Индивидуальное развитие человека

Процесс индивидуального  развития любого организма носит  название онтогенез. Понятие онтогенеза было введено в биологию Эрнстом Геккелем в 1866 году. По современным представлениям онтогенез (греч. ontos - существо, особь, genesis - развитие) - это полный цикл индивидуального развития каждой особи, в основе которого лежит реализация наследственной информации на всех стадиях существования в определенных условиях внешней среды; он начинается образованием зиготы (при половом размножении) и заканчивается смертью. Для биологического вида Homo sapiens характерно прямое внутриутробное развитие.

В зависимости от среды, в которой происходит развитие организма человека, онтогенез распадается  на два больших периода, отделенных друг от друга моментом рождения:

1. Внутриутробный (пренатальный, или антенатальный), когда вновь зародившийся организм развивается в утробе матери; этот период длится от зарождения до рождения.
2. Внеутробный (постнатальный), когда новая особь продолжает свое развитие вне организма матери; этот период длится от момента рождения до смерти.

В последнее время  предложено также выделить предзиготный период, предшествующий образованию зиготы.

Предзиготный период

Предзиготный период развития связан с образованием гамет (гаметогенез). Образование яйцеклеток начинается у женщин еще до их рождения и завершается для каждой данной яйцеклетки только после ее оплодотворения. К моменту рождения плод женского пола в яичниках содержит около двух миллионов ооцитов первого порядка (это еще диплоидные клетки), и только 350 - 450 из них достигнут стадии ооцитов второго порядка (гаплоидные клетки), превращаясь в яйцеклетки (по одной в течение одного менструального цикла). В отличие от женщин половые клетки в семенниках (яичках) у мужчин начинают образовываться только с началом периода полового созревания. Длительность периода образования сперматозоида составляет примерно 70 суток; на один грамм веса яичка количество сперматозоидов составляет около 100 миллионов в сутки.  

Оплодотворением называют процесс слияния яйцеклетки и  сперматозоида, приводящий к образованию  зиготы. Оплодотворение яйцеклетки происходит в начальном участке маточной трубы, куда проникают лишь около  ста сперматозоидов. Способность  сперматозоидов к оплодотворению в  женских половых путях сохраняется  на протяжении двух суток. Сперматозоид имеет в головке акросому, которая содержит фермент для растворения оболочки яйцеклетки. При сближении сперматозоида и яйцеклетки акросома разрывается, и освободившиеся ферменты растворяют оболочку женской гаметы. Сперматозоид проникает внутрь яйцеклетки, после чего она покрывается плотной оболочкой, препятствующей проникновению других мужских гамет. В результате оплодотворения восстанавливается диплоидный набор хромосом. Образовавшийся одноклеточный зародыш - зигота. В ней в течение суток происходят сложные перемещения отдельных участков цитоплазмы и ее органелл.

Внутриутробный  период развития человека продолжается 280 суток  и делится на:

1. начальный период (первая неделя после оплодотворения, в течение которой происходит дробление зиготы, образование бластулы и ее имплантация в стенку матки);
2. эмбриональный период (первые два месяца), когда происходит начальное развитие зародыша (эмбриона) и когда совершается основная закладка тканей и органов;
3. плодный период (3 -9 месяцы), когда продолжается рост частей, образовавшихся в эмбриональной стадии и дальнейшее формирование органов и систем. С третьего месяца зародыш человека носит название плод.

Начальный период

Начальный период. Дробление - это начальный этап развития оплодотворенного яйца (зиготы). У человека он длится 3 -4 дня (происходит дробление зиготы путем серии последовательных митозов, но без роста дочерних клеток до размеров зиготы). У человека дробление  зиготы является полным и неравномерным. Клетки, образовавшиеся в результате дробления, носят название  бластомеры. Примерно на 4-й день после оплодотворения яйцеклетка достигает полости матки. К этому времени она представляет собой шар с жидкостью. Он еще очень мал и неразличим, но уже содержит около 100 клеток. В последующие дни яйцеклетка движется внутри матки. Это происходит на 5-6-й день после оплодотворения. Из трофобласта в дальнейшем образуются плацента, амниотическая жидкость и оболочки плодного яйца. Тем временем клетки продолжают деление. Из наружных клеток уже образовались трофобласты, а центральные объединились в некое скопление на полюсе яйца, образуя эмбриональный бугорок, из которого через несколько дней появятся амниотический мешок, пупочный канатик . Итогом стадии дробления является образование многоклеточного зародыша -  морулы. Дробление и образование морулы происходит по мере продвижения зародыша по маточной трубе. Морула попадает в матку, где происходит процесс бластуляции. Бластомеры в моруле отталкиваются друг от друга, смещаются к периферии и выстраиваются в один слой и к 6-м суткам образуется однослойный зародыш в виде пузырька. Разные бластомеры делятся с неодинаковой скоростью. Одни из них (более светлые) располагаются по периферии, другие (темные) - находятся в центре. Из светлых клеток образуется окружающий зародыш  трофобласт , клетки которого выполняют вспомогательную роль и непосредственно в образовании тела зародыша не принимают участия. Клетки трофобласта способны растворять ткани, благодаря чему зародыш внедряется (имплантируется ) в стенку матки. Далее клетки трофобласта отслаиваются от клеток зародыша, образуя вокруг него пузырек. Полость трофобласта заполняется жидкостью, диффундирующей в нее из тканей матки. Из темных клеток образуется эмбриобласт, имеющий вид узелка. В результате дальнейшего дробления эмбриобласта зародыш принимает форму диска, распластанного на внутренней поверхности трофобласта. Эта стадия развития зародыша, когда выделяются трофобласт и эмбриобласт, называется  бластоцистой. Бластоциста, попав в полость матки, имплантируется, получая питательные вещества из стенки матки. Клетки трофобласта дифференцируются на два слоя. Из клеток наружного слоя трофобласта образуются  ворсинки трофобласта, которые врастают в эпителий матки. Этот слой с ворсинками образует самую наружную оболочку зародыша - хорион. Хорион играет важную роль в питании развивающегося зародыша и удалении его конечных продуктов обмена. На более поздних стадиях эту функцию выполняет плацента. Во внутреннем слое клеток трофобласта образуется две полости; стенки этих полостей дают начало еще двум зародышевым оболочкам - амниону и желточному мешку. Амнион представляет собой тонкую оболочку, которая покрывает зародыш и выполняет защитные функции; его клетки выделяют  амниотическую жидкость, заполняющую амниотическую полость, расположенную между амнионом и зародышем. По мере роста зародыша амнион расширяется, так что он всегда прижат к стенке матки. Амниотическая жидкость поддерживает зародыш и защищает его от механических повреждений. Желточный мешок у зародыша человека не играет существенной роли, это своеобразный рудимент (желточный мешок особенно развит у рептилий и птиц; он поглощает запасенные в желтке питательные вещества и переносит их в среднюю кишку зародыша). У человека желточный мешок практически не содержит желтка, его основная функция - кроветворение. Кроме того, в его стенке формируются первичные половые клетки, затем мигрирующие в зачатки половых желез. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Эмбриональный период

Эмбриональный период заключается в протекании гаструляции  и образовании трех зародышевых  листков, гистогенеза (закладки тканей) и органогенеза (закладки органов).

Гаструляция - это процесс образования зародышевых листков. Эмбриобласт, имеющий форму диска, называется  зародышевым диском. Из него развивается эмбрион. Клетки этого диска на ранней стадии, когда его диаметр не достигает 2 мм, дифференцируются на два зародышевых слоя (листка) - эктодерму и энтодерму. На более поздней стадии образуется мезодерма. Эти три зародышевых листка дают начало всем тканям развивающегося зародыша. 4 неделя беременности очень важна для плода, это время формирования и развития всех органов ребенка, некоторые из которых уже начнут функционировать. Происходит формирование головки эмбриона — нежной, как капля или слеза. Активно развиваются внезародышевые органы (хорион, амнион и желточный мешок). Они обеспечивают питание, дыхание, биохимическую поддержку и всестороннюю защиту малыша. Хорион способствует генерации плаценты, а амнион — плодного пузыря. Нервная трубка зародыша уже затянулась тканью, и на ее конце начинает формироваться головной мозг. На боковых сторонах будущего личика появляются две крошечные чашеобразные формы, в каждой — по крошечному пигментному диску. Это — зрительные пузырьки, которым суждено стать глазами, весьма и весьма сложным органом. Сердце эмбриона начинает биться на 21 день после оплодотворения. Происходит формирование пяти областей головного мозга, визуализируются некоторые черепные нервы. Видны ручки и ножки зародыша, началось формирование глаз, губ и носа. Спинной мозг опережает в своем развитии остальные части тела, проявлением чего является хвост, исчезающий по мере роста зародыша. Плацента начинает обеспечивать питание эмбриона. При помощи цветной допплерометрии видно, как работает сердце плода в 5 недель 4 дня (3недели и 4 дня от зачатия), оно только недавно начало качать кровь. Эмбрион с помощью своего кровообращения начинает формировать плаценту, которая на протяжении всей беременности будет доставлять питание от матери плоду. Сердце начинает сокращаться с частотой 60-90 ударов в минуту, затем на протяжении месяца частота нарастает до 180 ударов, а затем снижается до 140-160 ударов в минуту. Для ультразвукового исследования строение сердце станет доступно только в 12-14 недель, а детальное исследование сердца возможно будет только в 20-24 недели беременности.

5-я неделя. На этой неделе происходят новые перемены с зачатками тельца, лица, конечностей. Начинает формироваться пищеварительный тракт, уже присутствует прямая кишка. Все еще имеется "хвостик", но к 10-11-й неделе его не станет. У эмбриона развиваются и легкие. Плацента утолщается, пуповина прикрепляется к стенке матки. Началось развитие практически всех внутренних органов. Эмбрион имеет собственную группу крови. У плода начинает оформляться крошечное личико. Сбоку на головке — два крошечных пигментных кружочка. В течение нескольких последующих месяцев они переместятся на личико и превратятся в глазки. Веки наплывают на глаза ребенка и постепенно закрывают их, защищая, таким образом, развивающуюся структуру глаза от света и сухости (с 28-й недели по желанию малыша глаза могут начать открываться). Глаза имеют сетчатку и хрусталик. Бугорки будущего лица ребенка (носовой, верхнечелюстной и нижнечелюстной), появившиеся в начале прошлой недели, смещаются к центру лица, оставляя одну открытую щель: это его будущий ротик. Эпидермис, покрывающий ротовую щель, изгибается на каждой челюсти в форме подковы, именно там будут расположены зачатки зубов. Между головкой и тельцем образуется сужение — будущая шейка. У эмбриона очень "умный", выпуклый лоб. Огромная голова наклонена к груди. Губы только вырисовываются, а в глубине десен крохотными зернами проклевываются зачатки молочных зубов. За 50-60 дней органы и системы организма успевают сформироваться лишь в общих чертах. В последующие 7 месяцев организм будет развиваться, все более усложняясь и самосовершенствуясь. Начинают формироваться ладошки. Присутствуют уже и зачатки половых органов малыша, но на этой неделе еще нельзя определить мальчик это или девочка. Очень быстро начинают развиваться почки. На этом же сроке беременности формируется внутреннее ухо младенца, развивается внешнее ухо, оформляются челюсти, развивается мышечная система. Но самое главное — малыш начинает шевелиться! А так как он еще слишком мал, мама не чувствует его движений. Хорошо различимы руки и ноги с расщеплениями на концах, которые превратятся в пальцы. Началось развитие костных клеток. Крошечные конечности удлиняются, причем ручки сильнее, чем ножки, и подразделяются на три части: плечо, предплечье, кисть, бедро, голень, стопа. Сердце начинает перегонять кровь по телу эмбриона. В общих чертах сложилась центральная нервная система. У эмбриона уже есть легкие, кишечник, печень, почки и внутренние органы, но все это еще не вполне сформировано. Зародышевая трахея расширяется и вытягивается книзу, формируя рожки — будущие бронхи.

6-я неделя.На шестой неделе сердце, сформировавшись из двух симметричных частей и начав пульсацию, продолжает развиваться. На этом сроке внутри него завершается деление на камеры - предсердия и желудочки. Пищеварительная трубка активно растет в длину и образует различные отделы желудочно-кишечного тракта — желудок, тонкий и толстый кишечник. Печень и поджелудочная железа, выделившись в отдельные органы на пятой неделе, на шестой уже вполне сформированы. На 6 неделе беременности у зародыша из пупочной ножки образуется пупочный канатик, благодаря которому он может довольно свободно плавать в околоплодных водах выросшего амниона (плодного пузыря). Плод довольно подвижен в окружающей его среде, в амниотическом мешочке. Примерно в то же время носовые полости обзаводятся обонятельными рецепторами, однако нос пока закрыт слизистыми пробками и не функционирует. Малыш не может дышать в жидкой среде, которая его окружает. Частота сердцебиения малыша от 100 до 160 ударов в минуту — почти в 2 раза чаще, чем взрослого человека — и кровь уже циркулирует по крохотному тельцу. Сердце бьется, желудок вырабатывает желудочный сок, начинает функционировать почки. Мышцы сокращаются под воздействием импульсов, поступающих от мозга. Сформировались пальцы и суставы. Лицо малыша приобретает собственные черты, мимика начинает отражать то, что происходит в окружающей его среде. На зачатках рук и ног начинают формироваться крошечные пальчики, сами ручки уже начинают сгибаться в локтях и запястьях. Оформились пальцы, но они все еще стянуты перепонками. Тело ребенка реагирует на прикосновение. Эмбрион стал плодом, теперь его уже можно назвать младенцем. Сформировались все главные внутренние органы, но они еще в зачаточном состоянии и не занимают окончательного положения внутри тела. Ясно видна затылочная часть мозга. Образуется зачаток зрительного нерва. Он растет из первичного мозга и удлиняется, достигая лица. На поверхности кожи лица концы нерва разветвляются и образуют сетчатку. Затем путем дифференциации клеток кожи на висках образуется хрусталик и одновременно с ним роговица. Будущие глаза временно будут находиться в этом месте.

7-я неделя.Большое событие 7 недели беременности — на развивающихся ручках и ножках появились кисти и ступни! Правда, похожи они сейчас больше на плавники, чем на малюсенькие, пухлые конечности. Ребенок растет «как на дрожжах», прибавив в размере в два раза за прошедшую неделю. На 7 неделе беременности продолжают развиваться оба полушария мозга. Сердце выступает из тела. К этому времени оно уже разделено на левую и правую камеры. В легких появились зачатки бронхов — каналов, через которые в легкие человека поступает воздух, легочные рожки делятся на пять бронхов, начинается разветвление бронхиального древа. закладывается почка, активно растет кишечник, начинает работать печень, которая берет на себя функцию кроветворения, формируются половые органы. Голова сильно наклонена вперед (по причине большой выпуклости затылка) и свешивается на грудь. Вырисовывается шея. Тело удлиняется. Глаза, ранее расположенные на уровне висков, перемещаются к носу, но пока расположены у его основания. Поскольку уже можно говорить о носе, то его носовые складки в этот период разделены швом в виде буквы У и образуют крылья носа, но пока еще приплюснутые. Лицо, до сего момента плоское, округляется, и на нем выдаются вперед нос и глаза. Уголки рта делаются тоньше, края утолщаются, превращаясь в губы. Активно развивается скелетная мускулатура. У эмбриона уже есть мышцы, и он потихоньку начинает двигаться: впрочем, пока это может определить только ультразвук. Конечности продолжают оформляться далее. У малыша уже есть локти! Он может согнуть локти под углом 90° к телу. Колени находятся чаще всего под углом, но направлены вперед, ступни расположены параллельно. Как на руках на прошлой неделе, сейчас появляются пальчики на ногах. Путем утолщения эпидермиса образуются ногти, но странным способом. Они появляются на стороне ладоней и подошв. Но благодаря вращательным и скользящим движениям ногти перемещаются на кончики пальцев рук и ног, где они и будут продолжать расти. А вместо них на ладонной и подошвенной поверхности пальцев формируются тактильные подушечки.К концу восьмой недели происходит закладка всех внутренних органов. В плаценте кровь матери и плода не смешивается. Между телом зародыша и плацентой образуется пупочный канатик, в котором пролегают две пупочные артерии, несущие венозную кровь от зародыша, и одна пупочная вена, несущая артериальную кровь от плаценты к зародышу. Из клеточного материала эмбриональных зачатков формируются и дифференцируются ткани. Этим завершается зародышевый период. Восьминедельный зародыш имеет длину 3-3,5 см, весит около 4 граммов. У него обособляются шея, намечаются черты лица, формируются конечности и наружные половые органы.

Плодный период начинается с 9-ой недели внутриутробной жизни с преобладанием процессов роста и окончательной тканевой дифференцировки.

9-я неделя.На 9 неделе беременности малыш подрос еще — сердце закончило деление на 4 камеры (2 предсердия 2 желудочка), начали формироваться зачатки зубов. Вовсю развиваются органы, мышцы и нервы. Идет интенсивное развитие головного мозга - начинается формирование мозжечка (части мозга, обеспечивающей координацию движений). Происходит закладка мозговой части надпочечников. Первичные половые признаки уже есть, но еще пару недель нельзя будет точно идентифицировать пол. Пальцы рук слегка удлинились и стали толще в местах, где скоро образуются подушечки. Ступни ног заметно удлинились. Уже хорошо различимы ноги, на них сформировались пальчики. Плацента уже достаточно сформирована, чтобы взять на себя основную нагрузку по выработке гормонов. Теперь, когда с физиологией у малыша все определилось, он начнет стремительно прибавлять в весе. Теперь, вплоть до 20-й недели, будет происходить стремительный его рост. Увеличивается количество кровеносных сосудов в плаценте, чтобы удовлетворить растущий аппетит ребенка. Ушки постепенно перебираются с шеи, куда им положено — на боковые стороны головки, которая все еще непропорционально велика (занимает половину размера всего тела). Внутри маленького организма развиваются внутренние органы. Начинает работать кишечник, осуществляя сокращения, напоминающие перистальтику. Конечно, пока ему еще нечего переваривать, но на более позднем сроке через кишечник плода будут выбрасываться мертвые клетки и околоплодные воды. Размер головки составляет половину размера всего тела. Все это потому, что стремительно развивается мозг ребенка. Остальная часть тела наверстает свое, в более поздние месяцы. Сердце плода сформировано, и имеет два предсердия и два желудочка. Двигательная активность плода принимает закономерный характер, в среднем составляя около трех движений за 10 минут. Гипофиз плода начинает продуцировать гормон роста, надпочечники адренокортикотропный гормон (АКТГ). Лицо плода хорошо сформировано, глаза почти полностью развиты. Плод может сформировать кулачек из своих пальцев. Под веками завершается формирование глаз, появляется радужная оболочка. Формируются голосовые связки. Развивается обоняние. Оба полушария головного мозга сформированы и развивается мозжечок. Через почки фильтруется кровь, несмотря на то, что плацента является пока единственным органом, способным поддерживать внутреннее химическое равновесие. Малыш потягивается, и его ручки и ножки несколько секунд могут сохранять это положение. Появляется хватательный рефлекс. Ладошки малыша уже могут испытывать тактильные ощущения. Он способен полностью повернуться и поменять положение тела за 2 секунды. Для этого он помогает себе вращательными движениями ног, и это настоящие предвестники будущей ходьбы. К концу 3 месяца плод весит около 40 граммов, длина его достигает 8-9см. Почти во всех костях появляются ядра окостенения.