Zárodočné vrstvy človeka. teória zárodočnej vrstvy

Tvorba zárodočných vrstiev je prvým znakom diferenciácie embryí. Väčšina organizmov tvorí tri zárodočné vrstvy: vonkajší - ektoderm, vnútorný - endoderm a stredný - mezoderm. Deriváty ektodermy plnia najmä krycie a senzitívne funkcie, deriváty endodermy - funkcie výživy a dýchania a deriváty mezodermy - spojenia medzi časťami embrya, motorické, podporné a trofické funkcie.

V roku 2000 kanadský embryológ Brian Keith Hall navrhol, aby sa nervový hrebeň nepovažoval za nič viac ako za samostatnú - štvrtú - zárodočnú vrstvu. Táto interpretácia sa rýchlo rozšírila vo vedeckej literatúre.

U všetkých zvierat sa rovnaké orgány získavajú z rovnakej zárodočnej vrstvy. Ektoderm poskytuje vonkajšie obaly a nervový systém. Väčšina tráviaceho traktu a tráviacich žliaz sa tvorí z endodermu (u stavovcov, pečene, pankreasu a pľúc). Mezoderm tvorí zvyšok orgánov: svaly, výstelku vedľajšej telesnej dutiny, orgány obehovej, vylučovacej a reprodukčnej sústavy, u stavovcov a ostnokožcov vnútornú kostru. (Treba mať na pamäti, že väčšina orgánov dospelého zvieraťa zahŕňa tkanivá pochádzajúce z dvoch alebo všetkých troch zárodočných vrstiev.) Z toho vyplýva veľmi dôležitý záver: u všetkých zvierat majú hlavné orgánové systémy spoločný pôvod a dajú sa porovnávať. Napríklad centrálny nervový systém má spoločný pôvod v tom zmysle, že v evolúcii pochádza z podkožného nervového plexu, podobne ako nervová sieť hydry, a v ontogenéze z vonkajšej zárodočnej vrstvy.

Encyklopedický YouTube

• 1 / 3

  Názory:

zárodočné vrstvy, alebo zárodočné vrstvy - vrstvy tela embrya mnohobunkových zvierat, ktoré sa v tomto procese vytvárajú a dávajú vznik rôznym orgánom a tkanivám.

Vznikajú v procese diferenciácie navzájom podobných homogénnych buniek.

gastrulácia- proces vzdelávania dve zárodočné vrstvy(ento- a ektodermy).

V procese gastrulácie dochádza k pohybu všetkých buniek, gastrula- dvojvrstvový embryonálny vak, vo vnútri ktorého je dutina - gastrocoel, spojené primárnymi ústami ( blastopor) so životným prostredím.

Gastrulácia končí vytvorením tretej zárodočnej vrstvy - mezodermom nachádza sa medzi ekto- a endodermou.

Väčšina organizmov (okrem koelenterátov) tvorí tri zárodočné vrstvy:

- vonkajší - ektodermu,
- vnútorný - endoderm A
- priemerný - mezodermom.

Po dokončení gastrulácie sa v embryu vytvorí komplex axiálnych orgánov: nervová trubica, notochorda, črevná trubica. Toto je štádium neurula.

Vzdelávanie zárodočné vrstvy- začiatok premeny mnohobunkového organizmu na organizmus, v ktorom sa bunky diferencujú a v budúcnosti tvoria tkanivá a orgány.

Najprv sa teda zygota začne deliť, čím sa zvyšuje počet buniek. Keď telo naberie dostatočnú hmotnosť, postupuje do ďalšej fázy - bunky sa začnú pohybovať - ​​presúvajú sa na perifériu, tvoria blastodermová vezikula.

Z jedného okraja tejto vezikuly sú bunky zoskupené a tvoria vnútornú dutinu - to je vnútorná zárodočná vrstva – endoderm.

Vonkajšie bunky embrya (vonkajšia vrstva) - ektodermu.

Vrstva buniek medzi týmito dvoma zárodočnými vrstvami je mezoderm, tieto bunky vznikajú čiastočne z ekto-, čiastočne z endodermu.

• Toto rozdelenie listov je typické pre všetky vyššie zvieratá;
• pri jednoduché zvieratá- len v a - 2 zárodočné vrstvy(vonkajšie a vnútorné).

Tu je príklad otázky z POUŽITIE v biológii len k téme:

1. z ektodermy vznikajú: ucho a mozog;

2. z endodermy - pečeň, pľúca, črevá, žalúdok, pankreas;

3. z mezodermu - svaly, cievy, kosti.

Zárodočné vrstvy boli prvýkrát opísané v práci ruského akademika X. Pandera v roku 1817, ktorý študoval embryonálny vývoj kuracieho embrya. Obzvlášť dôležitú úlohu pri štúdiu zárodočných vrstiev stavovcov zohrali klasické diela iného ruského akademika - Carl Baer, ktorý ukázal, že zárodočné vrstvy sú prítomné aj v embryách iných stavovcov (ryby, obojživelníky, plazy).

Z ektodermy sa vyvíja: nervový systém, epidermis kože, epitel kože a mliečnych žliaz, rohovinové útvary (šupiny, vlasy, perie, nechty), epitel slinných žliaz, očná šošovka, sluchový mechúrik, periférny zmyslový aparát, zubná sklovina.

Z endodermy: notochord, epiteliálna výstelka črevného traktu a jej deriváty – pečeň, pankreas, žalúdočné a črevné žľazy; epitelové tkanivo vystielajúce orgány dýchacieho systému a čiastočne urogenitálny systém, ako aj secernujúce úseky predného a stredného laloku hypofýzy, štítnej žľazy a prištítnych teliesok.

Z mezodermy: z vonkajšej (laterálnej) časti somitov, teda dermatómu, vzniká spojivové tkanivo kože – dermis. Zo strednej (centrálnej) časti somitov, teda myotómu, sa tvoria priečne pruhované kostrové svaly. Vnútorná (mediálna) časť somitov, t.

Na nohách somitov (nefrogonatomy) vznikajú vylučovacie orgány (renálne tubuly) a pohlavné žľazy.

Bunky, ktoré tvoria viscerálne a parietálne listy splanchnotómu, sú zdrojom epitelovej výstelky sekundárnej coelomovej dutiny. Zo splanchnotómu sa tvorí aj väzivo vnútorných orgánov, obehový systém, hladké svalstvo čriev, dýchacieho a urogenitálneho traktu a kostrový mezenchým, ktorý dáva základy kostry končatín.

Kapitola 3. Dočasné oprávnenia

Dočasné orgány sú dočasné špeciálne mimoembryonálne orgány, ktoré zabezpečujú komunikáciu medzi embryom a prostredím počas embryonálneho vývoja.

Ryža. 6. Dočasné orgány stavovcov.

a - anamnia; b - neplacentárne amnioty; c - placentárne amnioty; 1 - embryo; 2 - žĺtkový vak; 3 - amnion; 4 - alantois; 5 - chorion; 6 - klky chorionu; 7 - placenta; 8 - pupočná šnúra; 9 - znížený žĺtkový vak; 10 - redukovaný alantois.

Keďže embryonálny vývoj organizmov s rôznymi typmi vývoja (larválny, nelarválny, vnútromaternicový) prebieha za rôznych podmienok, stupeň vývoja a funkcie provizórnych orgánov sú u nich rôzne.

3.1. Žĺtkový vak

Žĺtkový vak je charakteristický pre všetky živočíchy s nelarválnym typom vývoja, ktorých vajíčka sú bohaté na žĺtok (ryby, plazy, vtáky). U rýb je žĺtkový vak vytvorený z bunkového materiálu troch zárodočných vrstiev, to znamená ekto-, ento- a mezodermu. U plazov a vtákov je vnútorná vrstva žĺtkového vaku endodermálneho pôvodu, zatiaľ čo vonkajšia vrstva je mezodermálneho pôvodu.

U cicavcov, hoci vo vajciach nie je žiadna žĺtková rezerva, je prítomný žĺtkový vak. Môže to byť spôsobené jeho dôležitými sekundárnymi funkciami. Vzniká zo splanchnopleury, ktorá vzniká z útvarov mezodermálneho a endodermálneho pôvodu. Splanchnopleura sa delí na intraembryonálnu a extraembryonálnu časť. Z extraembryonálnej časti sa tvorí žĺtkový vak.

Do stien žĺtkového vaku vrastajú cievy, ktoré tvoria hustú kapilárnu sieť. Bunky steny žĺtkového vaku vylučujú enzýmy, ktoré rozkladajú živiny zo žĺtka, ktoré sa dostávajú do krvných vlásočníc a následne do tela embrya. Tak, žĺtkový vak vykonáva trofický funkciu. Žĺtkový vak je tiež živnou pôdou pre krvinky, to znamená, že vykonáva krvotvorné funkciu.

U cicavcov endoderm žĺtkového vaku slúži ako miesto pre tvorbu primárnych zárodočných buniek. Okrem toho je žĺtkový vak cicavcov naplnený tekutinou s vysokým obsahom aminokyselín a glukózy, čo naznačuje, že metabolizmus bielkovín v žĺtkovom vaku. U rôznych cicavcov je žĺtkový vak vyvinutý inak: u predátorov je veľký s vysoko vyvinutou sieťou ciev. A u primátov sa výrazne stiahne a zmizne bez stopy pred pôrodom.

Osud žĺtkového vaku sa líši od zvieraťa k zvieraťu. U vtákov sú na konci inkubácie zvyšky žĺtkového vaku vo vnútri embrya, po ktorom sa rýchlo rozpustí a zmizne. U cicavcov je zmenšený žĺtkový vak súčasťou placenty.

Deriváty ektodermy plnia najmä krycie a senzitívne funkcie, deriváty endodermy - funkcie výživy a dýchania a deriváty mezodermy - spojenia medzi časťami embrya, motorické, podporné a trofické funkcie.

Prvý, kto upozornil na vznik orgánov zo zárodočných vrstiev, čiže vrstiev, bol K. F. Wolf (1759). Následne X. Pander (1817), nasledovník K. F. Wolfa, opísal aj prítomnosť zárodočných vrstiev v kuracom embryu. K. M. Baer (1828) objavil prítomnosť zárodočných vrstiev u iných živočíchov, v súvislosti s ktorými rozšíril pojem zárodočné vrstvy na všetky stavovce.

A. O. Kovalevskij (1865, 1871), ktorý je právom považovaný za zakladateľa modernej teórie zárodočných vrstiev. A. O. Kovalevsky na základe rozsiahlych porovnávacích embryologických porovnaní ukázal, že takmer všetky mnohobunkové organizmy prechádzajú dvojvrstvovým štádiom vývoja. Dokázal podobnosť zárodočných vrstiev u rôznych živočíchov nielen v pôvode, ale aj v derivátoch zárodočných vrstiev.

Takže do konca XIX storočia. tvorené klasická teória zárodočnej vrstvy ktorý obsahuje tieto ustanovenia:

1. V ontogenéze všetkých mnohobunkových živočíchov vznikajú dve alebo tri zárodočné vrstvy, z ktorých sa vyvinú všetky orgány.

2. Zárodočné vrstvy sa vyznačujú určitou polohou v tele embrya (topografia) a označujú sa ako ekto-, ento- a mezoderm.

3. Zárodočné vrstvy sú špecifické, to znamená, že každá z nich dáva vznik presne definovaným primordiám, ktoré sú u všetkých zvierat rovnaké.

4. Zárodočné vrstvy rekapitulujú v ontogenéze primárne orgány spoločného predka všetkých Metazoa, a preto sú homológne.

5. Ontogenetický vývoj orgánu z jednej alebo druhej zárodočnej vrstvy naznačuje jeho evolučný pôvod z príslušného primárneho orgánu predka.

Vonkajšia zárodočná vrstva alebo ektoderm, v procese vývoja dáva také embryonálne základy, ako je nervová trubica, gangliová platnička, kožný ektoderm a extraembryonálny ektoderm. z nervovej trubice vznikajú neuróny a makroglie (bunky v mozgu, ktoré vypĺňajú priestory medzi nervovými bunkami – neurónmi – a kapilárami, ktoré ich obklopujú) mozgu a miechy, chvostové svaly embryí obojživelníkov a sietnica oka . Z kožného ektodermu vzniká epidermis kože a jej deriváty - kožné žľazy, vlasová línia, nechty a pod., epitel sliznice vestibulu ústnej dutiny, vagíny, konečníka a ich žliaz, ako napr. aj zubná sklovina. Z extraembryonálneho ektodermu vzniká epitel amnia, chorionu a pupočnej šnúry a u embryí plazov a vtákov epitel seróznej membrány.

Vnútorná zárodočná vrstva alebo endoderm vo vývoji tvorí také embryonálne základy ako endoderm čreva a žĺtka. Črevný endoderm je východiskom pre tvorbu epitelu tráviaceho traktu a žliaz - žľazovej časti pečene, pankreasu, slinných žliaz, ako aj epitelu dýchacích orgánov a ich žliaz. Žĺtkový endoderm sa diferencuje na epitel žĺtkového vaku. Extraembryonálny endoderm sa vyvinie do zodpovedajúceho obalu žĺtkového vaku.

stredná zárodočná vrstva alebo mezoderm, v procese vývoja dáva akordický rudiment, somity a ich deriváty vo forme dermatóm, myotóm A sklerotóm(skleros - tvrdý). ako aj embryonálne spojivové tkanivo alebo mezenchým. Notochorda sa vyvíja z chordálneho rudimentu a u stavovcov je nahradená kostrovými tkanivami. Dermatóm dodáva pleti základ spojivového tkaniva, myotóm- priečne pruhované svalové tkanivo kostrového typu, a sklerotóm tvorí kostrové tkanivá - chrupavky a kosti. Nephrotomes vyvolávajú vznik epitelu obličiek, močových ciest a vlčiansky kanály - epitel vas deferens. Müllerove kanály tvoria epitel vajcovodu, maternice a primárnu epitelovú výstelku vagíny. Zo splanchnotómu sa vyvíja coelomický epitel alebo mezotel, kortikálna vrstva nadobličiek, svalové tkanivo srdca a folikulárny epitel pohlavných žliaz. Mezenchým, ktorý je vypudený zo splanchnotómu, sa diferencuje na krvinky, spojivové tkanivo, cievy, hladké svalové tkanivo dutých vnútorných orgánov a ciev. Z extraembryonálneho mezodermu vzniká základ spojivového tkaniva chorion, amnion a žĺtkový vak.

Provizórne orgány embryí stavovcov alebo embryonálnych membrán. Vzťah medzi matkou a plodom. Vplyv zlých návykov rodičov (pitie alkoholu a pod.) na vývoj plodu.

Je potrebné rozlišovať medzi vajíčkom a embryonálnymi membránami. Prvý chráni vajíčko pred nepriaznivými vplyvmi prostredia, druhý zabezpečuje vývoj embrya (dýchanie, výživa, vylučovanie), vyvíja sa z bunkového materiálu už vytvorených zárodočných vrstiev.

provizórne, alebo dočasné, orgány sa tvoria v embryogenéze radu zástupcov stavovcov na zabezpečenie životných funkcií, ako je dýchanie, výživa, vylučovanie, pohyb a pod.. Nedostatočne vyvinuté orgány samotného embrya ešte nie sú schopné fungovať tak, ako by mali, aj keď nevyhnutne hrajú nejakú úlohu v systéme vyvíjajúceho sa integrálneho organizmu. Len čo embryo dosiahne potrebný stupeň zrelosti, keď je väčšina orgánov schopná vykonávať životne dôležité funkcie, dočasné orgány sa resorbujú alebo zlikvidujú.

Čas vytvorenia provizórnych orgánov závisí od toho, aké zásoby živín sa nahromadili vo vajíčku a v akých podmienkach prostredia sa embryo vyvíja. Napríklad u bezchvostých obojživelníkov v dôsledku dostatočného množstva žĺtka vo vajci a skutočnosti, že vývoj prebieha vo vode, embryo uskutočňuje výmenu plynov a uvoľňuje produkty disimilácie priamo cez škrupiny vajíčka a dosahuje štádium pulca. V tomto štádiu sa vytvárajú provizórne orgány dýchania (žiabre), trávenia a pohybu prispôsobené vodnému životnému štýlu. Uvedené larválne orgány umožňujú pulcovi pokračovať vo vývoji. Po dosiahnutí stavu morfologickej a funkčnej zrelosti orgánov dospelého typu miznú dočasné orgány v procese metamorfózy.

Amnion je ektodermálny vak obsahujúci embryo a naplnený plodovou vodou. Plodová membrána je špecializovaná na sekréciu a absorpciu plodovej vody obklopujúcej plod. Amnion zohráva primárnu úlohu pri ochrane embrya pred vysychaním a mechanickým poškodením a vytvára preň najpriaznivejšie a najprirodzenejšie vodné prostredie. Amnion má tiež mezodermálnu vrstvu z extraembryonálnej somatopleury, ktorá dáva vznik hladkým svalovým vláknam. Kontrakcie týchto svalov spôsobujú pulzovanie amniónu a pomalé oscilačné pohyby, ktoré sú pri tomto procese embryu oznámené, zjavne pomáhajú zabezpečiť, aby sa jeho rastúce časti navzájom nerušili.

Chorion(serosa) - vonkajšia zárodočná membrána priliehajúca k škrupine alebo materským tkanivám, vychádzajúca, podobne ako amnion, z ektodermy a somatopleury. Chorion slúži na výmenu medzi zárodkom a prostredím. U vajcorodých druhov je jeho hlavnou funkciou výmena dýchacích plynov; u cicavcov plní oveľa rozsiahlejšie funkcie, podieľa sa okrem dýchania na výžive, vylučovaní, filtrácii a syntéze látok, ako sú hormóny.

Žĺtkový vak je endodermálneho pôvodu, pokrytá viscerálnou mezodermou a priamo spojená s črevnou trubicou embrya. U embryí s veľkým množstvom žĺtka sa podieľa na výžive. U vtákov sa napríklad v splanchnopleure žĺtkového vaku vytvára cievna sieť. Žĺtok neprechádza cez žĺtok, ktorý spája vačok s črevom. Najprv sa pôsobením tráviacich enzýmov produkovaných endodermálnymi bunkami steny vaku premení na rozpustnú formu. Potom sa dostáva do ciev a šíri sa krvou po celom tele embrya.Cicavce nemajú zásoby žĺtka a zachovanie žĺtkového vaku môže byť spojené s dôležitými sekundárnymi funkciami. Endoderm žĺtkového vaku slúži ako miesto tvorby primárnych zárodočných buniek, mezoderm dáva krvinky embrya. Okrem toho je žĺtkový vak cicavcov naplnený tekutinou s vysokou koncentráciou aminokyselín a glukózy, čo naznačuje možnosť metabolizmu bielkovín v žĺtkovom vaku.

Allantois sa vyvíja o niečo neskôr ako iné extraembryonálne orgány. Je to vakovitý výrastok ventrálnej steny zadného čreva. Preto ho tvorí endoderm zvnútra a splanchnopleura zvonka. V prvom rade je to rezervoár pre močovinu a kyselinu močovú, ktoré sú konečnými produktmi metabolizmu organických látok obsahujúcich dusík. Alantois má dobre vyvinutú cievnu sieť, vďaka čomu sa spolu s chorionom podieľa na výmene plynov. Pri vyliahnutí sa vonkajšia časť alantois zahodí a vnútorná časť sa zachová vo forme mechúra.U mnohých cicavcov je alantois tiež dobre vyvinutý a spolu s chorionom tvorí chorioalantoickú placentu.

Termín placenta znamená úzke prekrytie alebo splynutie zárodočných membrán s tkanivami rodičovského organizmu.

Vzťah medzi matkou a plodom.

Plod v matkinom lone necíti potrebu samostatne absorbovať potravu a kyslík, chrániť sa pred atmosférickými zrážkami ani sa starať o udržanie telesnej teploty. To všetko mu poskytuje materinský organizmus. Vývojom plodu v jeho tele však postupne dozrievajú všetky tie fyziologické mechanizmy, ktoré sú preňho potrebné od prvej minúty samostatného života. Vzťahy v systéme matka-plod sú vybudované tak, aby nielen chránili plod pred nepriaznivými účinkami environmentálnych faktorov, ale vytvárali aj dodatočný vonkajší stimul pre jeho vývoj. Významnú úlohu pri formovaní imunologických vzťahov v systéme matka-plod má placenta, kde sú vytvorené rozdielne podmienky pre prechod antigénov a imunoglobulínov oboma smermi.

Placenta- pomerne spoľahlivá bariéra, ktorá zabraňuje vzájomnému prenikaniu buniek matky a plodu, čo je určujúcim faktorom v komplexe prirodzených mechanizmov, ktoré vytvárajú imunologickú ochranu plodu a normy priebehu tehotenstva.

Vplyv zlých návykov rodičov (pitie alkoholu a pod.) na vývoj plodu.

Ženy, ktoré fajčia, majú dvakrát vyššiu pravdepodobnosť mŕtveho narodenia alebo potratu ako nefajčiarky. Pri fajčení môže nikotín, ľahko prenikajúci do plodu cez placentu, spôsobiť, že sa u neho rozvinie „tabakový syndróm“. Denné vyfajčenie 5 a viac cigariet tehotnou ženou potláča dýchacie pohyby plodu, pričom ich pokles pozorujeme už 30 minút po vyfajčení prvej cigarety. Dokonca môže dôjsť k porušeniu rytmu srdcových kontrakcií u plodu. Nikotín spôsobuje kŕč tepien maternice, ktoré poskytujú detskému miestu a plodu všetky životne dôležité produkty. V dôsledku toho je narušený prietok krvi v placente a vzniká placentárna nedostatočnosť, takže plod nedostáva dostatok kyslíka a živín. Deti fajčiacich matiek sú obzvlášť náchylné na infekcie dýchacích ciest. V prvom roku života majú 6,5-krát vyššiu pravdepodobnosť, že budú trpieť bronchitídou, bronchiálnou astmou a zápalom pľúc ako deti matiek nefajčiarok.

Značnú ujmu na zdraví matky a plodu spôsobuje takzvané pasívne fajčenie, teda pobyt nefajčiarskej tehotnej ženy v zadymenej miestnosti. Každodenné fajčenie otca v prítomnosti tehotnej ženy môže spôsobiť aj podvýživu plodu, aj keď v menšej miere, ako keď fajčí sama matka. Alkohol ľahko preniká do plodu cez placentu a spôsobuje nenapraviteľné poškodenie jeho tela. Alkohol, ktorý preniká cez bunkové bariéry obklopujúce zárodočné bunky, brzdí proces ich dozrievania. Poškodenie ženských reprodukčných buniek alkoholom je príčinou spontánnych potratov, predčasných pôrodov a mŕtvo narodených detí.Dieťa narodené ľuďom, ktorí užívajú drogy, môže mať poruchy žalúdka, dýchania, pečene a srdca. Často dochádza k ochrnutiu, najčastejšie nôh. Dieťa má poruchu mozgu a v dôsledku toho rôzne formy demencie, psychózy, poruchy pamäti. Novorodenci narkomanov neustále prenikavo kričia, neznesú ostré svetlo, zvuk, najmenší dotyk.

Všeobecné a konkrétne kritické obdobia vo vývoji človeka. Nepriaznivé faktory ovplyvňujúce ženské telo, narúšajú normálnu štruktúru a dozrievanie zárodočných buniek. Príčiny mutácií alebo vývojových anomálií. Účinok farmakologických látok na telo tehotnej ženy a plodu.

Tieto obdobia sa nazývajú kritické aškodlivé faktory - teratogénny. Niektorí vedci sa domnievajú, že najcitlivejšie na širokú škálu vonkajších vplyvov sú obdobia vývoja charakterizované aktívne delenie buniek alebo intenzívne chodia procesy diferenciácie. Kritické obdobia sa vo všeobecnosti nepovažujú za najcitlivejšie na environmentálne faktory, t. bez ohľadu na mechanizmus ich účinku. Zároveň sa zistilo, že v niektorých momentoch vývoja sú embryá citlivé na množstvo vonkajších faktorov. Kritické obdobia rôznych orgánov a oblastí tela sa časovo nezhodujú. Dôvodom narušenia vývoja rudimentu je jeho väčšia citlivosť v súčasnosti na pôsobenie patogénneho faktora ako u iných orgánov.

P. G. Svetlov založený dve kritické obdobia vo vývoji placentárnych cicavcov. Prvý je rovnaký ako proces implantácia zárodok, druhý - s tvorbou placenty.

Implantácia pripadá na prvú fázu gastrulácie, u ľudí - na konci 1. - začiatku 2. týždňa. Druhé kritické obdobie trvá od 3. do 6. týždňa. Podľa iných zdrojov zahŕňa aj 7. a 8. týždeň. V tomto čase prebiehajú procesy neurulácie a počiatočné štádiá organogenézy. Škodlivý účinok pri implantácii vedie k jeho narušeniu, skorému odumretiu plodu a jeho potratu. Podľa niektorých správ sa 50-70% oplodnených vajíčok nevyvinie počas obdobia implantácie. Zjavne k tomu dochádza nielen pôsobením patogénnych faktorov v čase vývoja, ale aj v dôsledku hrubých dedičných anomálií.

Akcia teratogénne faktory počas embryonálneho (od 3 do 8 týždňov) obdobia môže viesť k vrodeným malformáciám. Čím skôr dôjde k poškodeniu, tým závažnejšie sú malformácie. Faktory, ktoré majú škodlivý účinok, nie sú vždy látky alebo účinky, ktoré sú telu cudzie. Môže ísť aj o prirodzené pôsobenie prostredia, ktoré zabezpečuje obvyklý normálny vývoj, ale v inej koncentrácii, s inou silou, v inom čase. Patria sem kyslík, výživa, teplota, susedné bunky, hormóny, induktory, tlak, natiahnutie, elektrický prúd a prenikajúce žiarenie.

Nepriaznivé faktory ovplyvňujúce ženské telo, narúšajú normálnu štruktúru a dozrievanie zárodočných buniek.

Príčiny mutácií alebo vývojových anomálií.

Mutácia- pretrvávajúca premena genotyp vyskytujúce sa pod vplyvom vonkajšieho alebo vnútorného prostredia. Proces mutácie je tzv mutagenéza . Mutácie sa delia na spontánna A vyvolané.

Spontánne mutácie sa vyskytujú spontánne počas celého života organizmu v bežných podmienkach prostredia .

indukované mutácie nazývané zdedené zmeny genóm vznikajúce v dôsledku určitých mutagénnych účinkov v umelých (experimentálnych) podmienkach alebo pri nepriaznivých účinkoch životné prostredie.

Účinok farmakologických látok na telo tehotnej ženy a plodu.

Liečivé látky, ktoré prešli placentou, sa dostávajú do buniek plodu, pričom často narúšajú ich vývoj a funkciu. Môžu ovplyvniť DNA, RNA, ribozómy a aktivitu bunkových enzýmov. Súčasne trpí syntéza štrukturálnych a enzymatických proteínov bunky. Konečný efekt týchto porúch sa môže prejaviť na tele plodu v podobe zmien biochemických, fyziologických a morfologických procesov, nedostatočnosti orgánových funkcií a anomálií v ich anatomickom vývoji. Liečivé látky môžu spôsobiť nielen štrukturálne deformácie, ale aj imunologické, endokrinné a biochemické zmeny, ktoré predisponujú k výskytu predčasne narodených a slabých detí so slabou odolnosťou voči rôznym chorobám a škodlivým faktorom životného prostredia.

Preformizmus a epigenéza. Moderné predstavy o mechanizmoch embryonálneho vývoja. Stupeň a špecifické spôsoby riadenia genómom a úroveň autonómie rôznych procesov v priebehu ontogenézy.

V dejinách ľudstva existuje dlhodobý záujem o povahu reprodukcie a vývoja. Embryológia- veda o vývoji embrya je jednou z najstarších vedných disciplín. Z dávnych čias pochádzajú dva protichodné pohľady na príčiny a hybné sily individuálneho vývoja organizmov. preformizmus A epigenéza.

Podporovatelia predformovanie(z lat. praeformo - tvorím vopred, predznamenávam) vychádzal z toho, že všetky formy, štruktúry a vlastnosti budúceho organizmu sú v ňom uložené už pred narodením, dokonca aj v zárodočných bunkách. Navyše už v tomto nenarodenom organizme sú neviditeľné (veľmi malé) základy budúcich generácií. Keď sa ukázalo, že nový organizmus pochádza z fúzie vajíčka a spermie, názory preformistov na primárny zdroj vývoja boli ostro rozdelené. Väčšina verila, že organizmus bol uložený vo vajci (je oveľa väčšie a obsahuje živiny), zatiaľ čo spermie iba aktivuje vajíčko k vývoju. Zástancovia tejto teórie sa nazývali ovisti (z latinského ovum – vajíčko). Iní - nazývali sa animalculists (z latinského animalculum animal, čo znamenalo spermie, teda mikroskopické zviera) - videli existujúcu formu organizmu v spermiách. Animalculists verí, že vajíčko je len živné médium pre vývoj spermií, rovnako ako úrodná pôda slúži ako ošetrovateľka pre klíčiace semeno.

Na rozdiel od preformizmu priaznivci epigenéza(z gréckeho epi - over, over, after a genesis - vznik, vznik) predstavoval embryonálny vývoj ako proces uskutočňovaný postupnými novotvarmi štruktúr z nediferencovanej hmoty oplodneného vajíčka. Epigenetici nevedomky dospeli k poznaniu určitých vonkajších nemateriálnych faktorov, ktoré riadia morfogenézu. Takže už Aristoteles v rozpore s Hippokratom tvrdil, že vývoj je riadený určitým vyšším cieľom, životnou silou - entelechiou.

Vývojová biológia skúmaním špecifických ontogenetických mechanizmov sa snaží objasniť mieru a špecifické spôsoby riadenia genómom a zároveň úroveň autonómie ontogenetických procesov.

Mechanizmy ontogenézy:

1. proliferácia alebo množenie buniek

2. migrácia alebo pohyb buniek

3. triedenie buniek, tie zhlukovanie buniek len s určitými bunkami

5. diferenciácia alebo špecializácia buniek.

6. Bunka nadobúda svoje morfologické a funkčné znaky

7. kontaktné interakcie: indukcia a kompetencia

8. vzdialená interakcia buniek, tkanív a orgánov

Všetky tieto procesy prebiehajú v rámci určitých časopriestorových limitov, pričom sa riadia princípom integrity vyvíjajúceho sa organizmu.

Všeobecné vzorce ontogenézy mnohobunkových organizmov. Základné mechanizmy rastu a morfogenézy. Spúšťacie pôsobenie génov. Hypotéza rozdielnej aktivity génov. Interakcia častí vyvíjajúceho sa organizmu. embryonálna indukcia. Spemannove experimenty.

Spúšťacie pôsobenie génov. Už v zygote sú všetky informácie o vlastnostiach budúceho organizmu. Počas obdobia drvenia sa vytvárajú absolútne ekvivalentné alebo totipotentné blastoméry. Majú všetky genetické informácie o budúcom organizme a vedia ich zrealizovať. Potvrdením tohto mechanizmu je prítomnosť jednovaječných dvojčiat. Na vysvetlenie diferenciácie buniek počas vývoja bola použitá hypotéza rozdielnej aktivity (expresie) génov. "V rôznych štádiách ontogenézy, ako aj v rôznych častiach embrya fungujú niektoré gény, potom iné." Predpokladá sa, že regulácia génovej aktivity závisí od interakcie DNA a histónových a nehistónových proteínov. Histognes blokuje transkripciu. Môžu byť ovplyvnené nehistónovými proteínmi, ako aj rôznymi látkami, ktoré prichádzajú z cytoplazmy do jadra. Môžu uvoľniť určité úseky DNA z histónov, teda zapnúť a vypnúť gény. Génová expresia je komplexný proces krok za krokom, ktorý zahŕňa intracelulárne a tkanivové procesy. Proces ontogenézy je reťazec reakcií regulovaných princípom spätnej väzby. Akumulácia v tomto reťazci génov vytvorených ako výsledok aktivity môže buď inhibovať alebo stimulovať génovú expresiu. Väčšina 9/10 mRNA má rovnaké zloženie v bunkách rôznych štádií ontogenézy. Je potrebné zabezpečiť životne dôležitú činnosť buniek a číta sa z génov „domov“. Domácnosť. 1/10 - tkanivovo špecifické mRNA, to znamená, že určujú špecializáciu buniek, sú určené jedinečnými nukleotidovými sekvenciami - luxusné gény a kódujú jedinečné proteíny, luxusné proteíny.

Počas ontogenézy mnohobunkových organizmov dochádza k rastu, diferenciácii a integrácii častí organizmu. Existuje mnoho typov ontogenézy (napríklad larválna, vajcorodá, vnútromaternicová). U vyšších mnohobunkových organizmov sa ontogenéza zvyčajne delí na dve obdobia - embryonálny vývoj (pred prechodom do samostatnej existencie) a postembryonálny vývoj (po prechode do samostatnej existencie).

Embryonálne obdobie ontogenéza mnohobunkových živočíchov zahŕňa tieto fázy: zygota, jej drvenie, vznik blastuly (jednovrstvové embryo), gastruly (dvojvrstvové embryo) a neuruly (trojvrstvové embryo).

Krátko po vytvorení zygoty začína jej fragmentácia. Rozdelenie je séria mitotických delení vajíčka. V počiatočných štádiách štiepenia nefungujú gény vajíčok a až na konci štiepenia sa začína syntéza mRNA.

Vajcia s nízkym obsahom žĺtka sa vyznačujú úplným rovnomerným rozdrvením, zatiaľ čo vajcia s vysokým obsahom žĺtka sú úplne nerovnomerné alebo neúplné. V mnohých organizmoch v dôsledku drvenia, morula- sférická akumulácia blastomérov. Niekedy sa morula považuje za samostatné štádium embryonálneho vývoja a niekedy za druh ďalšieho štádia - blastula. Existuje mnoho typov blastúl: morula, jednotná a nepravidelná coeloblastula, jednotná a nepravidelná sterroblastula, diskoblastula, periblastula. Pri nerovnomernom drvení sa nazývajú väčšie blastoméry makroméry, a tie menšie mikroméry. Dutina blastuly je tzv blastocoel b, alebo primárna telesná dutina.

Potom počas gastrulácia Z blastuly sa vyvinie dvojvrstvové embryo, gastrula. Existuje mnoho typov gastrulácie. V mnohých organizmoch je primárna telesná dutina zachovaná medzi ektodermou a endodermou. Centrálna dutina gastruly (gastrocoel alebo primárne črevo) komunikuje s vonkajším prostredím pomocou blastopóru alebo primárnych úst.

Počas neurulácia z gastruly sa vyvinie trojvrstvové embryo, ktoré sa u strunatcov nazýva neurula. Podstata neurulácie spočíva vo vytvorení mezodermu – tretej zárodočnej vrstvy. Mezoderm je vrstva buniek umiestnená medzi endodermou a ektodermou.

Postembryonálne obdobie pokračuje od prechodu organizmov k existencii mimo vajíčka alebo embryonálnych membrán až do puberty. V postembryonálnom období sa dokončujú procesy organogenézy, rastu a diferenciácie.

Embryonálna indukcia- interakcia medzi časťami vyvíjajúceho sa organizmu u mnohobunkových organizmov. Podľa tejto hypotézy existujú určité bunky, ktoré fungujú ako organizátori pre iné vhodné bunky. V neprítomnosti organizačných buniek budú takéto bunky sledovať inú cestu vývoja, odlišnú od tej, na ktorej by sa vyvíjali v prítomnosti organizátorov.

Morfogenéza - vznik a vývoj orgánov, sústav a častí tela organizmov tak v individuálnom (ontogenéza), ako aj v historickom, prípadne evolučnom vývoji (fylogenéza). Štúdium znakov morfogenézy v rôznych štádiách ontogenézy s cieľom riadiť vývoj organizmov je hlavnou úlohou vývojovej biológie, ako aj genetiky, molekulárnej biológie, biochémie, evolučnej fyziológie a je spojené so štúdiom zákonov. dedičnosti.

Proces morfogenézy riadi organizovanú priestorovú distribúciu buniek počas embryonálneho vývoja organizmu. Morfogenéza môže prebiehať aj v zrelom organizme, v bunkových kultúrach alebo nádoroch.

Shpenove skúsenosti.

Smerovanie prvého diela W. o embryonálnom vývoji mu navrhol jeho kolega z univerzity v Heidelbergu Gustav Wolf. Tento vedec zistil, že ak sa šošovka odstráni z vyvíjajúceho sa oka embrya mloka, potom sa z okraja sietnice vyvinie nová šošovka. Sh. bol zasiahnutý experimentmi Wolfa a rozhodol sa v nich pokračovať, pričom sa nezameral ani tak na to, ako sa šošovka regeneruje, ale na to, aký je mechanizmus jej počiatočného formovania.

Za normálnych okolností sa šošovka oka mloka vyvíja zo skupiny ektodermálnych buniek. Sh. dokázal, že signál na vytvorenie šošovky pochádza z očnice. Zistil, že ak odstránite ektodermu, z ktorej sa má šošovka vytvoriť, a nahradíte ju bunkami z úplne inej oblasti embrya, potom sa z týchto transplantovaných buniek začne vyvíjať normálna šošovka. Na vyriešenie ich problémov W. vyvinul mimoriadne zložité metódy a zariadenia, z ktorých mnohé embryológovia a neurovedci dodnes používajú na najjemnejšie manipulácie s jednotlivými bunkami.

Interakcia častí vyvíjajúceho sa embrya. embryonálna indukcia. E.i. je fenomén, keď embryonálne analáže predurčujú iniciáciu a vývoj iných tkanív a orgánov embrya. Realizácia indukcie je možná len za predpokladu, že bunky reagujúceho systému sú SCHOPNÉ PRIJAŤ NÁRAZ, teda sú kompetentné. V tomto prípade reagujú vytvorením zodpovedajúcich štruktúr. Kompetencia vzniká v URČITÝCH štádiách vývoja a pretrváva obmedzený čas, potom sa môže objaviť kompetencia k inému induktorovi. Vývoj embrya sa považuje za systém interakcie základov. AKO KASKÁDOVÉ, HIERARCHICKÉ INTERAKCIE. Indukcia mnohých štruktúr závisí od predchádzajúcich indukčných udalostí.

"Zárodočné vrstvy - zárodočné vrstvy, vrstvy tela embrya mnohobunkových zvierat a ľudí, vznikajúce pri gastrulácii". Väčšina organizmov má tri zárodočné vrstvy.

V dôsledku gastrulácie sa vytvárajú 3 zárodočné vrstvy: ektoderm, endoderm a mezoderm. Spočiatku je zloženie každej zárodočnej vrstvy homogénne. Potom zárodočné vrstvy prostredníctvom kontaktu a interakcie poskytujú také vzťahy medzi rôznymi bunkovými skupinami, ktoré stimulujú ich vývoj v určitom smere. Táto takzvaná embryonálna indukcia je najdôležitejším dôsledkom interakcie medzi zárodočnými vrstvami.

„V priebehu organogenézy po gastrulácii sa mení tvar, štruktúra a chemické zloženie buniek a izolujú sa bunkové skupiny, ktoré sú základom budúcich orgánov. Postupne sa vyvíja určitá forma orgánov, vytvárajú sa medzi nimi priestorové a funkčné spojenia. Procesy morfogenézy sú sprevádzané diferenciáciou tkanív a buniek, ako aj selektívnym a nerovnomerným rastom jednotlivých orgánov a častí tela.

Začiatok organogenézy sa nazýva obdobie neurulácie, zahŕňa procesy od objavenia sa prvých príznakov tvorby nervovej platničky až po jej uzavretie do nervovej trubice. Paralelne vzniká chorda a sekundárne črevo (črevná trubica) a mezoderm ležiaci po stranách chordy sa štiepi v kraniokaudálnom smere na segmentované párové štruktúry - somity, t.j. paralelne s procesmi gastrulácie prebieha tvorba axiálnych orgánov (neurálna trubica, chorda, sekundárne črevo).

"Ektoderm, mezoderm a endoderm sa v priebehu ďalšieho vývoja, pokračujúc vo vzájomnej interakcii, podieľajú na tvorbe určitých orgánov."

Z ektodermy sa vyvíja: epidermis kože a jej deriváty (vlasy, nechty, perie, mazové, potné a mliečne žľazy), zložky orgánov zraku (šošovka a rohovka), sluch, čuch, epitel ústnej dutiny, zubná sklovina .

Najdôležitejšími ektodermálnymi derivátmi sú nervová trubica, neurálna lišta a všetky nervové bunky z nich vytvorené. Z ektodermálnych analáží sa vyvíjajú aj zmyslové orgány, ktoré prenášajú informácie o zrakových, zvukových, čuchových a iných podnetoch do nervového systému. Napríklad sietnica oka je vytvorená ako výrastok mozgu a je teda derivátom nervovej trubice, zatiaľ čo čuchové bunky sa diferencujú priamo z ektodermálneho epitelu nosnej dutiny.

Deriváty endodermu sú: epitel žalúdka a čriev, pečeňové bunky, sekrečné bunky pankreasu, slinné, črevné a žalúdočné žľazy. Predná časť embryonálneho čreva tvorí epitel pľúc a dýchacích ciest, ako aj sekrečné bunky predného a stredného laloku hypofýzy, štítnej žľazy a prištítnych teliesok.

Z mezodermu sa tvoria: kostra, kostrové svaly, väzivový základ kože (dermis), orgány vylučovacej a reprodukčnej sústavy, kardiovaskulárny systém, lymfatický systém, pohrudnica, pobrušnica a osrdcovník .

Z mezenchýmu, ktorý má zmiešaný pôvod vďaka bunkám troch zárodočných vrstiev, sa vyvíjajú všetky druhy väziva, hladké svaly, krv a lymfa. Mezenchým je súčasťou strednej zárodočnej vrstvy, ktorá predstavuje voľný komplex nesúrodých buniek podobných amébam. Mezoderm a mezenchým sa navzájom líšia svojim pôvodom. Mezenchým je väčšinou ektodermálneho pôvodu, zatiaľ čo mezoderm pochádza z endodermu. U stavovcov je však mezenchým v menšej miere ektodermálneho pôvodu, zatiaľ čo väčšina mezenchýmu má spoločný pôvod so zvyškom mezodermu. Napriek svojmu odlišnému pôvodu od mezodermu možno mezenchým považovať za súčasť strednej zárodočnej vrstvy.

Rudiment konkrétneho orgánu sa spočiatku tvorí zo špecifickej zárodočnej vrstvy, ale potom sa orgán stáva zložitejším a v dôsledku toho sa na jeho tvorbe podieľajú dve alebo tri zárodočné vrstvy.