Борзенко Екатерина НК-20-1з
Понятия о науки эмбриология
Эмбриология- наука, изучающая развитие зародыша: эмбриогенез. Зародышем называют любой организм на ранних стадиях развития до рождения или вылупления, или, в случае растений, до момента прорастания. Многими учёными эмбриология определяется более широко, как синоним биологии развития. До середины XX века, для обозначения описываемого раздела науки, широко использовался синоним "эмбриогения".Эмбриология изучает следующие процессы развития живых организмов: гаметогенез, оплодотворение и образование зиготы, дробление зиготы, процессы дифференцировки тканей, процессы закладки и развития органов (органогенез), морфогенез, регенерацию. Интерес к вопросам эмбриологии отмечается в древнеиндийской и древнегреческой философии. Характерен он и для мыслителей древнего Китая.
История развития эмбриологии как науки
Первобытные народы задавались вопросом о факте рождения новой особи. Они заметили, что рождение новой особи является результатом полового сношения. Первые сведения о строении зародышей птиц и млекопитающих существовали ещё в древнем Вавилоне, Ассирии, Египте, Китае, Индии и Греции. С именами Гиппократа и Аристотеля связаны первые представления об эмбриональном развитии организмов. В эпоху Возрождения. в 1600 и 1604 гг. Д. Фабриций описал и зарисовал различные стадии развития зародыша курицы, однако он неправильно считал, что развитие цыплёнка происходит из завитков белка — халаз. Наблюдение над развитием зародышей позвоночных животных привели В. Гарвея (1652) к мысли, что все живое развивается из яйца. В это же время Р. де Грааф обнаружил в яичниках млекопитающих мешочки, которые он принял за яйца. Эти образования в дальнейшем вошли в науку под названием граафовых пузырьков. В период с 1676 по 1719 г. А. Левенгук открыл красные кровяные тельца, некоторых простейших животных, мужские половые клетки. Первые попытки проникнуть в сущность развития организма привели к мысли, что новый, полностью сформировавшийся организм находится в половой клетке -сперматозоиде и далее осуществляется лишь его рост. Так возникла метафизическая и идеалистическая теория преформации, которая господствовала в науке на протяжении XVII и XVIII вв. и тормозила развитие научного познания.
Важным в развитии эмбриологии стал 1759 г. Именно тогда была напечатана диссертация К. Ф. Вольфа «Теория Развития». К. Ф. Вольф, который вскоре стал академиком Петербургской Академии наук, в этой работе пришел к заключению, что развитие отдельных органов организма происходит путём новообразования их из неорганической массы яйца. Таким образом, он первым усомнился в истинности теории преформации и стал на позицию эпигенеза. Основоположником эмбриологии является Карл Эрнст Фон Бэр, академик Петербургской Академии наук, который обосновал теорию эпигенеза (1828) и разработал учение о зародышевых листках.
Пренатальное развитие НС
Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, делится на два периода: пренатальный (внутриутробный) и постнатальный (после рождения). Первый продолжается от момента зачатия и формирования зиготы до рождения; второй — от момента рождения и до смерти.
Пренатальный периодв свою очередь подразделяется на три периода:
начальный,зародышевый;плодный.
Начальный(предимплантационный) период у человека охватывает первую неделю развития (с момента оплодотворения до имплантации в слизистую оболочку матки). Зародышевый (предплодный, эмбриональный) период-от начала второй недели до конца восьмой недели(с момента имплантации до завершения закладки органов). Плодный(фетальный) период начинается с девятой недели и длится до рождения. В это время происходит усиленный рост организма. Пренатальный период онтогенеза начинается с момента слияния мужских и женских половых клеток и образования зиготы.Зигота последовательно делится, образуя шаровидную бластулу. На стадии бластулы идет дальнейшее дробление и образование первичной полости-бластоцеля. Затем начинается процесс гаструляции, в результате которого происходит перемещение клеток различными способами в бластоцель, с образованием двухслойного зародыша. Наружный слой клеток называется эктодерма, внутренний-энтодерма. Внутри образуется полость первичной кишки-гастроцель. Это стадия гаструлы. На стадии нейрулы образуются нервная трубка, хорда, сомиты и другие эмбриональные зачатки. Зачаток нервной системы начинает развиваться еще в конце стадии гаструлы. Клеточный материал эктодермы, расположенный на дорсальной поверхности зародыша, утолщается, образуя медуллярную пластинку.Эта пластинка ограничивается с боков медуллярными валиками. Дробление клеток медуллярной пластинки (медуллобластов) и медуллярных валиков приводит к изгибанию пластинки в желоб, а затем к смыканию краев желоба и образованию медуллярной трубки.При соединении медуллярных валиков образуется ганглиозная пластина, которая затем делится на ганглиозные валики.Одновременно происходит погружение нервной трубки внутрь зародыша.Однородные первичные клетки стенки медуллярной трубки-медуллобласты,дифференцируются на первичные нервные клетки (нейробласты) и исходные клетки нейроглии (спонгиобласты). Клетки внутреннего, прилежащего к полости трубки, слоя медуллобластов превращаются в эпендимные, которые выстилают просвет полостей мозга. Все первичные клетки активно делятся, увеличивая толщину стенки мозговой трубки и уменьшая просвет нервного канала. Нейробласты дифференцируются на нейроны, спонгиобласты на астроциты и олигодендроциты, эпендимные на эпендимоциты (на этом этапе онтогенеза клетки эпендимы могут образовывать нейробласты и спонгиобласты). При дифференцировке нейробластов отростки удлиняются и превращаются в дендриты и аксон, которые на данном этапе лишены миелиновых оболочек. Миелинизация начинается с пятого месяца пренатального развития и полностью завершается лишь в возрасте 5—7 лет. На пятом же месяце появляются синапсы. Миелиновая оболочка формируется в пределах ЦНС олигодендроцитами, а в периферической нервной системе - Шванновскими клетками. В процессе эмбрионального развития формируются отростки и у клеток макроглии (астроцитов и олигодендроцитов). Клетки микроглии образуются из мезенхимы и появляются в ЦНС вместе с прорастанием в нее кровеносных сосудов. Клетки ганглиозных валиков дифференцируются сначала в биполярные, а затем в псевдоуниполярные чувствительные нервные клетки, центральный отросток которых уходит в ЦНС, а периферический — к рецепторам других тканей и органов, образуя афферентную часть периферической соматической нервной системы. Эфферентная часть нервной системы состоит из аксонов мотонейронов вентральных отделов нервной трубки.В первые месяцы постнатального онтогенеза продолжается интенсивный рост аксонов и дендритов и резко возрастает количество синапсов в связи с развитием нейронных сетей.
Развитие мозга
Нервная система человека развивается из наружного зародышевого лепестка – эктодермы. Из этой же части зародыша в процессе развития образуются органы чувств, кожные покровы и отделы пищеварительной системы. Уже на 17-18-й день внутриутробного развития (гестации) в структуре эмбриона выделяется слой нервных клеток – нервная пластинка, из которой впоследствии, к 27-му дню гестации, образуется нервная трубка – анатомический предшественник центральной нервной системы. Процесс образования нервной трубки называется «нейруляция». В этот период края нервной пластинки постепенно загибаются кверху, соединяются и срастаются друг с другом. Одна "молния" застегивается от центра к головному концу эмбриона (ростральная волна нейруляции), другая-от центра к хвостовому концу (каудальная волна нейруляции). Есть еще и третья "молния", обеспечивающая сращивание нижних краев нервной пластинки, которая "застегивается" по направлению к головному концу и встречается там с первой волной. Все эти изменения происходят очень быстро, всего за 2 недели. К моменту завершения нейруляции (31-32-е сутки гестации) еще не все женщины даже знают о том, что у них будет ребенок.Однако к этому моменту у будущего человека начинает формироваться головной мозг, возникает зачаток двух полушарий. Полушария быстро увеличиваются, и к концу 32-го дня составляют 1,4 часть всего мозга! Тогда же внимательный исследователь сможет уже разглядеть зачаток мозжечка. В этот период также начинается формирование органов чувств.Воздействие вредностей в этот период может приводить к возникновению разнообразных пороков развития нервной системы. Всю первую половину беременности в будущем мозге ребенка очень активно рождаются и развиваются новые нервные клетки (нейроны). В первую очередь, процессы зарождения новых нервных клеток происходят в зоне, окружающей мозговые желудочки. Еще одной зоной рождения новых нейронов является гиппокамп – внутренняя часть коры височных областей правого и левого полушарий. Новые нервные клетки продолжают появляться и после рождения, но менее интенсивно, чем во внутриутробном периоде.Только что народившиеся нейроны не остаются на месте, а "переползают" к местам своей постоянной "дислокации" в коре и глубинных структурах мозга. Процесс этот начинается ближе к концу второго месяца беременности и активно продолжается вплоть до 26-29 недель внутриутробного развития. К 35-й неделе кора головного мозга плода уже обладает структурой, присущей коре взрослого человека.Каждый нейрон имеет отростки, с помощью которых он взаимодействует с другими клетками организма. Нейроны, занявшие свое место в мозге, пытаются устанавливать новые отношения с другими нервными клетками, а также с клетками других тканей организма (например, с мышечными клетками). Место, где одна клетка соединяется с другой, называется "синапс". Такие соединения очень важны, так как именно благодаря им мозг формирует сложные системы, в которых информация может быстро передаваться от одной клетки к другой. Внутри клетки информация передается в направлении от тела к окончанию в виде электрического импульса. Этот импульс провоцирует высвобождение в синаптическую щель специфических химических веществ (нейромедиаторов), которые хранятся в окончании нейрона, и посредством которых информация передается от нейрона к следующей клетке. Первые синапсы обнаружены у эмбрионов в возрасте 5 недель внутриутробного развития. Наиболее активно образование синаптических контактов между нейронами происходит, начиная с 18 недель внутриутробного развития. Новые связи между нервными клетками образуются практически всю жизнь. Нейромедиаторы-специфические химические соединения, благодаря которым происходит передача информации в нервной системе. От их правильного обмена зависит очень многое в поведении человека. В том числе, его настроение, активность, внимание, память. Есть факторы, которые могут повлиять на их обмен. Один из таких, неблагоприятно воздействующих факторов-курение матери во время беременности. Воздействие никотина порождает сразу несколько эффектов. Мозг опознает никотин как вещество, способствующее его активации, и начинает развивать системы, чувствительные к нему. Попросту, в мозге увеличивается число воспринимающих никотин элементов, улучшается передача информации, осуществляемая посредством никотина. Одновременно, происходит негативное воздействие на обмен тех нейромедиаторов, которые должны вырабатываться самим мозгом. В первую очередь, это касается тех веществ, которые имеют отношение к обеспечению внимания и регуляции эмоций. В исследованиях показано, что курение матери во время беременности в несколько раз повышает риск рождения ребенка с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Вторым по счету последствием внутриутробного потребления никотина после СДВГ является оппозиционно-вызывающее расстройство, для которого характерны такие проявления как раздражительность, гневливость, постоянно меняющееся, часто негативное, настроение, злопамятность. Еще один эффект курения- ухудшение состояния сосудов, нарушение питания плода. Дети курящих матерей рождаются с низким весом, а низкий вес при рождении сам по себе является фактором риска развития последующих проблем в поведении. Из-за спазма сосудов, вызываемых воздействием никотина, мозг плода подвержен ишемическим инсультам-нарушениям кровоснабжения определенных участков мозга, их гипоксии, которая очень пагубно воздействует на все последующее психическое развитие.Один из важнейших процессов, происходящих в формирующемся мозге еще не родившегося ребенка-покрытие длинных окончаний нервных клеток (аксонов) миелином (миелинизация). Миелин – вещество, которое в чем-то подобно изоляции, покрывающей провода. Благодаря ему электрический сигнал перемещается от тела нейрона к окончанию аксона очень быстро. Первые признаки миелинизации обнаруживаются в мозге 20-недельных плодов. Этот процесс происходит неравномерно. Первыми миелином покрываются аксоны, образующие зрительные и двигательные нервные пути, которые в первую очередь пригодятся новорожденному младенцу. Чуть позже (практически перед рождением) начинают покрываться миелином слуховые пути.Клетки одной из мозговых тканей-нейроглии, производящие миелин, очень чувствительны к недостатку кислорода. Также на миелинизацию мозга плода может повлиять воздействие токсинов, наркотических веществ, дефицит необходимых мозгу веществ, поступающих с пищей (в частности, витаминов группы В, железа, меди и йода), неправильный обмен некоторых гормонов, таких, например, как гормоны щитовидной железы.Крайне вредным для нормального протекания процессов миелинизации является алкоголь. Он препятствует миелинизации и, в результате, может стать причиной тяжелых нарушений психического развития, сопровождающихся умственной отсталостью ребенка. Воздействие алкоголя может иметь и неспецифический эффект, приводя к возникновению разнообразных пороков развития.О том, насколько интенсивно развивается мозг ребенка, находящегося в утробе матери, говорит хотя бы тот факт, что в период с 29 по 41 неделю, мозг увеличивается почти в 3 раза! Во многом, это происходит за счет миелинизации.