаминогликаны прозрачной зоны и образует "окно", через которое спермий может проникнуть к женской половой клетке. Пенетрация прозрачной зоны продолжается около 20 минут. После разрушения участка прозрачной зоны спермий попадает в заполненное жидкой средой перивителлиновое пространство между прозрачной зоной и плазмолеммой овоцита. В месте соприкосновения головки спермия с плазмолеммой овоцита цитоплазма женской половой клетки формирует выступ — бугорок оплодотворения (в этом участке овоцита активируется полимеризация актина) и здесь же происходит слияние внешних мембран женской и мужской гамет.

Слившиеся участки мембран затем разрушаются и через образовавшееся отверстие спермий проникает в женскую половую клетку. Его плазмолемма при этом "сползает" и закрывает дефект, образовавшийся в плазмолемме овоцита. Из цитоплазматических структур спермия кроме ядра в овоцит попадают проксимальная центриоль и шейка (хвост остается снаружи и отпадает). Благодаря тому, что участок мембраны, привнесенный в плазмолемму овоцита спермием, хорошо проницаем для катионов натрия, последние начинают активно поступать внутрь женской половой клетки и изменяют ее мембранный потенциал. В течение очень короткого времени (около 1/10 сек) мембранный потенциал овоцита резко падает, и женская половая клетка становится невосприимчивой к контактам с другими спермиями. Затем наступает кортикальная реакция овоцита. Это происходит в результате поступления катионов кальция в женскую половую клетку, что вызывает слияние мембран кортикальных гранул с плазмолеммой овоцита и экзоцитоз их ферментов в перивителлиновое пространство. При этом прозрачная зона уплотняется, утолщается, теряет рецепторные белки к сперматозоидам. Так возникает оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению других спермиев в овоцит.

В момент встречи со спермием овоцит находится в блоке метафазы второго мейо-тического деления. После проникновения спермия в овоплазму женская половая клетка завершает второе деление созревания. При этом выделяется полярное тельце с лишними хромосомами. Пока овоцит завершает мейоз, пронуклеус спермия округляется и принимает вид интерфазного. В нем происходит синтез ДНК, и пронуклеус приобретает набор двойных (реплицированных) хромосом. Ядро женской половой клетки по завершении второго деления мейоза претерпевает точно такие же изменения. Затем оба пронуклеуса переходят в профазу митоза. Центриоль, привнесенная спермием, делится, формируя две центросомы. Последние прикрепляются к веретену деления, образующемуся между пронуклеусами и, таким образом, хромосомы мужского и женского пронуклеусов оказываются расположенными в экваториальной плоскости — происходит метафаза митоза. Далее следуют ана- и телофаза — зигота завершает первое деление дробления, в результате которого образуются первые две дочерние клетки — бластомеры — каждая с диплоидным набором хромосом.

Размножение — это способность живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. В природе существуют две формы размножения — бесполое и половое. При половом размножении участвуют два организма — материнский и отцовский. Человеку, как и большинству живых существ, свойственно половое размножение.

Внутриутробное развитие организма человека начинается с оплодотворения яйцеклетки и заканчивается рождением ребенка.

Оплодотворение

Слияние сперматозоида и яйцеклетки (оплодотворение) происходит обычно в маточной трубе. Сперматозоиды попадают во влагалище во время полового акта, они самостоятельно продвигаются по женской половой системе и через 1,5—2 ч попадают в маточные трубы. При встрече с яйцеклеткой сперматозоид прикрепляется к ней, акросомальные ферменты растворяют её оболочки, и гаплоидное ядро сливается с ядром яйцеклетки.

После проникновения сперматозоида образуется оболочка, препятствующая проникновению в яйцеклетку других сперматозоидов. Образовавшаяся диплоидная зигота продвигается по направлению к матке и делится, в результате чего возникает комочек из мелких, внешне недифференцированных клеток. Зародыш в течение 4—5 дней спускается по маточной трубе в матку, несколько дней остаётся в ней и на 7-й день внедряется в её богатую кровеносными сосудами слизистую оболочку. В этот период продолжается деление клеток зародыша, вокруг него образуются зародышевые оболочки и происходит дифференцирование клеток в первичные ткани. Наружная зародышевая оболочка (хорион) несёт ворсинки, с помощью которых зародыш внедряется в слизистую оболочку стенки матки. На 9-й неделе внутриутробного развития образуется плацента (детское место) — дисковидный орган, осуществляющий связь между организмом матери и зародышем в период беременности. С этого момента развивающийся организм называется плодом.

Через плаценту устанавливается тесный контакт между кровеносными системами плода и матери: через тонкие стенки капилляров питательные вещества и кислород поступают из крови матери в кровь зародыша, одновременно в кровь матери переходят продукты жизнедеятельности плода. В плаценте вырабатываются некоторые гормоны, влияющие на организм матери. Продолжительность внутриутробного развития (беременности) у человека составляет девять месяцев (270—280 дней). Во время беременности под действием прогестерона происходит подготовка молочных желёз к выкармливанию ребёнка. К моменту рождения плод имеет рост 50-55 см и массу тела — 3000-3500 г.

Роды

По истечении срока внутриутробного развития плод изгоняется из матки в процессе родов. В подготовке и осуществлении родов участвуют центральная и периферическая нервные системы, гормоны и другие биологически активные вещества, нервно-мышечный аппарат самой матки.

Роды начинаются схватками, в результате которых расширяется шейка матки, чтобы обеспечить прохождение через неё плода. После раскрытия шейки матки к схваткам присоединяются потуги — сокращения мышц брюшного пресса и диафрагмы, возникающие рефлекторно и непроизвольно. Одновременное повышение внутриматочного давления (схватки) и внутрибрюшного давления (потуги) способствует тому, что плод устремляется в родовые пути. Первые 12 ч за счет сокращений матки он продвигается вниз к шейке матки, шейка расширяется, плод может пройти через нее. В это время происходит разрыв амниона, жидкость выходит из организма матери. После отхождения вод схватки стихают. Через 15-20 мин, когда мускулатура матки приспосабливается к уменьшенному объему, схватки возобновляются. В последующие 20-60 мин плод проходит через шейку матки и влагалище и рождается.

С первым криком новорождённый ребёнок начинает дышать атмосферным воздухом. После прекращения пульсации сосудов пуповину, соединяющую ребёнка с плацентой, перевязывают и перерезают. Через 10—15 мин после рождения ребёнка в результате сокращений матки рождается послед — плацента с плодными оболочками.

Послеродовое развитие организма человека
(постэмбриональный онтогенез)

Физиологи условно делят человеческую жизнь на большие возрастные периоды: детский — от рождения до начала периода полового созревания (примерно до 13 лет); подростковый — от начала полового созревания до 16 лет у девочек и до 18 лет у мальчиков; юношеский — до 25—26 лет; взрослый — до 40 лет у женщин и до 45 лет у мужчин; зрелый — до 55 лет у женщин и до 60 лет у мужчин; пожилой — до 75 лет у женщин и мужчин; старческий — свыше 75 лет. Такая периодизация основана частично на биологических и частично на социальных признаках.

Детский период подразделяется на период новорождённости, который продолжается от рождения до 4-х недель жизни; грудной (младенческий) период (до 1 года) — период максимально быстрого роста и развития. В ясельный период (раннего детства) (от 1 года до 3-х лет) и дошкольный период (от 3 до 7 лет) продолжаются процессы роста и формирования организма, движения ребёнка становятся более согласованными, быстро развиваются речь и мышление. В младший школьный период (от 7 до 12 лет) формируются мелкие мышцы кисти руки. Дети обучаются грамоте, чтению, у них развивается логическое мышление.

Онтогенез человека заканчивается смертью. Смерть — необратимое прекращение жизнедеятельности организма и вследствие этого гибель индивидуума как обособленной живой системы.

• предстательная и куперова железы, образующие секреты, создающие определенную химическую среду для сперматозоидов.

Яичко представляет собой парную половую железу, располагающуюся в мошонке. Яички имеют овальную форму и достигают веса 20—30 г, покрыты плотной соединительнотканной оболочкой и содержат канальцы общей длиной до 300—400 м, в которых в течение всей жизни образуются сперматозоиды. Яичко крепится посредством семенного канатика, образованного мышцами, фасциями, нервами, кровеносными и лимфатическими сосудами, семявыносящими протоками. На заднем крае каждого яичка — придаток.

Сперма — сперматозоиды вместе с секретом придаточных желез.

наружные мужские половые органы :

• мошонка, в которой находятся яички и их придатки, представляет собой выпячивание стенки тела, куда спускаются яички накануне или вскоре после рождения;

• половой член, или пенис, служащий для введения спермы в половые пути женщины.

Внутренние половые органы выполняют эндокринные функции. В канальцах семенников помимо сперматогенного эпителия находятся поддерживающие и интерстициальные клетки, одна из функций которых — образование мужского полового гормона тестостерона. Предстательная железа секретирует также гормоны, регулирующие обмен веществ в клетках — простагландины.

внутренние женские половые органы , расположенные в малом тазу, включают:

половые железы — яичники. Яичник — парный орган, располагающийся по обеим сторонам от матки. Масса яичника составляет 5—8 г, длина колеблется от 2,5 до 5 см. В яичнике происходят образование и созревание женских половых клеток. В своем положении яичник удерживается собственной и подвешивающей связками яичника. Кроме того, орган прикрепляется к широкой связке матки при помощи брыжейки яичника, образуемой у его заднего края брюшиной. Выпуклый свободный край яичника обращен назад, к тазовой поверхности крестца. Яичники, подобно семенникам у мужчин, выполняют две функции:

• образование половых клеток (яйцеклеток);

• выработка половых гормонов (женских), поступающих в кровь.

Яичники содержат ооциты I порядка, окруженные слоем эпителиальных клеток, — фолликулы (граафовы пузырьки). У новорожденной девочки к моменту рождения в обоих яичниках содержится 800 тыс. — 1 млн фолликулов. Большая часть их погибает, и ко времени наступления половой зрелости сохраняются только 400—500 первичных фолликулов. По мере созревания ооцит претерпевает два мейотических деления, стенка фолликула лопается, и зрелая яйцеклетка выходит в брюшную полость — происходит овуляция. Оттуда она с током жидкости попадает в маточную трубу. Отверстие маточной трубы окружено бахромой, отростки которой, а также слизистая оболочка трубы покрыты ресничным эпителием. Благодаря движению ресничек эпителия и перистальтическим движениям стенок трубы яйцеклетка засасывается в трубу и продвигается в сторону матки.

На месте бывшего фолликула в яичнике образуется желтое тело, выполняющее эндокринные функции (секретирует гормон прогестерон, вызывающий изменения в матке по подготовке к беременности). Если оплодотворения не происходит — яйцеклетка разрушается, желтое тело погибает, на его месте образуется соединительнотканный рубец. Происходит менструация — выведение остатков неоплодотворенной яйцеклетки вместе с кровью (отслоение внутреннего слизистого слоя матки). В ячнике начинается подготовка к оплодотворению новой яйцеклетки, цикл повторяется с периодом 28 дней.

наружные женские половые органы располагаются в переднем отделе промежности, в области мочеполового треугольника и состоят из:

• больших и малых половых губ;

• клитора — небольшого по размерам органа, по строению сходного с пенисом;

• луковиц преддверия влагалища и больших желез преддверия.

Молочная железа, или грудь, является парным органом, располагающимся на поверхности большой грудной мышцы на уровне III—IV ребер и функционально тесно связанным с органами половой системы. Форма желез зависит от количества содержащейся в них жировой ткани. На поверхности среднего отдела железы хорошо заметен пигментированный околососковый кружок, в центре которого располагается сосок молочной железы.

Тело молочной железы половозрелой женщины образовано отдельными дольками в количестве 15—20. Дольки отделяются друг от друга прослойками, образованными рыхлой соединительной и жировой тканью. На вершине соска открываются выводные млечные протоки желез. Перед устьем млечные протоки расширяются, образуя млечные синусы. В синусах скапливается вырабатываемое железами молоко.

Если происходит оплодотворение яйцеклетки в маточной трубе, то здесь же начинает развиваться зародыш, и осуществляются первые деления дробления зиготы.

Спустя несколько дней зародыш спускается в полость матки, где и прикрепляется к ее стенке, происходит имплантация.

Матка представляет собой полый мышечный орган с эластичными стенками. Ее функция состоит в обеспечении развития зародыша с последующим выталкиванием его наружу во время родов. Полость матки выстлана эпителием, который, разрастаясь, вместе с внезародышевой частью эмбриона образует детское место, или плаценту. Через плаценту зародыш снабжается необходимыми питательными веществами и кислородом, поскольку кровеносные сосуды матки и эмбриона здесь объединяются.

К концу третьей недели развития зародыш вступает в стадию органогенеза, во время которой формируются основные системы органов: нервная, пищеварительная, кровеносная. В этот период зародыш крайне чувствителен к разного рода неблагоприятным воздействиям — лекарственным препаратам, алкоголю, никотину, инфекциям. Например, заболевание краснухой между 4—12-й неделями беременности может привести к нарушению формирования сердца у зародыша, органов зрения, слуха и др. В последующие сроки беременности происходят рост и дальнейшая дифференцировка органов и тканей.

Зародыш окружен оболочками и соединен с телом матери пуповиной, в которой проходят кровеносные сосуды. Зародышевые оболочки являются провизорными органами — временными органами зародыша, выполняющими функции питания, дыхания, кроветворения, выделения и защиты.

Роды происходят примерно через 270 дней после оплодотворения яйцеклетки. Этот сложный процесс регулируется рядом гормонов. Главную роль играет усиление секреции гормонов корой надпочечников плода, что повышает чувствительность матки к другим гормонам, вызывающим ее сокращение.

В развитии зародыша человека выделяют эмбриональный и постэмбриональный периоды.

Эмбриональный период (в среднем 280 сут.) делится на начальный, зародышевый и плодный периоды.

Начальный период – 1-я неделя развития. В этот период происходит формирование бластулы и ее прикрепление к слизистой матки.

Постэмбриональный период развития ребенка включает следующие периоды: новорожденности – первые 4 недели после рождения; грудной – с 4-й недели до 1 года;

ясельный – от 1 до 3 лет; дошкольный – с 3 до 6 лет; школьный – с 6—7 до 16—17 лет.

Тематические задания

В1. Установите правильную последовательность периодов развития человека

В2. Определите последовательность процессов, происходящих при образовании плода человека

Половая система мужчины и женщины различается. Каждый орган выполняет свою функцию в оплодотворении и вынашивании ребенка.

Половая система – выполняет функции репродуктивности. Благодаря ей происходит продолжение человеческого рода. Разделяют два пола: мужской и женский. У мужчин половые железы представлены семенниками, вынесены наружу. У женщин – яичниками, находятся в малом тазу.

Мужские половые органы и их функции

Внутренние мужские половые органы:

яички;
придатки яичка;
семенные пузырьки;
семявыводящий проток;
предстательная и куперова железа.

Наружные половые органы включают:

Схема мужской репродуктивной системы и смежных органов (в продольном разрезе): 1 - мочевой пузырь; 2 - лобковая кость; 3 - половой член; 4 - пещеристое тело; 5 - головка мужского полового члена; 6 - крайняя плоть; 7 - наружное отверстие уретры; 8 - ободочная кишка; 9 - прямая кишка; 10 - семенной пузырёк; 11 - семявыбрасывающий проток; 12 - предстательная железа; 13 - куперова железа; 14 - задний проход; 15 - семенной канал; 16 - придаток яичка; 17 - яичко; 18 - мошонка

Женская половая система

Внутренние половые женские органы:

яичники;
фаллопиевы трубы;
матка;
влагалище.

Наружные женские половые органы включают:

большие половые губы;
малые половые губы;
клитор;
молочные железы.

Каждый месяц в организме женщины вызревает фолликул и готовиться к оплодотворению. Это происходит на 14-16 день цикла. Этот период называет овуляцией. Зрелая яйцеклетка выходит из яичника по маточной трубе и ожидает оплодотворения. Если в этот период происходит половой акт и введение спермы в женщину, яйцеклетка оплодотворяется, образуется зигота. После чего происходит прикрепление в полости матки и развитие эмбриона – имплантация.

Если оплодотворение не происходит, то фолликул разрывается и начинается менструация. Этот цикл повторяется каждые 25 – 33 дня.

Гестационный период развития эмбриона длиться в среднем 270 дней или 40 недель. На месте вышедшего фолликула формируется желтое тело. Это временная железа, которая вырабатывает прогестерон для успешного развития эмбриона. С 20 недели развивается плацента, которая не только обеспечивает питание плода, но и забирает на себя функцию плаценты.

С третьей недели эмбриогенеза начинается формирование органов. В это время формируются главные системы органов: пищеварительная, нервная, кровеносная. Далее на каждом сроке беременности происходит формирование и структуризация отдельных органов и тканей.

Зародыш окружен защитными оболочками, соединен с телом матери пуповиной. Она состоит из кровеносных сосудов, так плод получает питание.

Стадии развития человека

Разделяют эмбриональный и постэмбриональный период. Эмбриональный длиться в среднем 280 суток и разделяется на:

Начальный – первая неделя развития, формирование бластулы, прикрепления к слизистой оболочке матки.
Зародышевый– период со второй по восьмую неделю, с третьей недели начинают формироваться системы органов, на пятой недели образуются глаза, формируются черты лица. К восьмой неделе заканчивает начало развития систем и происходит закладка отдельных органов.
Плодный период – длиться с 9 недели и до момента рождения. Голова и туловище четко отчерчены к концу второго месяца. На третьем месяце практически полностью сформированы конечности. На 5-6 месяце плод начинают ощущаться шевеления, к концу 6 месяца заканчивается образование органов. С 7 месяца плод жизнеспособен. В 9 месяцев происходит рождение.

Постэмбриональный период делят на несколько стадий:

Основные этапы развития индивидуального развития человека

Схема возрастной периодизации развития человека, учитывающая анатомические, физиологические, социальные факторы, была принята VII конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии (1965 г.)

Читайте также: