Что такое комплекс осевых органов какое значение он имеет для развития зародыша кратко

Обновлено: 02.07.2024

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Эмбриональный период онтогенеза (эмбриональное развитие), происходящий внутриутробно в теле матери и оканчивающийся рождением, есть у большинства млекопитающих, в том числе у человека. У яйцекладущих организмов и выметывающих икру эмбриональное развитие происходит вне тела матери и оканчивается выходом из яйцевых оболочек (у рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, а также у многих беспозвоночных животных – иглокожих, моллюсков, червей и др.).

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек.

У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

Дробление — это процесс деления зиготы или неоплодотворённого яйца на бластомеры. Дробление заканчивается образованием бластулы. Различают полное и частичное дробления.

Полное дробление — дробление, при котором цитоплазма яйца целиком разделяется на бластомеры. Обычно полное дробление проходят яйца с небольшим количеством равномерно распределённого в цитоплазме желтка. Различают полное равномерное и полное неравномерное дробления.

При полном дроблении всё яйцо делится на 2 части, затем на 4, 8, 16 и т. д. В результате такого дробления яйца образуется комочек клеток — морула . Позднее в центре зародыша возникает полость. Таким образом, морула является разновидностью бластулы, лишённой полости. Стадию морулы проходят губки, кишечнополостные, плоские черви, членистоногие, большинство млекопитающих.

Неполное (или частичное) дробление — дробление, при котором часть цитоплазмы яйца остается неразделённой на бластомеры. Различают частичное поверхностное и частичное дискоидальное дробления.

Неполное дробление наблюдается в яйцах с большим содержанием желтка. При этом типе дробления на бластомеры распадается не всё яйцо, а только часть его, в которой содержится ядро, окруженное цитоплазмой.

Бластула (греч. бластос — зачаток) — зародыш многоклеточных животных в период бластуляции. Обычно различают раннюю, среднюю и позднюю бластулу. Строение бластулы зависит от строения яйца и характера дробления.

В яйцах птиц, рыб и некоторых других животных участок, из которого будет развиваться зародыш, расположен на одном из полюсов в виде небольшого диска (такие яйца называются телолецитальными ). При развитии зародыша этот диск дробится на ряд бластомеров, расположенных в один слой, лежащий на массе желтка. В яйцах других животных (например, насекомых) желток обычно занимает среднюю часть (так называемые центролецитальные яйца ). Дробление окружающего желток участка приводит к возникновению периферического слоя бластомеров, к образованию однослойного зародыша — бластулы, внутри которого имеется первичная полость — бластоцель (иногда заполненная желтком).

У животных, яйца которых проходят полное, но неравномерное дробление, верхняя часть бластулы сложена мелкими, а нижняя — более крупными клетками (блаcтомерами).

Гаструляция — следующий за формированием бластулы этап развития многоклеточного животного, который заключается в превращении однослойной бластулы в двухслойную гаструлу. Гаструляция у разных животных протекает неодинаково. У форм, яйца которых проходят полное и равномерное дробление, бластула имеет вид пузырька с клеточной стенкой примерно одинаковой толщины. В этом случае гаструляция идет путём впячивания нижней части бластулы. В результате образуется зародыш с двумя зародышевыми листками: наружным — эктодермой и внутренним — энтодермой.

Как бы ни шёл процесс гаструляции, он приводит к образованию зародыша, состоящего из двух слоёв клеток: эктодермы и энтодермы. Но у более высокоорганизованных животных между эктодермой и энтодермой образуется средний зародышевый листок — мезодерма.

Зародышевые листки (зародышевые пласты) — слои тела зародыша многоклеточных животных и человека, образующиеся в процессе гаструляции. У большинства организмов три зародышевых листка: наружный — эктодерма, внутренний — энтодерма и средний — мезодерма.

В процессе развития эмбриона зародышевые листки путём дифференцировки образуют ткани и органы. В формировании эпителиальных тканей участвуют все три зародышевых листка. Из эктодермы развиваются кожный эпителий и его железы, передний и задний отделы кишечника, органы дыхания (у насекомых), нервная система; из энтодермы — эпителий среднего (пищеварительного) отдела кишечника, крупные застенные железы (печень и поджелудочная железа), органы дыхания; из мезодермы — скелет, мышцы, кровь, органы выделения и размножения.

Дифференцировка — это процесс, в результате которого клетка становится специализированной, т. е. приобретает химические, морфологические и функциональные особенности. Первые химические и морфогенетические различия между клетками, обусловливаемые самим ходом эмбриогенеза, обнаруживаются в период гаструляции.

Зародышевые листки и их производные являются примером ранней дифференцировки.

Органогенез — образование зачатков органов и их дифференцировка в ходе онто- или филогенеза многоклеточных организмов. Почти у всех многоклеточных животных органогенезу предшествует разделение тела зародыша на экто-, энто- и мезодерму.

Зародышевый листок	Органы и ткани
Эктодерма	Зачатки ЦНС, органов чувств, эпидермиса и его производных, эмаль зубов
Энтодерма	Кишечный эпителий с зачатками печени и поджелудочной железы, органы дыхания
Мезодерма	Зачатки скелета, мускулатуры, кровеносной системы (включая сердце), половых органов, органов выделения, дермы, серозных оболочек, коркового вещества надпочечников

Осевые органы — это центральная нервная система (у хордовых — нервная трубка), хорда и пищеварительная трубка, которые начинают формироваться в позднюю стадию гаструляции (нейруляции) и дифференциации клеток. Нервная трубка, кишечник и хорда — комплекс осевых органов зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела.

Стадия развития зародыша, на которой осуществляется закладка осевых органов, называется нейрулой.

Нервная система у позвоночных формируется из эктодермы в виде нервной трубки. У хордовых первоначально она имеет вид нервной пластинки.

На переднем конце трубки формируется головной мозг. Одновременно с образованием нервной трубки происходит формирование хорды. Впоследствии хорда у позвоночных животных замещается позвоночником, только у отдельных низших позвоночных животных остатки хорды сохраняются между позвонками даже во взрослом состоянии.

Большое влияние на развитие зародыша имеют факторы среды: радиация, токсические вещества (никотин, алкоголь, наркотики), недостаток кислорода, вирусы, паразиты, неудовлетворительное питание и т.п. Их постоянное воздействие может привести или к гибели зародыша, или к нарушению нормального развития (например, к появлению двухголовых ящериц, сиамских близнецов, слабоумию и др.).

Эмбриология человека – это направление науки, занимающееся изучением развития зародыша, то есть организма на ранних стадиях развития до рождения. Знания в области эмбриологии человека необходимы всем врачам, особенно работающим в направлении педиатрии и акушерства.

Знания эмбриологии оказывают помощь при диагностике нарушений в системе мать-плод, выявлении болезней детей после рождения, а также выявлении причин уродств.

На сегодняшний день знания в сфере эмбриологии применяют для выявления и ликвидации причин бесплодия, разработки противозачаточных препаратов, трансплантации фетальных органов. Приобрели актуальность проблемы трансплантации зародыша в матку, экстракорпорального оплодотворения и культивирования яйцеклеток.

Эмбриология изучает несколько стадий развития зародыша:

оплодотворение с дальнейшим образованием зиготы;
дробление и образование бластоцисты;
гаструляцию – процесс образования зародышевых листов и осевых органов;
органогенез и гистогенез внезародышевых и зародышевых органов;
системогенез.

Внутриутробное развитие делится на три основных периода:

начальный – первая неделя;
зародышевый – вторая-восьмая недели;
плодный – начинается с девятой недели и завершается рождением ребенка.

В среднем внутриутробное развитие человека продолжается 280 суток.

Эмбриология: стадия оплодотворения и образования зиготы

Оплодотворение – процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого восстанавливается диплоидный набор хромосом и возникает новая клетка – оплодотворенная яйцеклетка (зигота). Для возможности оплодотворения концентрация в эякуляте сперматозоидов должна соответствовать 20-200 млн/мл, а их общее количество – 150 млн/мл.

Процесс оплодотворения состоит из трех фаз:

дистантного взаимодействия и сближения гамет;
контактного взаимодействия с активацией яйцеклетки;
проникновения сперматозоида в яйцеклетку с последующей сингамией (слиянием).

Дистантное взаимодействие обеспечивает хемотаксис - совокупность специфических факторов, отвечающих за повышение вероятности встречи мужских и женских половых клеток. В этом процессе важную роль играют вырабатываемые половыми клетками химические вещества.

Сразу после эякуляции происходит процесс капацитации – сперматозоиды под воздействием секрета женских половых путей приобретают оплодотворяющую способность. На механизм капацитации большое влияние оказывают гормональные факторы (например, прогестерон), активизирующие секрецию маточных труб.

Оплодотворение происходит в маточных трубах, ему предшествует осеменение, обусловленное хемотаксисом.

При контактном взаимодействии сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, а затем вступают в контакт с ее оболочкой.

Далее происходит процесс проникновения головки и хвоста спермия в овоплазму. На периферии овоплазмы образуется оболочка оплодотворения.

В организме женщины в течение 12 часов после сближения мужского и женского пронуклеусов образуется одноклеточный зародыш – зигота.

Эмбриология: стадия дробления и образования бластоцисты

Дробление – это последовательный процесс деления зиготы без роста бластомеров. У человека дробление полное, асинхронное и неравномерное.

После первого дробления в организме женщины образуются два бластомера. Один из бластомеров обладает более крупными размерами и темной окраской, второй – светлый и более мелкий.

Из крупного бластомера происходит образование зародыша и большинства провизорных органов: плодной части плаценты и соединительной ткани хориона, желточного мешка, амниона, аллантоиса. Из второго бластомера развивается трофобласт.

Образование бластулы

Мелкие клетки в процессе дробления делятся быстрее крупных и обрастают их снаружи. Таким образом, образуется морула – скопление клеток. Внутри нее расположены крупные клетки, названные эмбриобластом, а снаружи мелкие клетки, названные трофобластом.

В ходе деления клеток морула увеличивается в размерах, клетками зародыша начинает секретироваться жидкость и накапливаться под трофобластом.

В дальнейшем объем жидкости увеличивается, образуется полость внутри зародыша, наполненная такой жидкостью, эмбриобласт оттесняется к периферии и прилипает к трофобласту. Образуется бластоциста.

Трофобласт образует выросты – ворсинки, вследствие чего поверхность бластулы неровная. Трофобласт – это первый провизорный орган, образующийся у зародыша. В дальнейшем трофобласт войдет в состав плаценты. Посредством трофобласта происходит имплантация зародыша в слизистую оболочку матки.

Эмбриология: стадия гаструляции

В результате перемещения клеток после образования бластулы образуется гаструла – двуслойный зародыш. Процесс образования гаструлы назван гаструляцией.

В процессе гаструляции происходит интенсивное перемещение клеток – будущие зачатки тканей перемещаются в соответствии с планом структурной организации будущего полноценного организма.

На стадии гаструляции зародыш состоит из зародышевых листков - разделенных пластов клеток. Наружный слой – эктодерма, внутренний – энтодерма. У позвоночных животных образуется третий слой (средний) – мезодерма.

Из эктодермы развиваются:

эпителий кожи;
нервная система;
эмаль зубов;
органы чувств.

Из энтодермы развиваются:

эпителий легких;
пищеварительные железы;
эпителий средней кишки.

Из мезодермы развиваются:

кровеносная система;
соединительная и мышечная ткани;
половые железы;
почки и др.

Выделяют несколько способов гаструляции:

инвагинация – осуществляется путем втягивания в бластоцель стенки бластулы;
деляминация – в эпителиальный пласт эктодермы преобразуются клетки, располагающиеся снаружи, а оставшиеся формируют энтодерму. Деляминация характерна для кишечнополостных;
эпиболия – обрастание клетками при неполном дроблении внутренней массы желтка или обрастание клеток другими быстро делящимися клетками;
иммиграция – миграция внутрь бластоцеля части клеток стенки бластулы;
инволюция – вворачивание наружного пласта клеток, увеличивающего в размерах, внутрь зародыша.

Эмбриология: стадия гистогенеза и органогенеза внезародышевых и зародышевых органов

Органогенез – совокупность процессов, приводящих к формированию зачатков органов и их последующей дифференциации в процессе эмбрионального развития.

В органогенезе выделяют:

нейруляцию – процесс образования нейрулы. В нейруле закладывается мезодерма, состоящая, в свою очередь, из зародышевых листков и осевого комплекса органов – хорды, нервной трубки и кишки. Клетки комплекса органов влияют друг на друга. Такое влияние носит название эмбриональной индукции.
гистогенез – ряд процессов, обеспечивающих образование и восстановление тканей в ходе онтогенеза.

На сегодняшний день эмбриология стала одним из важнейших направлений науки. В медицине ее применение не ограничивается областью гистологии и анатомии. Эмбриология имеет важное значение в развитии профилактической медицины, направленной на разработку и тестирование новых медицинских препаратов, борьбу с наследственными заболеваниями. Эмбриология имеет большие перспективы, связанные с развитием генетики и ряда других наук.

Также эмбриология тесно связана с ЭКО, так как эмбриологический период является одним из важнейших этапов программы экстракорпорального оплодотворения.

Клиническая эмбриология изучает причины нарушений эмбрионального развития, механизмы развития уродств, а также способы влияния на эмбриогенез.

Разработки в области ЭКО стали возможными благодаря использованию высокотехнологической медицины и развитию клинической эмбриологии. Исход экстракорпорального оплодотворения в большой степени зависит от знаний и опыта специалиста-эмбриолога.

Развитие эмбриона человека - одно из самых интересных явлений в биологии и медицине. Всего из двух клеток в течение 9 месяцев возникает новая жизнь - ребёнок, которого так ждали и желали родители. Как же происходит развитие эмбриона и плода?

Этапы развития эмбриона

Строго говоря, эмбрионом называется зародыш человека от оплодотворения до 10 акушерской недели. С 10 недели эмбрион считается плодом, и дальнейший период называют фетальным (от лат. fetus - плод). До этого периода развитие эмбриона по дням (от момента оплодотворения) занимает 49 дней.

Первый триместр беременности - самый сложный и критичный. В этот период все вредные воздействия могут привести к сбоям в процессе развития и закладке органов и систем будущего малыша. Узнаем, какие стадии развития эмбриона были выделены учёными.

Стадии развития эмбриона

Сразу после оплодотворения яйцеклетки генетический материал матери и отца сливаются, образуя новый, совершенно уникальный набор генов. Помимо этого, запускается синтез веществ, необходимых для дальнейшего роста.

Примерно через 30 часов после оплодотворения происходит первое деление. Образуются 2 клетки, потом 4, 8, 16 и далее. Эмбрион не сильно увеличивается в размерах с увеличением количества клеток. При достижении определённого количества клеток скорость деления замедляется. В этом момент эмбрион называется морулой.

Клетки морулы начинают мигрировать к периферии, в результате чего в центре эмбриона образуется полость. Эта стадия развития называется бластулой. На этом этапе развития возможно разделение бластулы с образованием однояйцовых близнецов. Бластула содержит несколько сотен клеток.

Далее происходит процесс, называемый гаструляция. Клетки эмбриона мигрируют, образовывая три слоя, которые называют эктодерма, мезодерма и энтодерма.

Из эктодермы в будущем образуются кожа, нервная система, глаза.

Из мезодермы - кости, мышцы, кровеносные сосуды, почки.

Из энтодермы - желудочно-кишечный тракт, дыхательная система.

Развитие эмбриона (фото Леннарта Нильсона).Эмбрион на слизистой оболочке матки:

Эмбрион с зачатком сердца:

На следующей стадии, которая называется нейрула, начинается формирование нервной системы. В этот период возможны сбои, которые приведут к грубой патологии плода. Причина чаще всего банальная - простуда, лекарство или недостаток витаминов и минералов. Вот почему важно в первые месяцы беременности правильно питаться, избегать стрессов и простудных заболеваний.

Органогенез - закладка органов

Дальнейшее развитие эмбриона происходит с закладкой жизненно важных органов. На 20 день образуется зачаток сосудов и сердца малыша. Оно сделает первое сокращение в период между 22 и 28 днём после оплодотворения и уже не остановится до самого конца жизни. В этот же период закладываются лёгкие, уши, рот, спинной мозг. Появляется селезёнка. Кстати, в этот период мы все имели хвосты.

К концу первого месяца эмбрион имеет зачатки глаз, маленькие ручки и ножки. Закладываются почки.

Через полтора месяца после оплодотворения сердцебиение плода можно послушать в ходе УЗИ. Эмбрион начинает совершать спонтанные движения. В этот период практически все жизненно важные органы уже сформированы.

С началом второго триместра неприятные для матери явления, в виде приступов тошноты, обострённого восприятия запахов, частой необходимости в посещении уборной прекращаются. Тем не менее, следует нанести визит врачу, сделать необходимые анализы и конечно - УЗИ, чтобы определить пол ребёнка.

Несмотря на то, что все органы уже на своих местах, их активность низка. Лёгкие сложены, как парашют. Они должны будут раскрыться с первым вздохом. Печень и почки пока бездельничают. Их функцию почти полностью выполняет организм матери.

Только сердце малыша работает на все 200%. Частота сердцебиения у детей в утробе матери в норме составляет от 120 до 160 ударов в минуту. Одновременно происходят "косметические" изменения. Появляются ноготки, ресницы, брови, пушок на коже. Ребёнок готовится к рождению.

Как считают срок беременности

Развитие эмбриона по неделям, от даты последней менструации до родов, считают в акушерских неделях. От реального срока беременности, с момента оплодотворения, акушерский срок отличается на 2-3 недели, так как с момента последней менструации до момента оплодотворения в среднем проходит 14 дней. Поэтому, нормальная беременность в 40 акушерских недель равна 38 неделям с момента оплодотворения.

Рождение ребёнка - настоящее чудо. Но к чудесам нужно относиться очень бережно. Обязательно регулярно посещайте врача, сдавайте необходимые анализы. Берегите себя от простудных заболеваний, одевайтесь по сезону. Не занимайтесь активными видами спорта. Чаще улыбайтесь. Ведь вы скоро будете мамой.

От момента образования зиготы и до выхода зародыша из яйцевых оболочек длится эмбриональный период развития.

Дробление зиготы

После того, как произошло оплодотворение - слияние сперматозоида и яйцеклетки, образовавшаяся зигота начинает интенсивно делиться. Ее множественные митотические деления называют дроблением.

Важная особенность дробления в том, что не происходит увеличение в размере зародыша: клетки дробятся (делятся) настолько быстро, что не успевают накопить цитоплазматическую массу. Дробление зиготы человека является полным неравномерным асинхронным.

В результате дробления образуется морула. Морула (лат. morum - ягода тутового дерева) - клетка на стадии этапа дробления, когда зародыш представляет собой компактную совокупность клеток (без полости внутри).

Бластуляция

Бластуляция - заключительный период дробления, в который зародыш называется бластулой.

После очередных этапов многократного деления образуется однослойный зародыш с полостью внутри - бластула (греч. blastos — зачаток).

Стенки бластулы состоят из бластомеров, которые окружают центральную полость - бластоцель (греч. koilos — полый). Соединяясь друг с другом, бластомеры образуют бластодерму из одного слоя клеток.

Гаструляция (греч. gaster — желудок, чрево)

Гаструляцией называют стадию эмбрионального развития, в ходе которой клетки, возникшие в результате дробления зиготы, формируют три зародышевых листка: эктодерму, мезодерму и энтодерму.

Стенка бластулы начинается впячиваться внутрь - происходит инвагинация стенки. По итогу такого впячивания зародыш становится двухслойным. Двухслойный зародыш называется - гаструла. Полость гаструлы называется гастроцель (полость первичной кишки), а отверстие, соединяющее гастроцель и внешнюю среду - первичный рот (бластопор).

У первичноротых животных на месте первичного рта (бластопора) образуется ротовое отверстие. К первичноротым относятся: кишечнополостные, плоские, круглые и кольчатые черви, моллюски, членистоногие.

У вторичноротых на месте бластопора формируется анальное отверстие, а ротовое отверстие образуется на противоположном полюсе. К вторичноротым относят хордовых и иглокожих (морских звезд, морских ежей).

При впячивании части бластулы (инвагинации) клетки бластодермы мигрируют внутрь и становятся энтодермой (греч. entós — внутренний). Оставшаяся часть бластодермы снаружи называется эктодермой (греч. ἔκτος - наружный).

Между энто- и эктодермой из группы клеток формируется третий зародышевый листок - мезодерма (греч. μέσος — средний).

Нейрула

Эта стадия следует за гаструлой. Ранняя нейрула представляет собой трехслойный зародыш, состоящий из энто-, экто- и мезодермы. На этапе нейрулы происходит закладка отдельных органов.

Важно отметить, что на стадии нейрулы происходит процесс нейруляции - закладывание нервной трубки. Нервная пластинка, образовавшаяся на ранних этапах, прогибается внутрь, при этом ее края сближаются и, замыкаясь, формируют нервную трубку.

Итак, как уже было сказано, на стадии нейрулы закладываются отдельные органы. Эктодерма образует покровный эпителий и нервную пластинку, мезодерма (из которой в дальнейшем появятся все соединительные ткани), энтодерма - окружает полость первичной кишки (гастроцель), образуя кишечник. От энтодермы отшнуровывается хорда.

Все три зародышевых листка требуют нашего особого внимания, а также понимания того, какие органы и структуры из них образуются.

Эктодерма (греч. ἔκτος - наружный) - наружный зародышевый листок, образует головной и спинной мозг, органы чувств, периферические нервы, эпителий кожи, эмаль зубов, эпителий ротовой полости, эпителий промежуточного и анального отделов прямой кишки, гипофиз, гипоталамус.

Мезодерма (греч. μέσος — средний) - средний зародышевый листок, образует соединительные ткани: кровеносную и лимфатическую системы, костную и хрящевую ткань, мышечные ткани, дентин и цемент зубов, а также выделительную (почки) и половую системы (семенники, яичники).

Из зародышевых листков образуются ткани, органы и системы органов. Такой процесс называется органогенезом. В период закладки органов важное значение имеет воздержание матери от вредных привычек (алкоголь, курение), которые могут нарушить процесс дифференцировки клеток и привести к тяжелейшим аномалиям, уродствам плода.

Некоторые лекарства также могут оказывать на плод тератогенный эффект (греч. τέρας — чудовище, урод), приводя к развитию уродств. Периоды закладки органов и система органов вследствие их большой важности носят название критических периодов эмбриогенеза.

Анамнии и амниоты

Анамнии, или низшие позвоночные - группа животных, не имеющая зародышевых оболочек (зародышевого органа - аллантоиса и амниона). Анамнии проводят большую часть жизни в воде, без которой невозможно их размножение.

К анамниям относятся рыбы, земноводные.

Амниоты - группа высших позвоночных, характеризующаяся наличием зародышевых оболочек. К амниотам относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Зародышевый орган, аллантоис, является органом дыхания и выделения.

За счет особых оболочек, развивающихся в ходе эмбрионального развития, амниона и серозы, у амниот формируется амниотическая полость. В ней находится зародыш, окруженный околоплодными водами. Благодаря такому гениальному устройству, амниотам для размножения и развития более не нужно постоянное нахождение в водоеме, они "обрели независимость" от него.

Развитие плода происходит в мышечном органе - матке, которая, сокращаясь во время родов, стимулирует изгнание плода через родовые пути. Питание осуществляется через плаценту - "детское место" - орган, который с одной стороны омывается кровью матери, а с другой - кровью плода. Через плаценту происходит транспорт питательных веществ и газообмен.

Соединяет плаценту и плод особый орган - пуповина, внутри которой проходят артерии, вены.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: