Temat : Cykl rozwojowy człowieka od zapłodnienia do porodu.

Rozwój komórek jajowych i plemników zachodzi w gonadach. Komórki rozrodcze: męska i żeńska muszą znajdować się w tej samej fazie rozwoju, aby mogło dojść do zapłodnienia.

Plemniki

Rozwijają się z komórek płciowych (spermatogonia). Komórki te mają dwadzieścia trzy pary chromosomów w czasie wzrostu i podziałów (liczba ta jest taka sama we wszystkich komórkach człowieka). Rozwój i dojrzewanie plemników zachodzi w jądrach (gonady męskie), umieszczonych w worku mosznowym na zewnątrz ciała. Zapewnia to niższą temperaturę, która jest wymagana do ich prawidłowego rozwoju.

Komórki jajowe

Te żeńskie komórki rozrodcze powstają w oogoniach. Ich dojrzewanie zachodzi w parzystych jajnikach (wewnątrz organizmu). Komórka jajowa również posiada dwadzieścia trzy pary chromosomów.

Przed zapłodnieniem chromosomy muszą się rozdzielić, tak żeby pojedyncza komórka rozrodcza (męska i żeńska) zawierała pojedynczy zestaw chromosomów. Nowo powstała komórka musi posiadać jedną parę chromosomów (czyli czterdzieści sześć pojedynczych). Chromosomy dzielą się w czasie podziału mejotycznego (mejoza). Proces ten gwarantuje, że w momencie zapłodnienia zostaną przekazane cechy zarówno matki, jak i ojca. Spermatogonia gotowe do podziału mejotycznego nazywa się spermatocytami pierwszego rzędu. Następuje rozdzielenie pary chromosomów. Jeden chromosom z każdej pary będzie wchodził w skład nowej komórki, będącej wynikiem tego podziału. W ten sposób powstają spermatocyty drugiego rzędu i posiadają dwadzieścia trzy pojedyncze chromosomy. Następnie spermatocyty drugiego rzędu podlegają drugiemu podziałowi mejotycznemu. Komórka i chromosom dzieli się na dwie komórki (chromosomy) potomne. Powstają dwie identyczne komórki, które zawierają po dwadzieścia trzy połówki pojedynczych chromosomów. Komórki te to spermatydy. Są okrągłe tak, jak spermatocyty pierwszego i drugiego rzędu. Podlegają one dalszym przemianom, które mają miejsce w komórkach podporowych (nazywane także komórkami Sertoliego). W wyniku tych przemian powstaną owalne plemniki z ogonkami. Główka każdego plemnika jest wypełniona materiałem genetycznym (zawiera dwadzieścia trzy pojedyncze chromosomy), na szczycie główki znajduje się akrosomm (czapeczka). Ogonek służy do aktywnego ruchu i jest zbudowany z cylindrycznych włókien, które to właśnie warunkują ruch plemnika. W główce umiejscowione są mitochondria spermatydowe, które rozkładają składniki odżywcze niezbędne do życia dojrzałego plemnika. Ukształtowany plemnik po oddzieleniu od komórki podporowej, przemieszcza się wzdłuż najądrza. Najądrze to kręty przewód znajdujący się z tyłu jądra, w którym zostaje zakończony proces dojrzewania plemnika. Tylko jeden z milionów plemników zostanie wykorzystany do zapłodnienia (podczas wytrysku ich liczba może sięgać do pięciuset milionów). Reszta zostanie z powrotem wchłonięta do organizmu. Czas rozwoju plemnika do momentu zapłodnienia trwa ok. dwa miesiące.W komórce jajowej rozdzielenie chromosomów początkowo przebiega podobnie jak u plemników. Oogonium przekształca się w oocyt pierwotny i przechodzi podział mejotyczny tak, jak to miało miejsce w spermatocycie pierwszego rzędu. W wyniku mejozy sparowane chromosomy rozdzielają się. Komórki jajowe zaczynają dojrzewać w jajnikach, czyli gruczołach umieszczonych na końcach parzystych jajowodów, które prowadzą do macicy. Oocyt pierwszego rzędu przechodzi w oocyt drugiego rzędu w jajniku. Tutaj jednak, inaczej niż w spermatocycie, nie powstają dwie identyczne komórki. Powstają dwa twory (oocyt drugiego rzędu), oba zawierają po dwadzieścia trzy chromosomy, przy czym jeden jest większy od drugiego. Z tego większego wykształci się dojrzała komórka jajowa, a mniejszy (ciałko kierunkowe) przemieści się do warstwy przejrzystej (okolica pierwotnego oocytu) i tam obumrze. Oocyt drugiego rzędu jest większy od spermatydy, ale podobny kształtem. Będzie teraz wędrować jajowodem w kierunku macicy. W tym czasie zajdzie w nim jego własny podział drugiego rzędu. Nie może on wykonywać ruchów samodzielnie, jest przepychany przez skurcze jajowodu i przez struktury przypominające mikrowłoski. Proces ten nazywa się owulacją. U dojrzałej kobiety zachodzi jeden raz w miesiącu. Komórka jajowa jest gotowa do zapłodnienia. Jeśli dojdzie do spotkania z plemnikiem (zapłodnienia), jajeczko będzie podlegało kolejnym przemianom. Dojrzała komórka jajowa znajduje się w macicy przez dwadzieścia cztery godziny, jeśli w tym czasie nie dojdzie do kontaktu z męską komórką rozrodczą to obumrze. Plemniki w jądrach mogą czekać do kontaktu ok. miesiąca, jednak gdy nastąpi ejakulacja czas jego życia skraca się do jednego dnia. Plemniki są zawieszone w odżywczym płynie. Dostają się do pochwy przez nasieniowód (połączony z cewką moczowa) w prąciu. Natychmiast po wytrysku zaczynają się przemieszczać w kierunku macicy, ale większość z nich nie osiągnie celu. U ludzi stosunki płciowe mają miejsce nie tylko w okresie dni płodnych (gdy komórka jajowa znajduje się w macicy), co zmniejsza prawdopodobieństwo zapłodnienia, jednak jest ono zawsze możliwe. Plemniki, które znalazły się w organizmie kobiety, muszą przejść odpowiednie przemiany, aby doszło do zapłodnienia (trwa to ok. siedmiu godzin). Enzymy z ogromnej ilości plemników (znajdują się na ich końcach) muszą rozpuścić barierę wokół jaja (kwas otaczający warstwę przejrzystą), ale tylko jeden plemnik zdoła zapłodnić komórkę rozrodczą kobiety.W momencie zapłodnienia dochodzi do zlania się błon komórkowych plemnika i jaja tak, że powstaje jedna komórka. Wówczas następuje drugi podział mejotyczny komórki jajowej. Pojedyncze chromosomy z plemnika łączą się z chromosomami z jaja (są to tzw. przedjądrza męskie i żeńskie). Zbliżają się do siebie w centrum komórki, ich błony łączą się, dając dwadzieścia trzy pary (czterdzieści sześć sztuk) chromosomów w nowej komórce. W ten sposób zostaje przekazany materiał genetyczny matki i ojca. Powstaje diploidalna zygota, która przechodzi serię podziałów opisanych poniżej, aż narodzi się nowy człowiek. Pełny okres rozwoju (ciąża) trwa dwieście osiemdziesiąt dni.

Rozwój zarodkowy i płodowy

Na początku istnieje stadium zygoty tj. od zapłodnienia do średnio siódmego - dziesiątego dnia ciąży. Kolejne to stadium embriona (rozwój zarodkowy), które trwa do wytworzenia się łożyska. Ostatnim etapem jest rozwój płodu , średnio od dziewiątego tygodnia do narodzin. Należy pamiętać, że rozwój zarodkowy i płodowy nie ma bezpośredniego wpływu płeć dziecka. Sposób determinacji płci jest jednak wart krótkiego omówienia. Kobiety posiadają dwa chromosomy X, a mężczyźni X i Y. W czasie zapłodnienia matka zawsze przekaże chromosom X, jeśli natomiast ojciec przekaże X, wówczas narodzi się dziewczynka, w przypadku przekazania Y - chłopiec. Tak więc o płci dziecka decyduje chromosom przekazany od ojca.

Ogólnie w rozwoju embrionalnym człowieka wyróżnia się:

• Zapłodnienie - połączenie się męskiej i żeńskiej komórki jajowej

• Bruzdkowanie - wielokrotne podziały zapłodnionego jaja do osiągnięcia stadium blastuli

• - przejście z fazy blastuli do gastruli; wytworzenie trzech listków zarodkowych

• Organogenezę, czyli powstawanie i rozwój narządów.

Rozwój zarodkowy i embrionalny człowieka przebiega z wykształceniem błon płodowych:

• Owodni - spełniającej funkcje ochronne

• Kosmówki - błona surowicza, łącząc się ze śluzówką macicy tworzy łożysko

• Omocznia ma postać szczątkową

Omówiony rozwój dotyczy zapłodnienia jednej komórki jajowej, prowadzący do ciąży pojedynczej. Istnieje możliwość zapłodnienia dwóch (lub więcej) komórek bliźnięta (trojaczki itd.) lub takiego rozwoju jednej komórki, która skutkuje narodzinami bliźniąt jednojajowych.

Pierwszy miesiąc

Zapłodniona komórka jajowa przystępuje do podziałów. Najpierw dzieli się na dwie komórki, następnie na cztery. Od tego mementu nazywa się zygotą. Jest otoczona gęstą przezroczystą substancją, wokół której znajdują się dodatkowo luźne komórki z jajnika. Mimo podziałów wielkość zygoty nie wzrasta. Zygota ciągle się (średni czas podziału to od dwunastu do czternastu godzin) dzieląc, przemieszcza się jajowodem w stronę macicy. Ruch ten jest możliwy dzięki rzęskom (włoski w jajowodzie) i skurczom mięśni ścian. Substancje wydzielane przez jajowód odżywiają zygotę. Zygota dociera do macicy pod koniec czwartego dnia, składa się wówczas z ok. pięćdziesięciu komórek (dla porównania - ma wielkość główki od szpilki). Dzieli się do stadium blastocysty (ma postać kuli pustej w środku). Następnie wypełnia się odżywczą substancją (płynem) z macicy, a część komórek zbliża się do siebie i tworzy wybrzuszenie (warstwa wewnątrz i na zewnątrz).

Teraz musi zagnieździć się w ścianie macicy blisko tego wybrzuszenia, co warunkuje jej dalszy rozwój. Komórki blastocysty wnikają za pomocą wypustek w wyściółkę, niszcząc ją. Trwa ok. tygodnia zanim całkowicie się zagnieździ. Następnie przez wypustki przebija się do naczyń krwionośnych w macicy (połowa blastocysty jest zanurzona we krwi matki). Macica, jajniki i embrion wydzielają hormony, które kierują rozwojem łożyska (składa się z komórek matki i embriona). Jego funkcja polega na utrzymywaniu embriona przy ścianie macicy oraz zaopatrywaniu go w składniki odżywcze i tlen od matki i usuwaniu zbędnych produktów metabolizmu. Czasami dochodzi do sytuacji, w której zapłodniona komórka nie zagnieżdża się w macicy, ale np. w jajowodzie lub w jamie otrzewnej, wówczas mówi się o ciąży pozamacicznej. Po dziesięciu dniach od zapłodnienia z komórek w blastocyście (czyli połączenia komórki jajowej z macicą, mówiąc w uproszczeniu) powstały - ektoderma, czyli warstwa położona najbardziej na zewnątrz, mezoderma (środkowa) i endoderma - najbardziej wewnętrzna. Komórki mają to samo DNA i są podobne. Następnie komórki zaczynają się różnicować (różne formy i funkcje). Część blastocysty stanowi łożysko, kolejna w pęcherzyk żółtkowy (wypełniony odżywczym płynem surowiczym), następna stanowi owodnię, a ostatnia jest rozwijającym się człowiekiem. Zadaniem owodni jest ochrona zarodka przed różnego rodzaju uszkodzeniami mechanicznymi, wstrząsami, zapewnia utrzymanie temperatury na stałym poziomie. Po trzech tygodniach od zapłodnienia embrion ma dwa i pół milimetra długości. Da się już odróżnić dużą głowę, zawiązki kończyn i takich narządów, jak wątroba. Zaznaczają się powieki, a twarz składa się z fałdów, z których powstaną policzki, podbródek, usta, nos, uszy, gardło.

Z ektododermy, czyli zewnętrznego listka zarodkowego, rozwija się:

• Skóra, naskórek , włosy, paznokcie

• Nerwow mózg i rdzeń kręgowy)

• komórki czuciowe

• gruczoły potowe

• narządy zmysłów

• nabłonek ust, nosa, odbytu

• szkliwo zębów

Z mezodermy (środkowy listek zarodkowy) powstają:

• mięśnie (gładkie szkieletowe i serca)

• kości, tkanka chrzęstna, zębina

• nerki

• jądra/jajniki

• tkanki układu krwionośnego, krew naczynia krwionośne

Z endodermy (wewnętrzny listek zarodkowy):

• układ pokarmowy (nabłonek jelita)

• nabłonk tchawicy i oskrzelii płuc

• trzustka

• wątroba

• nabłonek woreczka żółciowego

• pęcherz moczowy

Serce zaczyna bić dwudziestego ósmego dnia od zapłodnienia. Ok. drugiego miesiąca serce bije z szybkością sześćdziesięciu pięciu uderzeń na minutę i pompuje krew. Embrion ma kształt ziarenka fasoli i rośnie bardzo szybko (ok. jednego milimetra dziennie).

Funkcje łożyska

Łożysko pełni różne funkcje - transportuje tlen i substancje odżywcze, ale jego dodatkową rolą jest produkcja hormonów odpowiedzialnych za utrzymanie ciąży i poród. Łożysko produkuje estrogen, który hamuje dojrzewanie kolejnych komórek jajowych i zapobiega owulacji. Progesteron ułatwia zagnieżdżenie embriona w macicy i rozluźnia mięśnie macicy i żołądka, tworząc miejsce dla rosnącego płodu. W wyniku działania hormonów następuje przyspieszenie tempa pracy nerek i serca. Również hormony są odpowiedzialne za przygotowanie piersi do produkcji pokarmu. Przez łożysko przedostaje się tlen, substancje odżywcze, przeciwciała (chronią płód przed chorobami), a także szkodliwe substancje takie, jak narkotyki czy alkohol (pojawia się groźba, że dziecko urodzi się uzależnione). Hormony nie są w stanie przenikać z organizmu matki przez łożysko - byłoby to niebezpieczne dla płodu Drugi miesiąc . Około szóstego tygodnia embrion ma długość trzynastu milimetrów, czyli jest dziesięć razy większy od zapłodnionej komórki.

W tym czasie zachodzą największe zmiany fizyczne:

• Bije mu serce,

• Ma nogi, ręce z dłońmi i palcami

• Zbudowany z miękkiej chrząstki rdzeń kręgowy

• Powstaje przysadka mózgowa.

• Narządy i układy są już zlokalizowane w określonych miejscach.

• Pojawiają się zaczątki płuc, żołądka, jelit, wątroby, trzustki.

• Za pomocą pępowiny łączą się układy krwionośne zarodka i matki, przenoszony jest tlen i składniki pokarmowe. Co ważne, przez łożysko nie przedostają się komórki krwi matki, ale przechodzą przeciwciała, leki, narkotyki oraz komórki nowotworowe.

• Pod koniec ósmego tygodnia zarodek osiąga długość ok. trzydziestu milimetrów. Poszczególne części ciała nie są jeszcze proporcjonalne. Głowa zajmuje ponad pięćdziesiąt procent całkowitej długości.

Embrion cały czas rośnie i jest teraz nazywany płodem, aż do narodzin.

• W dziąsłach znajduje się dwadzieścia mlecznych miękkich zębów.

• Uwypuklają się gałki oczne, kształtuje się soczewka oka.

• Widać profil nosa, wytworzyły się też w nim dwa kanały powietrzne.

• Około trzeciego miesiąca płód ma już swoje niepowtarzalne linie papilarne na palcach dłoni i stóp.

Trzeci miesiąc

Płód waży już sześćdziesiąt gramów.

• Od trzeciego miesiąca jego rozwój polega głównie na zwiększaniu wagi i wielkości. Zwiększa długość średnio półtora milimetra dziennie. W dwunastym tygodniu ma już dziewięć centymetrów, a od czternastego wzrost następuje jeszcze szybciej i w dwudziestym tygodniu ma ok. dwadzieścia pięć centymetrów. Tak szybkie zwiększanie wzrostu jest możliwe dzięki pełnemu wykształceniu łożyska.

• Przyrost wagi jest o wiele wolniejszy, do dwudziestego ósmego tygodnia płód jest chudy. Po tym czasie zaczyna się odkładać biała tkanka tłuszczowa i płód regularnie przybiera na wadze. W ostatnich tygodniach ciąży odkłada się inny rodzaj tkanki tzw. brunatna (szczególnie w górnych częściach ciała).

• Narządy wewnętrzne dalej się specjalizują. Widoczne są: oczy, uszy, nos, usta, ręce, nogi oraz mózg i narządy płciowe.

• Wykształciły się także więzadła głosowe.

• Następuje dalszy rozwój wykształconych już mięśni, płuc, nerek, żołądka, jelit, serca i układu krążenia, układu nerwowego.

• W szkielecie tkanka chrzęstna jest zastępowana tkanką kostną.

• Układ krwionośny już w ósmym tygodniu transportuje krew do narządów, jednak obecnie spełnia nieco inne funkcje niż po narodzeniu. Po narodzinach układ ten musi natychmiast dostosować do utlenowanej krwi dostarczanej z innego źródła.

Układ krwionośny - zadania w życiu płodowym i po narodzinach

Tuż po porodzie dziecko po raz pierwszy oddycha za pomocą płuc, zostaje odcięta pępowina dostarczająca mu wcześniej tlen (ten sposób dostawy tlenu jest możliwy dzięki obecności trzech przewodów krążeniowych w zarodku). U płodu krew przepływa z łożyska żyłą pępowinową, która doprowadza krew do naczynia krwionośnego (stanie się ono żyłą główną zbierającą krew z całego organizmu i prowadzącą do serca). U płodu przepływ krwi kieruje się bezpośrednio do prawego przedsionka serca (przewodem żylnym) z pominięciem wątroby, a następnie przez otwór owalny (między przedsionkami). Przewód tętniczy łączy tętnicę płucną (z prawego przedsionka) z żyłą płucną (transport krwi z płuc do lewego przedsionka). W ten sposób utlenowana krew (z łożyska) jest transportowana z lewego przedsionka do tętnicy z pominięciem płuc. Krew powraca do łożyska tętnicami pępowinowymi (2). W momencie narodzin żyła i tętnice pępowinowe przestają transportować krew w wyżej opisany sposób, nabierane jest powietrze do płuc, które zwiększają swoją objętość. Wzrasta ciśnienie krwi w naczyniach z lewej strony serca, likwidacji ulega otwór owalny (jeśli nie zamknie się prawidłowo powstaje "dziura w sercu "), zamyka się także przewód tętniczy i krew kieruje się do płuc. Jako ostatni zamyka się przewód żylny i wątroba może zacząć oczyszczać krew. Układ krążenia zaczyna pracować jak u dorosłego człowieka. U płodu układ tętnic i żył nie osiąga takiej wydajności, jak po narodzeniu. Nie jest wystarczająco rozdzielony, krew utleniona miesza się z odtlenioną i np. krew płynąca do głowy i innych narządów nie niesie tyle tlenu, ile byłaby zdolna.

Czwarty miesiąc

• W szesnastym tygodniu płód mierzy ok. siedemnastu centymetrów i waży dwa razy tyle, co na początku trzeciego miesiąca, czyli ok. stu dwudziestu gramów.

• W dwudziestym tygodniu natomiast jego ciało pokrywa się meszkiem, który wkrótce przed/po narodzinach przekształci się w włosy.

• Od tego tygodnia rozpoczyna się również produkcja moczu, bardzo dobrze są wyczuwalne ruchy dziecka.

• Intensywnie rozwija się mózg. Powstają bruzdy zwoje okryte korą mózgową.

• Nogi wydłużają się.

• Od dwudziestego ósmego tygodnia uznaje się, że płód jest zdolny do życia, ale szanse na przeżycie, gdyby wówczas nastąpił poród wynoszą tylko pięć procent.

• Jego ciało pokrywa maź płodowa (substancja złożona ze starych komórek skóry z tłustą wydzieliną gruczołów łojowych) - chroni płód przed płynem owodniowym. Płyn stanowi barierę ochronną przed czynnikami zewnętrznymi (wstrząsy, zmiany temperatury). Już w trzecim miesiącu płód może połykać małe ilości tego płynu, a w późniejszych etap nawet do pół litra dziennie. Przypuszcza się, że stanowi to dla niego ćwiczenie połykania.

Rola zmysłów w życiu płodu

W życiu płodu dotyk i słuch odrywają pewną rolę. Słyszy bicie serca matki i jej głos, muzykę czy trzaskanie drzwiami. Badania pokazują, że rozpoznaje dźwięki i rytm. Reaguje na nagłe zmiany światła, hałas, zmianę ułożenia matki. Czasami ziewa i marszczy się. Podczas snu niewiele się rusza, ale gdy nie śpi jego ruchy mogą być energiczne.

Piąty miesiąc

• Płód mierzy już ok. trzydziestu centymetrów.

• Zaczyna słyszeć dźwięki.

• Kształtuje się zmysł równowagi i smaku. Na głowie wyrosły już włosy, są rzęsy, zarysowują się brwi.

• Stosunek długości rąk do nóg osiąga właściwe proporcje.

• Twardnieją paznokcie u palców rąk i nóg i sięgają do ich wierzchołków.

• Mięśnie ukształtowały się w pełni.

• Gdyby w tym czasie nastąpiło rozwiązanie, szansa przeżycia wzrasta do piętnastu procent.

Szósty miesiąc

• W dwudziestym czwartym tygodniu płód osiąga trzydzieści pięć centymetrów i waży ok. sześciuset pięćdziesięciu gramów.

• Rozwija się układ szkieletowy (kostnieje).

• Dalej specjalizuje się układ nerwowy.

• Pojawiają się wiązadła stawowe.

• Ruchy płodu są silniej wyczuwalne.

Siódmy miesiąc

• Rozwinął się słuch. Płód rozpoznaje głos matki (słyszy go od wewnątrz i z zewnątrz). Badania pokazują, że preferuje jej głos co przejawia się pobudzeniem, ruchami kończyn i grymasami twarzy. Uczy się ssania.

• Od trzydziestego tygodnia otwiera już oczy. Promienie słoneczne przenikające przechodzą przez powłoki brzuszne i tym samym w macicy jest bardzo jasno. Jeśli matka opalałaby się w tym czasie w bikini, płód będzie otaczać czerwona poświata.

Ósmy miesiąc

• Płód zwiększył swą masę o kilogram. Ta tkanka tłuszczowa (podskórna) jest niezbędna do regulacji temperatury po porodzie.

• Ruchy dziecka są przestrzennie ograniczone (przeciąganie, ruch na boki), w macicy jest coraz ciaśniej.

• Jako ostatni zmysł rozwija się wzrok, płód może reagować na promienie świetlne padające z zewnątrz na brzuch matki.

• Matka przekazuje dziecku odporność w postaci przeciwciał.

Dziewiąty miesiąc

• Dziecko mierzy średnio pięćdziesiąt-pięćdziesiąt dwa centymetry.

• Jego waga kształtuje się na poziomie od trzech do czterech kilogramów.

• Płód wraz z tym co go otacza waży 10-12 kilogramów.

• Pęcherz płodowy rozciągnął się maksymalnie i jest ciasny.

• Dziecko zaczyna się obracać głową w kierunku kanału rodnego (w stronę szyjki macicy).

• Już od trzydziestego szóstego tygodnia szanse płodu na przeżycie wynoszą dziewięćdziesiąt procent płuca są wystarczająco wykształcone, aby przejąć funkcje oddechowe.

Prawidłowy rozwój ciąży jest zagrożony przez różne czynniki, właściwie na każdym z etapów rozwoju.

1. W stadium zygoty może dojść do samoistnego poronienia, jeśli jest za mało substancji pokarmowych do pokonania drogi z jajowodu do macicy. Poważnym problem jest tzw. ciąża pozamaciczna, gdy nie dochodzi do zagnieżdżenia jaja poza obrębem macicy (np. w jamie otrzewnej).

2. W stadium zarodkowym na poronienie wpływać może wiele czynników:

• Nieprawidłowa dieta matki (zbyt mało witamin)

• Nieprawidłowa gospodarka hormonalna

• Stres

• Choroby

• Konflikt grup krwi matki i ojca

• Stosowanie używek (alkohol, tytoń, narkotyki)

• Wiek rodziców - wraz z wiekiem zwiększa się ilość mutacji genetycznych

3. W życiu płodowym największe zagrożenie stanowi przedwczesny poród.