Зовнішньозародкові органи
Протягом фази гаструляції активно формуютьсязовнішньозародкові органи, які забезпечують необхідні умови для розвитку зародка: 1) хоріон; 2) амніон; 3) алантоїс; 4) жовтковий мішок. Ці провізорні органи утворюють оболонки зародка, об`єднують його з організмом матері, виконують деякі специфічні функції. Клітини позазародкового гіпобласта не беруть участі у формуванні структур плода, їх нащадки є лише у вигляді зовнішньозародкових (провізорних) органів. В утворенні хоріона й амніона бере участь позазародкова ектодерма; позазародкова мезодерма формує внутрішній шар жовткового мішка й алантоїса. Вона утворює порожнину хоріона. Позазародкова мезодерма поділяється на внутрішній і зовнішній листки (відповідно до внутрішнього шару хоріона і зовнішніх шарів амніона, жовткового мішка й алантоїса).
Трофобласт бере участь у формуванні амніона й хоріона і з часом стає частиною плаценти. Він складається з двох шарів: внутрішнього (цитотрофоблас-та) і зовнішнього (синцитіотрофобласта). Цитотрофобласт (шар Лангханса) містить клітини, що інтенсивно розмножуються. Синцитіотрофобласт є типовим синцитієм — високоплоїдною багатоядерною структурою, яка утворюється внаслідок злиття клітин цитотрофобласта.
Амніон — амніотична порожнина, заповнена амніотичною рідиною, утворює складки: головну, бічні й хвостову. З черевного боку амніон прикріплений до тіла зародка. Амніон швидко збільшується, і до кінця 7-го тижня його сполучна тканина починає контактувати зі сполучною тканиною хоріона. При цьому епітелій амніона переходить на пупковий канатик і в ділянці пупкового кільця з`єднується з ектодер-мальним покривом шкіри ембріона. Амніотична рідина захищає зародок від струсів, дає змогу плоду рухатись, запобігає зрощенню частин плода з суміжними тканинами, перешкоджає проникненню до плода шкідливих агентів (мікроорганізмів тощо). Плід ковтає амніотичну рідину, яка потрапляє до кишок; сеча плода також виділяється в амніотичну рідину. Збільшення кількості амніотичної рідини (багатоводдя) може поєднуватись з аненцефалією й атрезією стравоходу; зменшення її кількості (маловоддя) — з агенезією нирок, затримкою внутрішньоут-робного розвитку, синдромом амніотичних мембран (у випадку тяжкого тривалого маловоддя внаслідок утворення амніотичних зрощень може наставати навіть антенатальна ампутація частин тіла плода).
Жовтковий мішок — частина первинної кишки, що розміщена за межами зародка. Стінка жовткового мішка складається з двох шарів: внутрішній шар — із позазародкової ендодерми і зовнішній — із позазародкової мезодерми. Складки амніона стискають жовтковий мішок; утворюється вузька перетинка, яка з`єднує його з порожниною первинної кишки, — жовткова ніжка. Ця структура видовжується і контактує із сполучною ніжкою (ніжкою тіла), що містить алантоїс. Позазародкова мезодерма є місцем ембріонального гемопоезу. У стінці жовткового мішка відбувається утворення кров`яних острівців, у деяких зі стовбурових кровотворних клітин диференціюються клітини крові і первинних кровоносних судин. Зв`язок тіла ембріона з хоріоном здійснюється за рахунок судин, які проростають у стінку алантоїса, а також ворсинок хоріона. Живлення і дихання ембріона відбуваються за допомогою хоріоалантоїса. Первинні ворсинки омиваються материнською кров`ю. Жовтковий мішок бере участь у живленні і диханні ембріона короткий час; основна його роль — кровотворна. Жовтковий мішок зміщується в порожнину між мезенхімою хоріона й амніотичною оболонкою. У ролі кровотворного органа він функціонує до 7—8-го тижня, потім настає його зворотний розвиток. У складі пупкового канатика залишок жовткового мішка пізніше виявляється у вигляді вузенької трубочки. Позазародкова ендодерма є джерелом первісних статевих клітин. Вони мігрують до зачатків статевих органів, де диференціюються у гамети.
Алантоїс. Задня стінка жовткового мішка на 16-й день розвитку формує невеликий виріст — алантоїс, що утво-рюється позазародковими ендодермою і мезодермою. Дистальна частина алантоїса поступово розширюється і перетворюється на мішок, що сполучається з кишкою за допомогою ніжки. У людини алантоїс швидко редукується на другому місяці ембріогенезу, але він бере участь у формуванні судинної системи плаценти. Проксимальний відділ алантоїса має відношення до формування сечового міхура, що потрібно враховувати при аномаліях його розвитку.
Формування хоріона відбувається шляхом сполучення трофобласта й позазародкової мезодерми протягом трьох періодів: передворсинкового періоду (7—8-й день розвитку); періоду утворення ворсинок (до 50-го дня) і періоду часток (акушерських котиледонів) (50—90-й день). У передворсинковому періоді в процесі імплантації клітини трофобласта проліферують і утворюють цитотрофобласт, уздовж зовнішнього краю якого розміщується синцитіотро-фобласт — похідне цитотрофобласта. На ранніх стадіях імплантації трофо-бласт не має виразних цитолітичних властивостей, і бластоциста занурюється між клітинами поверхневого епітелію ендометрія без його руйнування. У подальшому цитолітична активність трофобласта збільшується, у тканині ендометрія утворюються порожнини — лакуни, що містять материнську кров. Лакуни розділяються перетинками, які складаються з клітин трофобласта (первинні ворсинки). Після появи лакун трофобласт бластоцисти стає хоріоном; настає ворсинковий період розвитку плаценти.
У період утворення ворсинок послідовно виникають первинні (скупчення клітин цитотрофобласта, оточених синцитіотрофобластом), вторинні (рівномірно розміщені на протязі всієї поверхні плодового яйця) і третинні ворсинки (з кровоносними судинами). Період появи третинних ворсинок (з 3-го тижня розвитку) називають плацентацією . Ворсинки, що повернені до основної від-падної (децидуальної) оболонки, кровопостачаються від судин не тільки хо-ріальної мезодерми, а й алантоїса. Період сполучення гілок пупкових судин з місцевою сіткою кровообігу збігається з початком серцевих скорочень (21-й день розвитку); у третинних ворсинках починається циркуляція крові. Васкуляризація ворсинок хоріона, як правило, закінчується до 10-го тижня вагітності. До цього терміну формується плацентарний бар`єр. Розвиток ворсинок хоріона не є однаковим: ворсинки, що повернуті докапсулярної частини відпадної оболонки, менше розвинуті і поступово зникають, тому в цій частині хоріон називається гладким. Строма гладкого хоріона, повернутого до капсулярної частини децидуальної оболонки, містить мало кровоносних судин. Ніжкова (стовбурова) ворсинка та її розгалуження утворюють частки (акушерські котиледони) — структурно-функціональні одиниці сформованої плаценти.
Розуміння особливостей ембріонального періоду є дуже важливим у перинатології, оскільки численні аномалії розвитку плода беруть свій початок з порушень гаметогенезу, запліднення або імплантації. Так, наприклад, недостатня інвазія трофобласта до материнських кровоносних судин протягом імплантації може збільшувати в подальшому ризик прееклампсії і затримки внутрішньоутробного розвитку плода.
Ембріогенез — це розвиток організму від запліднення до народження. Багатоклітинний організм розвивається із заплідненої яйцеклітини (зиготи) не тільки шляхом збільшення кількості клітин, а й завдяки детермінації, тобто вибору одного з можливих шляхів розвитку. Детерміновані клітини спеціалізуються, інакше кажучи, набувають певної структури і здатності виконувати конкретні функції — відбувається диференціація, здійснюється морфогенез (гісто- і органогенез).
Внутрішньоутробний, або пренатальний, розвиток, що розпочинається від моменту запліднення яйцеклітини, триває 266—280 днів. В ембріогенезі людини визначають три основні періоди. Перший період — преембріональний (початковий) триває після запліднення протягом першого тижня вагітності. Критичними моментами цього періоду є запліднення та імплантація. Другий період — зародковий (ембріональний) триває з 2-го (утворення первинної смужки) до 8-го тижня вагітності. Зародок (ембріон) — це сукупність клітин, або істота —преембріон, що формується на стадії первинної смужки. Деякі автори вважають, що не можна називати ембріоном продукт диференціації зиготи до стадії первинної смужки, а кращими термінами є такі: передембріон, концепт, преембріон. Протягом зазначеного періоду відбувається дроблення зародкових клітин, їх міграція, починається диференціація органів (органогенез). Це найважливіший і найвразливіший період внутрішньоутробного життя. Екзогенні шкідливі чинники здатні порушувати нормальний морфогенез, що призводить до виникнення серйозних природжених вад розвитку. Наприкінці цього періоду ембріон стає плодом з характерною для дитини конфігурацією. Третій період — плодовий (фетальний) починається з 9-го тижня вагітності і триває до народження дитини, характеризується загальним ростом і органогенезом, зокрема розвитком центральної нервової системи. Критичним моментом цього періоду е плацентація.
Критичні періоди розвитку. Поняття критичного періоду розвитку введене у 1921 р. К. Стоккардом і розвинуте П. Г. Свєтловим. Індивідуальний розвиток, за П. Г. Свєтловим, складається з етапів, кожний з яких розпочинається критичним періодом, після чого йдуть стадії диференціації й росту. Критичні періоди характеризуються найвищою чутливістю до впливу несприятливих чинників зовнішнього середовища.
Найбільшу вразливість щодо впливу ушкоджувальних чинників має період запліднення і зародок під час імплантації, на 7-8-й день ембріогенезу (перший критичний період), і плацентації, на 2~8-й тиждень розвитку (другий критичний період, що збігається з періодом органогенезу). Для першого критичного періоду характерним є ембріотоксичний ефект ушкоджувальних чинників навколишнього середовища (хімічні агенти, іонізуюче випромінювання тощо), для другого критичного періоду — тератогенний вплив.
У період імплантації вплив шкідливих чинників або призводить до загибелі зародка, або не спричиняє порушень ембріонального циклу взагалі (при збереженні значної кількості бластомерів, здатних до поліпотентного розвитку). У разі ураження ембріона в період імплантації та органогенезу утворюються аномалії тих органів, які в цей період перебувають у процесі активної диференціації й розвитку. Тому за наявності короткочасної дії тератогенного чинника формуються окремі аномалії розвитку, а тривалої— численні.
До критичних періодів розвитку плода належать 15— 20-й тиждень вагітності (інтенсивний розвиток головного мозку) і 20-24-й тиждень (формування основних функціональних систем організму) вагітності.
Стать майбутньої дитини залежить від комбінації статевих хромосом у зиготі. Якщо яйцеклітина запліднена сперматозооном зі статевою хромосомою X , то в диплоїдному наборі (46 хромосом) будуть дві Х-хромосоми і розвинеться плід жіночої статі. Внаслідок запліднення сперматозооном зі статевою хромосомою У у зиготі утворюється комбінація статевих хромосом XV і буде розвиватися плід чоловічої статі. Кількість сперматозоонів з X - та У-хромосомами є однаковою, проте маса X - хромосоми більша, тому сперматозоони, що містять У-хромосому, є рухливішими. Однак у зв`язку з більшою вразливістю плодів чоловічої статі до ушкоджувальних чинників кількість новонароджених хлопчиків є меншою, ніж дівчаток: на кожні 103 дівчинки народжується 100 хлопчиків.
На 4-му тижні закінчується нейруляція і починаєтьсяорганогенез. У цей час утворюються зачатки (бруньки) кінцівок і закладаються основні системи органів, хоча процес їх росту і становлення функцій триває у плодовому і постнатальному періодах. Згідно з клональною теорією розвитку, будь-яка тканина або орган беруть свій початок від невеликої групи клонів, кожен з яких утворюється зі своєї стовбурової клітини. На ранніх стадіях становлення загального плану тіла важливу роль відіграє мезодерма, яка є первинним носієм позиційної інформації. Вирішальне значення в органогенезі мають індукційні взаємодії. Органогенез набуває розвитку від диференціації нервової трубки і серцевого зачатка (системи кровообігу). Форма ембріона внаслідок утворення сомітів стає виразнішою. Нижче від зачатка голови ембріона — місце майбутньої шиї, зайняте глотковою (зябровою) системою, яка існує лише обмежений час. Кров циркулює в надто тонких судинах. Скорочення серця простежуються вже на 21-й день розвитку. До кінця 4-го тижня розміри ембріона збільшуються втричі, і в ньому вже можна розпізнати основні структури.
Ембріон у періоді органогенезу є найбільш вразливим до впливу тератогенних чинників. Більшість природжених вад розвитку виникає саме в цей час.
Протягом другого місяця вагітності відбуваються дуже важливі трансформації шляхом швидкої клітинної проліферації і диференціації. Розміри ембріона за цей час збільшуються приблизно в 5 разів, а маса його тіла зростає у 40 разів. Дуже швидко розвивається центральна нервова, травна системи і система кровообігу. Протягом цього періоду лице, що формується навколо ротової ямки, набуває вигляду обличчя дитини. Кінцівки ростуть і розділяються на 3 сегменти, диференціюються пальці. Кінцем ембріонального періоду і початком плодового (фетального), як правило, вважають закінчення 8-го тижня після запліднення або 10-го тижня після останнього менструального періоду. В цей час довжина плода становить 4 см . Приблизно на 56-й день розвитку у ембріона вже сформовані основні органи, які надалі розвиваються і дозрівають. Становлення функцій органів і систем плода розпочинається в ембріональному періоді, але інтенсивно відбувається у плодовому періоді розвитку.
Плацента, або дитяче місце, є надзвичайно важливим органом, що з`єднує функціональні системи матері і плода. Плацента людини належить до типу відпадних дископодібних гемохорі-альних ворсинчастих плацент. Наприкінці вагітності плацента має масу 500—600 г, діаметр — 15—18 см, товщину —2—3 см. У плаценті розріз-няють материнську (повернуту до стінки матки) і плодову (повернуту до порожнини амніона) поверхні (мал. 32). Основною структурно-функціональною одиницею плаценти є частка (акушерський котиледон), утворена ніжковою (стовбуровою) ворсинкою та її гілками (розгалужена — якірна, вільна, кінцева ворсинки). Зріла плацента має 40—70 часток. У кожній частці якірні хоріальні ворсинки прикріплюються до основної відпадної(децидуальної) оболонки, а ніжкові, вільні й кінцеві — омиваються материнською кров`ю, яка циркулює у міжворсинчастому просторі.
Міжворсинчастий простір складається з трьох відділів: артеріального (в центральній частині частки), капілярного (в основі частки) і венозного (хо-ріальний і міжчасточковий відділи). Із спіральних артерій матки кров під великим тиском надходить до центральної частини частки, потрапляє через капілярну сітку в хоріальний і міжчасточковий відділи, потім — у вени, розміщені в основі частки і на периферії плаценти. Материнський і плодовий кровообіг не сполучається один з од-:им і розділений міжкров`яною мембраною (плацентарним бар`єром). Міжкров`яна мембрана (плацентарний бар`єр) складається з таких компонентів: цитотрофобласта, базальної мембрани трофобласта, синцитіотрофобласта (строми), базальної мембрани ендотелію плодових капілярів, ендотелію капілярів. У цитотрофобластичному епітелії зі збільшенням терміну вагітності відбуваються певні зміни. У кінцевих ворсинах через плацентарний бар`єр здійснюється обмін між кров`ю матері і плода. Найсприятливіші умови для цього обміну створюються під час другої половини вагітності, коли капіляри зміщуються до периферії ворсин і впритул прилягають до синцитіотрофобласта з утворенням синцитіо-капілярних мембран, у ділянці яких безпосередньо відбувається транспорт поживних речовин і газообмін.