Біологія. 8 клас. Страшко

§ 65. Фізіологічні механізми запліднення і внутрішньоутробного розвитку. Вагітність і пологи

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ: онтогенез, запліднення, зародок, імплантація, зародкові оболонки й листки, плід, плацента, вагітність, пологи, перейми, потуги.

Поняття про онтогенез. Пригадаймо, що онтогенез (з грецьк. щось існуюче та походження, виникнення) — процес індивідуального розвитку організму від моменту запліднення яйцеклітини до його смерті. Термін запропонував німецький учений В. Геккель у 1886 р.

Для організмів, розмноження яких відбувається статевим шляхом, прийнято визначати такі основні періоди онтогенезу: ембріональний, або ембріогенез (з грецьк. плід), — від моменту запліднення до моменту народження дитини, і післяембріональний — від народження організму до його смерті.

Кожний період має певні етапи, за основу яких узято послідовні біохімічні, анатомічні та фізіологічні зміни, пов’язані з реалізацією генетичної програми, закладеної в генотипі зиготи.

Запліднення — процес злиття сперматозоїда з яйцеклітиною, унаслідок чого утворюється зигота. У цей момент відновлюється диплоїдний набір хромосом.

Щоб сталося запліднення, здійснюється багато різних процесів. Насамперед між чоловіком і жінкою має відбутися статевий акт, у результаті якого сперма потрапляє глибоко в піхву жінки. Кількість її має бути не менше трьох мілілітрів із вмістом у ній сперматозоїдів не менше 20 млн у мілілітрі. Вони мають бути достатньо рухливими й активними, а маткові труби — прохідними.

Потрапивши в піхву, сперматозоїди рухаються до матки й далі — до маткової труби (рис. 219) зі швидкістю 3 мм/хв, де зустрічаються з дозрілою яйцеклітиною.

У матковій трубі, ближче до її ампули, мільйони сперматозоїдів «атакують» яйцеклітину, але проникнути в неї зможе лише один. Потім відбувається злиття ядер яйцеклітини та сперматозоїда (рис. 220). Від цього моменту, який відповідає початку онтогенезу, розпочинається існування нового організму.

Зародок та етапи його розвитку. Зародком називається організм від моменту запліднення до восьмого тижня (включно) внутрішньоутробного розвитку. Це найважливіший, найвідповідальніший і найкритичніший період, протягом якого відбувається закладання всіх органів і тканин людини.

Рис. 219. Схема розвитку заплідненої яйцеклітини: 1 — дозріла яйцеклітина; 2 — запліднення; 3-5 — дроблення; 6 — імплантація; 7 — сперматозоїди

Рис. 220. Запліднення: 1 — яйцеклітина; 2 — сперматозоїди; 3 — проникнення одного із сперматозоїдів у яйцеклітину; 4 — злиття генетичного матеріалу яйцеклітини (23 хромосоми) і сперматозоїда (23 хромосоми) з утворенням зиготи; 5 — зигота

Це треба пам’ятати! Якщо жінка під час вагітності вживатиме алкоголь, наркотики, різні лікарські препарати або захворіє на грип чи краснуху, то в неї може народитися дитина з тяжкими вадами розвитку, недоумкувата або дуже квола.

Зародковий розвиток має певні етапи: дроблення, утворення зародкових листків і оболонок, утворення тканин і органів. До моменту закінчення цього періоду новоутворений організм набуває характерних людських рис.

Дроблення зиготи розпочинається через декілька годин після запліднення. Воно продовжується кілька діб, а до середини шостої доби зародок уже має понад 100 клітин. Розмір зародка при цьому не збільшується.

На сьому добу після запліднення зародок починає заглиблюватися в стінку матки, утворюючи первинні ворсинки. Це дуже важливий процес. З’єднання зародка з організмом матері називається імплантацією (від ім латин. plantation — пересадка, рис. 219). Зародкові клітини мають ферменти, що частково руйнують слизову оболонку матки та судини. Зародок оточується кров’ю, що витікає з пошкоджених судин, і починає отримувати з неї поживні речовини й кисень. Від цього моменту зародкові клітини, які «дихали» за рахунок анаеробного, безкисневого, газообміну, переходять на аеробний, кисневий.

Після імплантації розпочинається ріст зародка та процеси диференціації його клітин. З певної їхньої частини формуються позазародкові структури — зародкові оболонки, а інші утворюють власне зародок.

Зародкові оболонки утворюються із шарів клітин, які є в місці безпосереднього прикріплення зародка до стінки матки (рис. 222). Клітини зовнішнього шару зародка розростаються, у них проростають кровоносні судини та формуються вторинні ворсинки. Останні з’єднуються з кровоносними судинами матері, утворюючи згодом дитяче місце, або плаценту. Починаючи з другого тижня утворюється тонка сполучнотканинна оболонка плідного міхура, що оточує зародок (рис. 223, 224). Його внутрішні клітини виробляють рідину — навколоплідні води (рис. 224), у яких плід «плаває». Вони захищають його від різних механічних ушкоджень. До моменту народження дитини накопичується 1-1,5 л навколоплідних вод. На 10-14-й день після запліднення клітини зародкового щитка розщеплюються на три шари, або зародкові листки, з яких потім утворяться всі органи й тканини (рис. 222). На 16-18-й день у зародка утворюються судини й починає битися серце, з’являються зачатки вух і очей, головного мозку.

Рис. 221. Етапи розвитку зародка та плоду

Наприкінці шостого тижня в нього вже помітні нервова трубка, хорда, кишка тощо. У цей же час у зародка, який не більший за рисове зернятко (рис. 221), з’являються зачатки рук і ніг.

Плід — це організм після дев’ятого тижня внутрішньоутробного розвитку й до моменту народження. Із самого початку він має «людські» обриси, а з 12-го тижня — це вже маленька людина.

На дев’ятому тижні плід досягає довжини 3-3,5 см і маси 4 г. Серце має чотири камери й скорочується з частотою 130-150 ударів за хвилину. Печінка — основний орган кровотворення — повністю формується в нього до 20-го тижня.

З 12-го тижня поступово відбувається окостеніння скелета, починають функціонувати м’язи. Наприкінці третього місяця плід уже має довжину 8-10 см, його маса — 40 г; голова становить 1/3 довжини тіла.

З 18-20-го тижня плід починає рухатися, і ці його слабкі поштовхи відчуває мати. Плід уже згинає пальчики, робить кумедні гримаси, відкриває рот, повертає голівку, навіть намагається смоктати палець.

До 20-го тижня в плоду повністю формується орган слуху, і він різними рухами може реагувати на звуки, зокрема на голосну музику. З 28-го тижня, коли в плоді вже добре розвинений головний мозок, він здатний реагувати не тільки на силу звуку, а й на його «якість»: дуже погано реагує на суперечки між батьками, однак йому подобаються ніжні звертання до нього, тиха мелодійна музика.

Починаючи з четвертого місяця розвитку плоду завершується формування бронхів і легенів, а з шостого місяця вже спостерігаються рухи грудної клітки, які нагадують дихальні.

Наприкінці восьмого місяця вагітності — маса плоду 1500-1600 г і довжина 40 см. Він починає готуватися до пологів — повертається головою вниз. На дев’ятому місяці його маса досягає 3200-3800 г, а довжина 50-54 см. Такий плід уже може існувати поза організмом матері.

Рис. 222. Зародкові оболонки та листки: 1 — трофобласт; 2 — заповнена рідиною порожнина бластоцисти; 3 — внутрішня клітинна масса; 4 — ендометрій; 5 — мезодерма (середній зародковий листок); 6 — жовтковий листок; 7 — ендодерма (внутрішній зародковий листок); 8 — зародковий щиток; 9 — амніотична порожнина; 10 — ектодерма (зовнішній зародковий листок)

Рис. 223. Плід людини (9-10 тижнів)

Рис. 224. Плацента й пуповина: 1 — стінка матки; 2 — плід; 3 — пуповина; 4 — плацента; 5 — кровоносні судини; 6 — пупкові артерії; 7 — пупкова вена; 8 — пупковий канатик; 9 — навколоплідні води

Плацента, або послід (рис. 224), утворюється на початку третього тижня життя зародка. Довжина її судин, складених разом, сягає 50 км. До моменту народження дитини діаметр плаценти досягає 15-20 см, а маса — 500-600 г. Для плоду вона є життєво необхідним тимчасовим органом і безперервно росте разом із ним. Плацента має бути вище голови плоду. Якщо трапиться навпаки, то вона відійде раніше за плід, що може спричинити його загибель і смертельну кровотечу в матері.

З дитиною плаценту зв’язує пупковий канатик, або пуповина (рис. 223, 224).

Кровоносні судини матері та плоду в плаценті тісно взаємодіють між собою. Це забезпечує безперебійне постачання майбутньої дитини поживними речовинами, киснем, а також видалення з її організму перероблених і шкідливих продуктів обміну речовин.

Це треба пам’ятати! Оберігаючи дитину від різних шкідливих речовин, плацента, на жаль, не може протистояти алкоголю, нікотину та наркотикам. Виявлено, що нікотин накопичується в ній і в навколоплідних водах, а чадний газ та інші складові тютюнового диму погіршують постачання плоду киснем.

Самолікування від різних хвороб під час вагітності неприпустиме, оскільки більшість лікарських препаратів також проникають крізь плаценту в організм плоду й отруюють його або спричиняють різні вади розвитку.

Плаценту можна назвати тимчасовою ендокринною залозою, бо вона виробляє гормони, які стимулюють підготовку молочних залоз до годування дитини, запобігають передчасному скороченню м’язів матки, пригнічують процес овуляції на період вагітності (у вагітних жінок припиняється менструація).

Кровообіг плоду. Плацента забезпечує життєвий зв’язок між матір’ю й плодом, який розвивається. У ній потоки крові від обох організмів зближуються, аби забезпечити живлення плоду, але при цьому вони ніколи не змішуються. Кров, що рухається пуповиною, збагачується киснем від матері через плаценту. Потім вона проходить через серце, голову й тіло плоду, віддаючи на своєму шляху кисень. Щоб поповнити запаси кисню, кров повертається через серце до плаценти, майже повністю обходячи легені. У плаценті кров плоду вбирає кисень і залишає продукти обміну (наприклад, СО2), які надходять у кровотік матері.

Зміни в організмі жінки під час вагітності. Вагітність — фізіологічний процес в організмі жінки, під час якого із заплідненої яйцеклітини розвивається плід.

Вагітність для жінки — радісний час очікування майбутньої дитини. Нормальна вагітність триває дев’ять місяців, або 40 тижнів (270-280 днів), — від моменту запліднення яйцеклітини до пологів. Першою ознакою вагітності є припинення менструації.

Маса новонародженої дитини в 6-8 мільярдів разів перевищує масу заплідненої яйцеклітини. Тому процес вагітності дуже складний і напружений для організму жінки. Найкращий вік для народження дітей — 18-30 років. Для дівчини-підлітка або 35-40-річної жінки вагітність може стати надто тяжким випробуванням. Адже коли росте плід, збільшується матка й кількість навколоплідних вод (рис. 225), на 40-50 % зростає навантаження на серце, обмін речовин налаштовується на забезпечення плоду поживними речовинами й енергією. Плід забирає з організму жінки значну кількість поживних речовин, вітамінів, мінеральних солей (насамперед кальцію, необхідного для побудови скелета), потрібних для росту й розвитку його тканин і органів. У вагітної жінки напруженіше працюють органи кровотворення, нирки та печінка, бо їм треба переробляти та виводити з організму не тільки продукти обміну речовин вагітної, а й плоду. Імунна система вагітної жінки також працює з підвищеним напруженням. Через імунні зрушення під час вагітності можуть загострюватися різні хронічні запальні процеси. Тому жінка, яка хоче мати дитину, має дбати про своє здоров’я.

Рис. 225. Зміна положення внутрішніх органів у вагітної жінки: а) перший триместр; б) другий триместр; в) третій триместр (1 — печінка; 2 — шлунок; 3 — нирка; 4 — плацента; 5 — пряма кишка; 6 — анальний отвір; 7 — піхва; 8 — сечовий міхур; 9 — шийка матки; 10 — матка; 11 — плід; 12 — пуповина; 13 — тонка кишка; 14 — товста кишка)

Рис. 226. Перший період пологів: 1 — опущення голови; 2 — пристосування кісток черепа дитини до розмірів родових шляхів

Пологи — це процес народження дитини й відходження плаценти. Початком пологів є настання регулярних переймів — скорочень матки (гіпофіз виробляє гормон, який у певний час спричиняє перейми), що супроводжуються болем. Період переймів триває 10-20 год. Вони сприяють виходу плоду з матки (рис. 226).

У наступний період пологів, який триває від 30 хв до години (рис. 227), голова й тільце плоду виходять із шийки матки й проходять у піхву. Починаються потуги. При цьому сильно скорочуються м’язи черевного преса та діафрагма, що сприяє виштовхуванню плоду з родових шляхів. Під час нормальних пологів спочатку виходить назовні голова дитини, а потім і все тіло. Та її організм залишається з’єднаним пуповиною з материнським.

Дитина, яка щойно народилася, кричить. З цим криком вона робить перший вдих. Розпрямляються легені, припиняється спільний з організмом матері кровообіг і дитина фізіологічно стає окремим, самостійним організмом. У цей час лікар (акушер) перев’язує та перерізає пуповину.

Протягом наступних 30 хв відходить плацента.

При неправильному положенні плоду в матці, а також при певних патологіях (наприклад, «вузький таз») жінці роблять хірургічну операцію — кесарів розтин — розрізають стінку живота й матку та виймають звідти дитину й плаценту.

Рис. 227. Другий період пологів: 1 — акушер допомагає голові вийти з отвору піхви; 2 — акушер допомагає тільцю дитини вийти назовні (ніжки ще знаходяться всередині); 3 — перерізування пуповини після народження дитини

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Визначте поняття «онтогенез» і його періоди. 2. Проаналізуйте процес запліднення. Скільки сперматозоїдів проникає в яйцеклітину? 3. Обґрунтуйте біологічні механізми імплантації. 4. Розгляньте рис. 222 і поясніть біологічне значення зародкових оболонок і листків. 5. Що таке плід? Які ви знаєте основні етапи його формування? 6. Доведіть надзвичайно велике значення плаценти та пуповини. Яка роль навколоплідних вод? 7. Проаналізуйте й визначте особливості кровообігу плоду. 8. Розгляньте рис. 225 і поясніть, як змінюється положення внутрішніх органів у вагітної жінки. Доведіть, що вагітність — серйозне випробовування для організму жінки. 9. Які зміни самопочуття можуть виникати у вагітної жінки? Які ознаки порушення її здоров’я можуть з’являтися? 10. Дайте визначення біологічному явищу — пологам. 11. Яка особливість будови голови плоду допомагає процесу пологів? Для відповіді скористайтеся рис. 226.

Самостійна робота з підручником. 1. Знайдіть у тексті параграфа матеріал про критичні моменти для зародка та плоду. Поясніть, які чинники можуть йому зашкодити в ці моменти. 2. Розгляньте рис. 221 і з’ясуйте, що є спільного, а що відмінного між зародком і плодом у період із 6-го по 40-й тиждень вагітності.

Домашнє завдання. Перемалюйте в зошит у вигляді схеми рис. 219 і позначте, які процеси відбуваються при імплантації зародка в матку.