Занятие №
Тема:
«Эмбриогенез человека. Прогенез. Половые клетки.
Характеристика стадии эмбриогенеза. Внезародышевые органы. Их развитие, строение, функции и изменения в ряду позвоночных животных»
Продолжительность изучения темы 5,25 часов.
Из них на занятии 3 часа, внеаудиторная самостоятельная работа 2,25 часа.
Цель.
Изучить особенности прогенеза и строение зрелых половых клеток.
Сформировать представление о биологических процессах, лежащих в основе развития зародыша человека.
Изучить развитие, строение, функции внезародышевых органов и изменения их в ряду позвоночных животных.
Задачи:
Знать:
1. Общие закономерности и особенности процессов стадий прогенеза и ранних стадий эмбриогенеза человека и причины, обуславливающие их возникновение.
Уметь:
1. Идентифицировать гистопрепараты ранних стадий эмбриогенеза.
2. Читать электроннограммы: а) по строению овоцита и взаимодействия его с фолликулярной клеткой; б) по строению сперматозоида в разные фазы в развитии.
2. Зарисовать схемы ранних стадий эмбриогенеза человека.
Значение изучения темы.
Знание закономерностей сравнительной эмбриологии поможет понять общие биологические закономерности эволюции позвоночных (биогенетический закон, закон зародышевых листков и др.), филогенетическую обусловленность процессов становления организма человека. Изучение эмбриогенеза рыб, птиц и млекопитающих животных имеет общие черты с эмбриогенезом человека, но протекает менее сложно и, следовательно, облегчит понимание эмбриогенеза человека. Изучение закономерностей развития зародышей различных классов хордовых необходимо для понимания процессов гисто - и органогенеза
Процесс эмбриогенеза человека является результатом длительного процесса эволюции животного мира, свидетельством чего является биогенетический закон Северцева.
Кроме того, выявление закономерностей и особенностей эмбриогенеза рыб, птиц, млекопитающих необходимо для выяснения причин возникновения аномалий и пороков развития человека, которые могут быть объектами практической деятельности врача. Знание эмбриогенеза человека используются в практической медицине для раскрытия причин бесплодия, экстракорпорального оплодотворения и имплантации зародышей в матку, трансплантации фетальных органов.
Методические рекомендации по самоподготовке.
Теоретические вопросы, подлежащие изучению.
Необходимый исходный уровень знаний:
Из других курсов:
1. Строение и классификацию яйцеклеток хордовых животных. Ультраструктуру сперматозоидов. Стадии овогенеза, сперматогенеза.
2. Закономерности эмбриогенеза на примере низших хордовых животных..
3. Биологические процессы, лежащие в основе стадий эмбриогенеза.
По теме занятия:
I. Прогенез. Место протекания стадий и хронология процесса.
II. Эмбриогенез человека. Место протекания стадии и хронология процесса. Тип развития.
1. Яйцеклетка, особенности строения, развития.
2. Оплодотворение. Особенности, стадии.
3. Дробление. Образование трофобласта и эмбриобласта, их значение;
4. Бластуляция;
5. Гаструляция. Стадии. Механизмы. Особенности (образование внезародышевой мезодермы, зародышевых оболочек).
6. Формирование осевых органов. Гистогенез.
7. Окончательное образование тела зародыша и зародышевых оболочек. Характеристика строения, функций и преобразование зародышевых оболочек в ряду позвоночных.
Темы, вынесенные на самостоятельное изучение.
- Прогенез. Место протекания стадий и хронология процесса.
- Половые клетки человека. Особенности ультраструктуры, цитофизиологическая характеристика яйцеклетки, сперматозоида.
- Биологиеское значение стадий эмбриогенеза.
- Возможности регуляции эмбриогенеза и предотвращения пороков развития.
- Критические периоды в развитии организмов по Светлову.
- Влияние повреждающих факторов на плод.
- Понятие тератогенеза, условия возникновения эмбриональных пороков и их последствия.
8. Зародышевые листки и их дифференцировка.
Элементы УИРС.
Темы рефератов (один по выбору):
1. Влияние алкоголизма родителей на ранние стадии эмбриогенеза.
2. Влияние некоторых лекарственных препаратов и экстремальных факторов на ранние стадии эмбриогенеза человека.
3. Современная генетическая теория развития зародышей.
Методические указания по самоподготовке по теоретическому материалу.
Сравнительная характеристика эмбриогенеза классов млекопитающих.
Для осмысления эмбриогенеза человека целесообразно провести сравнительную характеристику стадий эмбриогенеза, условий развития основных классов хордовых животных. При характеристике эмбриогенеза рыб необходимо помнить, что хотя развитие рыб идет в водной среде, как и у предыдущих животных, тем не менее, они имеют ряд существенных отличий. Это определяется более высокой ступенью развития их в эволюционном плане в сравнении с ланцетником и амфибиями. В первую очередь это проявляется в строении яйцеклетки, содержащей большое количество желтка, на поверхности желтка расположена деятельная часть цитоплазмы с ядром. Именно в этой зоне яйцеклетки протекают процессы оплодотворения и дробления, приводящие к образованию бластулы. Организатором гаструляции у рыб является краевая зарубка - место подворачивания заднего края бластодиска. Она определяет расположение зародышевых закладок в гаструле. Обратите внимание на особенности течения гаструляции. Качественно новым этапом в развитии рыб является формирование первого провизорного органа - желточного мешка. Уясните способ образования его, строение стенки и функции.
Эмбриогенез птиц в отличие от представителей предыдущих видов происходит не в водной среде, а на суше. У птиц удлиняется продолжительность эмбриогенеза, в связи с этим увеличивается количество желтка в яйцеклетке, появляется новый способ оплодотворения – несвободный - в организме матери. Яйцеклетка приобретает дополнительные яйцевые оболочки создающие так называемую выводковую камеру, в которой идет развитие организма. Выводковая камера защищает зародыш от неблагоприятных воздействий среды и обеспечивающую нормальнее развитие зародыша. Необходимо помнить, что ранние этапы эмбриогенеза (дробление и начало гаструляции) осуществляются в зародыше, когда он находится в организме матери, проходя по яйцеводу, где и одевается дополнительными оболочками. Особенностью развития птиц является двухфазность гаструляции. 1-я фаза протекает в организме матери, 2-я фаза протекает в выводковой камере и необходимым условием для нее является инкубация. Обратите внимание на разнообразие способов гаструляции, особенности течения 2 фазной гаструляции, значение первичной полоски и Гензеновского узелка в образовании зародышевых закладок. Главной отличительной особенностью в развитии птиц является, стадия формирования провизорных органов в отличие от рыб у птиц, кроме желточного мешка, формируются амнион, аллантоис, серозная оболочка. Вспомните способ их образования, строение и функции, какова их судьба после завершения эмбриогенеза.
При развитии млекопитающих выявляются закономерности, присущие как птицам, так и человеку. Большая степень сходства развития зародыша млекопитающих с зародышем человека делает изучение эмбриогенеза млекопитающих необходимым звеном в познании общей эмбриологии человека.
Развитие плацентарных млекопитающих характеризуется формированием особой системы взаимосвязи развивающегося зародыша с организмом матери, которая включает в себя образование органа для вынашивания зародыша – матки и дополнительного органа, обеспечивающего связь между ними – плаценты. Эти важные обстоятельства приводят к появлению особенностей в развитии млекопитающих в сравнении с птицами и рыбами. В первую очередь это проявляется в строении яйцеклетки и процессах дробления. Обратите внимание на раннюю детерминацию бластомеров уже после 1-го дробления, образующих клетки эмбриобласта и трофобласта. Особенностью в развитии зародыша млекопитающих является последовательное образование 2-х типов бластул – морулы и бластоцисты. Начальные этапы эмбриогенеза зародыша протекают, как и у птиц, еще в яйцеводах. Сравните ранние стадии развития у этих классов, выявите сходство и отличия. Обратите внимание на способ гаструляции у млекопитающих, как и когда, выделяются эмбриональные закладки. Особое место в эмбриогенезе человека занимает процесс имплантации зародыша в матку и плацентация за счет ворсин хориона к стенке матки. Установите степень и характер их взаимосвязи. При характеристике внезародышевых органов у млекопитающих определите, какие закладки их формируют, функциональное значение этих органов. Выделите специфические признаки в развитии млекопитающих животных и человека. Процесс эмбрионального развития человека очень сложен, хотя в общих чертах повторяет основные этапы развития млекопитающих животных (амниот). Начальные этапы эмбриогенеза зародыша человека практически не отличаются от таковых у млекопитающих животных: оплодотворение внутреннее, дробление полное, но неравномерное и асинхронное, образуется трофобласт и эмбриобласт, гаструляция 2-х фазная, 1-я фаза гаструляции происходит еще в яйцеводе. Важным является некоторое замедление гаструляции у человека, связанное с важным моментом – имплантацией зародыша в стенку матки. В этом процессе первостепенная роль отводится дифференцировке трофобласта на цитотрофобласт и симпластотрофобласт, обеслечивающих внедрение зародыша в стенку матки. Питание зародыша в этот период осуществляется гистотрофно, за счет продуктов распада децидуальных клеток эндометрия в месте имплантации. Существенным является образование вокруг зародыша дополнительной материнской оболочки – децидуальной – часть слизистой оболочки. Вторая фаза гаструляции сопровождается ранним выделением внезародышевой мезодермы, идущей на построение внезародышевых органов: хориона, амниона, желточного мешка, аллантоиса. Очень рано внезародышевая мезодерма вступает в контакт с выростами трофобласта, образуя первичные ворсины с кровеносными сосудами и способствуя превращению его в хорион. Между первичными ворсинами хориона и лакунами, образовавшимися, в результате разрушения кровеносных сосудов эндометрия в области имплантации зародыша устанавливается взаимосвязь, с этого момента начинается гематотрофный тип питания развивающегося зародыша. Эктодерма и эндодерма образуют вместе с внезародышевой мезодермой 2 полых органа - амниотический и желточный пузырьки, которые в последствии преобразуются в амнион и желточный мешок.
Характерной чертой развития зародыша человека является более раннее формирование провизорных органов (хориона, амниотического и желточного пузырьков) в отличие от млекопитающих, птиц и рыб, у которых развитие зародыша идет параллельно с развитием провизорных органов. Этот факт является прогрессивной приспособительной чертой, определяющей нормальное течение эмбриогенеза человека. Сам зародыш развивается из клеточного материала, расположенного в центральной части контактирующих поверхностей амниотического и желточного пузырьков (зародышевой щиток). С переходом зародыша к гематотрофному типу питания наступает качественно новый тип в развитии зародыша – 2-я фаза гаструляции, которая не отличается от таковой у птиц и млекопитающих и связана с преобразованиями, происходящими в области дна амниотического пузырька, т.е. на поверхности зародышевой эктодермы. В отличие от эмбриогенеза птиц и млекопитающих, у зародыша человека образуется только туловищные складки, отделяющие тело зародыша от желточного мешка, далее зародыш погружается в амниотический пузырек, где и происходит дальнейшее развитие. Важное, значение, в установлении связи организма зародыша с организмом матери имеет аллантоис, в стенке которого формируются кровеносные сосуды, входящие в состав пупочного канатика и подрастающие к ворсинкам хориона, которые разветвляются на вторичные ворсины и в месте контакта их со стенкой матки образуется плацента. На остальной части хориона ворсины исчезают. Обратите внимание на структуру и функции внезародышевых органов, особенностью является участие внезародышевой мезодермы в образовании стенки этих органов, зародышевая мезодерма появляется гораздо позже и не принимает участия в их формировании, а из нее формируются ткани зародыша.