Підручник з Біології і екології. 10 клас. Остапченко - Нова програма

§ 51. РЕГУЛЯЦІЯ ЕМБРІОНАЛЬНОГО РОЗВИТКУ. ЯВИЩЕ ЕМБРІОНАЛЬНОЇ ІНДУКЦІЇ

Пригадайте, за рахунок чого формується хорда. Що таке гуморальна регуляція функцій організму? Як здійснюють клонування? З якою метою застосовують діагностичні методики УЗД, MPT, КТ?

Явище ембріональної індукції. Розвиток зародка становить собою складні та узгоджені між собою процеси: поділ клітин, їхню міграцію, взаємодію та диференціацію. Вони регулюються завдяки експресії генів, впливу біологічно активних речовин і міжклітинним взаємодіям. Будь-який негативний вплив, що порушує регуляторні механізми, може порушити розвиток зародка.

За нормальних умов формування окремих частин зародка та організму в цілому узгоджене за місцем і часом. Це пояснюють тим, що відповідні структури беруть початок від певних бластомерів. Подальша доля кожного з бластомерів може бути генетично визначеною ще на початкових етапах зародкового розвитку. Крім того, зачатки одних органів розвиваються під впливом взаємодій із зачатками інших, закладених раніше. Це явище має назву ембріональна індукція — взаємний вплив різних частин зародка під час ембріогенезу. Частини зародка, які закладаються раніше і здатні впливати на закладання та розвиток інших частин, називають індукторами (організаторами), а ті, що сприймають цей вплив, — реагуючою системою. Індуктори впливають на реагуючі системи або за безпосереднього контакту, або на відстані за допомогою переміщення біологічно активних речовин, які стимулюють синтез специфічних мРНК, потрібних для синтезу структурних білків у ядрах клітин реагуючої системи.

Явище взаємодії між частинами зародка відкрив 1901 р. німецький ембріолог Ханс Шпеман (1869—1941). Він провів такий експеримент. Частину гаструли тритона, з якої мала утворитися хорда, він пересадив на черевну ділянку, з якої мав розвиватися епітелій покривів, іншого зародка. Пересаджена ділянка як організатор дала початок хорді і мезодермі, впливаючи на розвиток прилеглих ділянок. Із сусідніх ектодермальних клітин сформувалася друга нервова пластинка. Згодом на черевному боці цього ембріона утворився додатковий зародок (мал. 51.1). За ці дослідження Х. Шпемана 1935 р. було нагороджено Нобелівською премією у галузі фізіології та медицини.

Мал. 51.1. Явище ембріональної індукції: а — ділянку гаструли тритона пересаджують на черевний бік іншої гаструли того самого віку; б — на черевному боці гаструли з пересадженої ділянки починає формуватися додатковий зародок; в — з однієї гаструли, до якої пересадили ділянку іншої, розвинулися два зародки, якізрослися своїм черевним боком

Ембріональна індукція може відбуватися лише на ранніх етапах гаструляції, перед початком диференціації ділянок, які пересаджують.

Періоди розвитку зародка людини. Під час ембріонального розвитку людини виділяють зародковий і плодовий періоди. Зародковий період триває від початку другого та до завершення восьмого тижня вагітності. У цей час ембріон живиться переважно секретами залозистих клітин стінки матки. На початку другого тижня розпочинається гаструляція, на третьому — формування нейрули: розвиток нервової трубки. До закінчення восьмого тижня вагітності формуються всі органи, системи органів і позазародкові оболонки, тобто завершуються основні події гістогенезу та органогенезу.

Плодовий період починається з дев’ятого тижня вагітності та завершується народженням. Зародок на цій стадії називають плодом. У цей час плід посилено росте і живиться за допомогою плаценти. Максимального розвитку плацента досягає наприкінці п’ятого місяця зародкового розвитку (пригадайте будову та функції плаценти).

Перед пологами (38—40-і тижні зародкового розвитку) доношений плід становить 45—60 см завдовжки при масі 2,5—4 кг. У нього функціонують смакові, тактильні та температурні рецептори, а органи слуху та зору ще неповністю розвинені.

Завдання: використовуючи різні джерела інформації, дізнайтеся про зміни, які відбуваються із зародком людини протягом вагітності (мал. 51.2).

Мал. 51.2. Стадії ембріонального розвитку людини. Завдання: знайдіть на малюнку зиготу, її поділ, морулу, бластоцисту, стадії, які відповідають зародковому та плодовому періодам розвитку; схарактеризуйте їх

Зародковий розвиток регулюють біологічно активні речовини. Із четвертого тижня вагітності відбувається розвиток імунної системи, зокрема закладається вилочкова залоза (тимус); на дев’ятому тижні починається синтез гонадотропних гормонів (які регулюють роботу статевих залоз); з 11-го тижня у крові присутній гормон щитоподібної залози — тироксин; на 15—16-й тиждень різко зростає синтез гормону росту, а на 26-й — закінчується формування гіпофіза. Лімфатичні вузли утворюються починаючи із четвертого місяця вагітності, однак здатність виробляти антитіла з’являється лише після народження. Органами кровотворення плоду спочатку є печінка та селезінка; наприкінці вагітності основним місцем утворення еритроцитів та інших клітин крові стає червоний кістковий мозок.

Умови, які забезпечують нормальний розвиток зародка. Під час вагітності надзвичайно важливий лікарський нагляд за її перебігом, своєчасне встановлення та корекція порушень розвитку. Зародок людини найбільш чутливий до негативних впливів на 7—8-му днях ембріогенезу, коли він занурюється у слизову стінки матки (перший критичний період розвитку). Другий критичний період — 3—10-й тиждень зародкового розвитку, який збігається з періодом формування зачатків органів. В останні два місяці зростає ризик передчасних пологів. У разі передчасних пологів дитина потребує постійного нагляду медичними працівниками; її поміщають на певний час у камеру-інкубатор (мал. 51.3).

Мал. 51.3. Інкубатор для догляду за недоношеними новонародженими

Критичними періодами називають такі періоди розвитку, коли організм найбільш вразливий і під впливом зовнішніх або внутрішніх чинників можливі порушення його формування і функціонування.

Профілактикою захворювань і виникнення вад розвитку плоду є постійний контроль за нормальним перебігом вагітності. Потрібну інформацію можна отримати під час обстеження плоду та стану вагітної жінки. Для безпосереднього дослідження плоду часто застосовують ультразвукову діагностику, магнітно-резонансну та комп’ютерну томографію. Для виявлення спадкових вад і захворювань зародка здійснюють біохімічні та цитогенетичні дослідження (наведіть приклади). У крові матері за допомогою імунологічних і біохімічних методів визначають кількість та види антитіл, уміст гормонів, ферментів, цукрів тощо.

Репродуктивна медицина. Інколи батьки, які бажають мати дитину, не можуть зачати або виносити плід природним шляхом (унаслідок вроджених порушень, перенесених захворювань, травм тощо). Вихід із цієї ситуації — звернення до фахівців з репродуктивної медицини.

Репродуктивна медицина — галузь медицини, яка опікується проблемами діагностики та лікування безпліддя, штучного запліднення тощо. У спеціалізованих клініках за допомогою сучасного обладнання фахівці й фахівчині виявляють причину безпліддя та допомагають її усунути. Якщо в жінки виявляють проблеми зі здоров’ям, які унеможливлюють вагітність або виношування плоду, їй можуть запропонувати репродуктивні технології, пов’язані зі штучним заплідненням (або заплідненням «у пробірці») (мал. 51.4).

Мал. 51.4. Штучне запліднення: за допомогою мікропіпетки (а) сперматозоїд вводять у яйцеклітину (б)

Коли жінка не може за певних причин виносити майбутню дитину, тоді пропонують сурогатне материнство. Це допоміжна репродуктивна технологія, коли жінка добровільно погоджується завагітніти з метою виносити і народити біологічно чужу їй дитину, яка буде потім віддана на виховання іншим особам — генетичним батькам (донорам).

Генетичними батьками в Україні вважають осіб, які перебувають у шлюбі та надають свої статеві клітини для запліднення. Сурогатна мати — повнолітня дієздатна жінка, яка має власну здорову дитину і не має медичних протипоказань. Відносини між генетичними батьками та сурогатною матір’ю регулюються на законодавчому рівні (Сімейний кодекс України, «Інструкція про порядок застосування допоміжних репродуктивних технологій» та «Про затвердження порядку застосування штучного запліднення та імплантації ембріона (ембріонів) та методів їх проведення» тощо).

Контрацепція. У житті людини бувають періоди, коли вагітність і народження дитини тимчасово небажані (навчання, тривалі відрядження, певні види захворювань тощо). У цей час для запобігання небажаній вагітності застосовують методи контрацепції.

Контрацепція — методи та засоби запобігання вагітності. Відповідно, протизаплідні засоби називають контрацептивами. Методи контрацепції поділяють на механічні (презервативи, ковпачки, які одягають на шийку матки, тощо) та хімічні (гормональні препарати, які регулюють менструальний цикл).

Ключові терміни та поняття

ембріональна індукція, критичні періоди розвитку, репродуктивна медицина, сурогатне материнство.

Перевірте здобуті знання

1. Що таке критичні періоди розвитку зародка? 2. Що таке явище ембріональної індукції? 3. Як взаємодіють між собою частини ембріона під час його розвитку? 4. На які послідовні етапи поділяють зародковий розвиток людини? Чим вони характеризуються? 5. У чому полягає профілактика захворювань і вад плоду? 6. З якою метою здійснюють штучне запліднення? 7. Які сучасні досягнення репродуктивної медицини?

Поміркуйте

Які можливі перспективи практичного використання ембріональної індукції?