Органогенез та системогенез. Провізорні органи – утворення, динаміка, функціонування і редукції, функції. Плацента – будова, джерела утв

Міністерство  освіти та науки України

Національний  технічний університет України  «КПІ»

 

Факультет біотехнології і біотехніки

Кафедра промислової біотехнології

 

 

 

Реферат

З курсу «Індивідуальний розвиток організмів та еволюційна теорія»

На тему: «Органогенез та системогенез.

Провізорні органи – утворення, динаміка, функціонування і редукції, функції. Плацента – будова, джерела  утворення, основні функції. Трансплацентарний бар`єр в нормі та в патології.»

 

 

 

 

Виконав:    студент 3 курсу

групи БТ – 91, ФБТ

Нежива К.С.

Перевірив: Дегтяренко Н.В.

 

 

 

 

КИЇВ - 2011

 

Зміст

      Вступ

1. Органогенез та системогенез
2. Провізорні органи
1. Амніон
2. Хоріонта серозна оболонка
3. Жовтковий мішок
4. Аллантоїс
3. Плацента та трансплацентарний бар`єр
1. Утворення плаценти
2. Функції плаценти
3. Перехід речовин через плаценту на прикладі лікарських препаратів
4. Плацента людини та тварин
5. Плацента в нормі та в патології

      Висновок

      Список термінів

     Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОРГАНОГЕНЕЗ ТА СИСТЕМОГЕНЕЗ

 

Органогенез (від грецького organon — орган, і генезис—походження, виникнення, зародження) - утворення зачатків органів і їх диференціювання в ході онтогенезу чи філогенезу багатоклітинних організмів. 

 У рослин терміном  «органогенез» звичайно позначають  формування і розвиток основних органів (кореня, стебла, листів, квіток) у процесі онтогенезу з ділянки недиференційованої тканини — міростеми.

Розрізняють онтогенетичний органогенез, який досліджується ембріологією і біологією розвитку, і філогенетичний органогенез, досліджуваний порівняльною анатомією.

Вивчення розвитку форми  органів у зв'язку з їх функцією привело до відкриття основних закономірностей  філогенетичного органогенезу.

Онтогенетичний органогенез  до відомого ступеню повторює філогенетичний органогенез. У ході першого здійснюється послідовне диференціювання та  інтеграція органів, а також нерівномірний  ріст і активне переміщення клітинного матеріалу [1].

Причинне дослідження  онтогенетичного органогенезу доступно точному вивченню, особливо завдяки  можливості застосування експериментального методу [5].

Виділяють початкові і  деякі наступні етапи органогенезу:

Ділення. Діленням називають процес утворення багатоклітинного однокульового зародку — бластули.

Для ділення характерно:

1) розподіл клітин шляхом мітозу зі збереженням диплоїдного набору хромосом;

2) дуже короткий мітотичний  цикл;

3) бластомери не диференційовані,  і в них не використовується спадкова інформація;

4) бластомери не ростуть і надалі стають усе меншими;

5) цитоплазма зиготи не перемішується і не переміщується.

Перша борозна ділення  проходить в меридіональній площині, яка з'єднує обидва полюси — вегетативний і анімальний, і поділяє зиготу на дві однакові клітини. Це стадія двох бластомерів.

Друга борозна також меридіональна, перпендикулярна першій. Вона розділяє обидва бластомера, що виникли в результаті першого розподілу, надвоє — утворяться чотири подібних бластомери.

Наступна, третя, борозна  ділення — широтна. Вона пролягає трохи вище екватора і поділяє  всі чотири бластомери відразу на сім клітин. Надалі борозни ділення чергуються [2].

У міру збільшення числа  клітин розподіл їх стає неодночасним. Бластомери все далі і далі відходять від центра зародку, утворюють порожнину. Наприкінці ділення зародок приймає форму пухирця зі стінкою, який утворений однією кулею клітин, що тісно прилягають одна до одної. Внутрішня порожнина зародка, що спочатку з’єднувалася  із зовнішнім середовищем через щілини між бластомерами, у результаті їх щільного змикання стає зовсім ізольованою. Ця порожнина зветься первинною порожниною тіла — бластоцеля. Завершується ділення утворенням однокульового багатоклітинного зародка — бластули.

Ділення заплідненої яйцеклітини  може відбуватися по-різному. Яйця ланцетника здатні дробитися повністю і мають рівні за розміром бластомери. Такий тип ділення називається повним, рівномірним. У риб, земноводних і деяких інших тварин ділення також повне, але нерівномірне: бластомери на вегетативному полюсі (де сконцентрований жовток) більш великі, чим на протилежному анімальному полюсі (де розташовується ядро в оточенні цитоплазми).

Третій тип ділення  характерний для яйцеклітин птахів, рептилій, у яких жовтка багато, і  називається дискоїдалъним. Отут у ділення втягується тільки ядро і тонка ділянка цитоплазми, у результаті утвориться зародковий диск (жовток яйця при цьому не дробиться) [3].

Серед інших етапів органогенезу виділяють детермінацію, дроблення, зародковий розвиток, зародкові листки, індуктори, індукцію, організатор.

Первинний органогенез. Після завершення гаструляції в зародка утвориться комплекс осьових органів: нервова трубка, хорда, кишкова трубка (рис.1). Починаючи з плоских хробаків в еволюції тваринного світу наступило велике ускладнення: у зародку закладається третій зародковий листок — мезодерма. У хордових це відбувається шляхом відшнуровування від ентодерми мезодермальних кишень, що вростають між першим і другим зародковими листками, формуючи вторинну порожнину тіла. 

А, Б, В— стадії гаструли; Г — формування зачатків осьових органів — нервової трубки, хорди, кишкової трубки: 1 - ектодерма, 2 - ентодерма, 3 - зачаток мезодерми, 4 - порожнина кишки, 5 -  нервова пластинка, б - нервова трубка, 7 - хорда, 8 - порожнина тіла.

Рис. 1.1 Гаструляція й утворення комплексу осьових органів у ланцетника (поперечний розріз) [4]

 
  Подальше диференціювання клітин зародка приводить до виникнення численних похідних зародокових листків - органів і тканин [3].

  Диференціювання або системогенез — це процес виникнення і наростання структурних і функціональних розходжень між окремими клітинами і частинами зародка. З морфологічної точки зору диференціювання виражається в тому, що утворюються кілька сотень типів клітин специфічної будови, що відрізняються одна від одної. З біохімічної точки зору спеціалізація клітин полягає в синтезі визначених білків, властивих тільки даному типу клітин. Біохімічна спеціалізація клітин забезпечується диференціальною активністю генів, тобто в клітинах різних зародкових листків - зачатків визначених органів і систем — починають функціонувати різні групи генів [6]. При подальшоому диференціюванні клітин, що входять до складу зародкових листків, з ектодерми утворюються: нервова система, органи чуття, епітелій шкіри, емаль зубів; з ентодерми — епітелій середньої кишки, травні залози — печінка і підшлункова залоза, епітелій зябер і легень; з мезодерми — м'язова тканина, сполучна тканина, кровоносна система, бруньки, статеві залози та ін. У різних видів тварин одні й ті ж самі зародкові листки дають початок одним і тим же органам і тканинам. Це означає, що органи гомологічні [7].

У хордових незабаром після  гаструляції невелика ділянка спинної ектодерми у виді пластинки занурюється в глиб зародка, прогинається й утворює нервову трубку з порожниною усередині, заповненою рідиною. З клітин ектодерми розвиваються шкірні покриви з їхніми похідними (волосся, нігті, пір`я, копита) і органи відчуття. З верхньої частини ентодерми утворюється хорда, з нижньої частини — епітелій, що вистилає середні відділи кишечника, травні залози й органи дихання. З ектодерми, розташованої над хордою, розвивається нервова трубка. З мезодерми утворюються м'язи, кістяк, кровоносна система, статеві залози, органи виділення і власне шкіра — дерма.

Ембріональний розвиток тварин відбувається або в материнському організмі, або в зовнішньому середовищі [6].

Ембріональна індукція. Ембріональну індукцію можна визначити як явище, при якому в процесі ембріогенезу один зародок впливає на інший, визначаючи шлях його розвитку, і, крім того, сам піддається індукуючому впливу з боку першого зародка. Ембріональна індукція починається на самих ранніх стадіях розвитку (її початок можна віднести до стадій оогенезу) і продовжується в процесі органогенезу. Спочатку індукції передує хімічний перерозподіл в процесі запліднення ділянок цитоплазми, які відрізняються. Потім у процесі дроблення (ділення) ця цитоплазма перерозподіляється між бластомерами, що створює неоднорідність і нерівнозначність частин раннього зародка для майбутніх морфогенезів. Ділянки зародка, здатні після цього до незалежного розвитку (в межах своєї презумптивної компетенції), виступають як індуктори для інших частин зародка. До числа перших індукторів відносяться ньюкуповський організатор і первинний (шпеманівський) організатор. Саме вони здійснюють первинну ембріональну індукцію і керують ходом нейруляції. В результаті цих подій різноманіття клітин зародка наростає, а організм знаходить свою базову структуру [2].

 

2. ПРОВІЗОРНІ ОРГАНИ

 

Провізорні, або тимчасові, органи утворюються в процесі ембріогенезу поза тілом зародка у ряду представників хребетних для забезпечення життєво важливих функцій, таких, як дихання, харчування, виділення, рух і ін. тобто, вони виконують численні функції, що забезпечують розвиток і ріст самого зародка [1]. Недорозвинені органи ще не здатні функціонувати за призначенням, хоча обов'язково відіграють якусь роль в системі цілісного організму, який розвивається. Як тільки зародок досягає необхідного ступеня зрілості, коли більшість органів здатні виконувати життєво важливі функції, тимчасові органи розсмоктуються або відкидаються [3].

Час утворення провізорних  органів залежить від того, які  запаси поживних речовин були накопичені в яйцеклітині і в яких умовах середовища відбувається розвиток зародка [1].

У безхвостих земноводних, наприклад, завдяки достатній кількості  жовтка в яйцеклітині і тому, що розвиток іде в воді, зародок здійснює газообмін і виділяє продукти дисиміляції безпосередньо через  оболонки яйця і досягає стадії пуголовка. На цій стадії утворюються провізорний  органи дихання (зябра), травлення та руху, пристосовані до водного способу  життя. Перераховані личинкові органи дають можливість пуголовку продовжити розвиток. Після досягнення стану морфофункціональної зрілості органів дорослого типу тимчасові органи зникають в процесі метаморфозу.

У плазунів і птахів запасів жовтка в яйцеклітині більше, але розвиток йде не в воді, а на суші. У зв'язку з цим дуже рано виникає потреба в забезпеченні дихання і виділення, а також у захисті від висихання. У них уже в ранньому ембріогенезі, майже паралельно з нейруляцією, починається формування провізорних органів, таких, як амніон, хоріон і жовтковий мішок. Трохи пізніше формується аллантоїс.

У плацентарних ссавців ці ж провізорні органи утворюються ще раніше, оскільки в яйцеклітині дуже мало жовтка. Розвиток таких тварин відбувається внутрішньоутробно, утворення провізорних органів у них збігається за часом з періодом гаструляції [4].

Наявність або відсутність амніону та інших провізорних органів лежить в основі поділу хребетних на дві групи: Amniota і Anamnia.

Еволюційно більш давні хребетні, що розвиваються виключно у водному середовищі і представлені такими класами, як Круглороті, Риби і Земноводні, не потребують додаткових водних та інших оболонок зародка і складають групу анамній.

  До групи амніот відносять первинноназемних хребетних, тобто тих, у кого ембріональний розвиток протікає в наземних умовах. Цю групу складають три класи: Плазуни, Птахи і Ссавці. Вони є вищими хребетними, оскільки мають скоординовані і високоефективні системи органів, що забезпечують їм існування в найбільш складних умовах, якими являються умови суші.

Ці класи налічують  велику кількість видів, які вдруге перейшли у водне середовище. Таким  чином, вищі хребетні опинилися в  стані освоїти всі середовища проживання. Подібна досконалість була б неможливою, в тому числі й  без внутрішнього запліднення і  спеціальних провізорних ембріональних органів.

У будові і функціях провізорних  органів різних амніот багато спільного. Характеризуючи в узагальненому  вигляді провізорні органи зародків вищих хребетних, названі також  зародковими оболонками, слід зазначити, що всі вони розвиваються з клітинного матеріалу вже сформованих зародкових листків. У розвитку зародкових оболонок плацентарних ссавців є деякі особливості [3], про що буде сказано нижче.

2.1. Амніон. Амніон являє собою ектодермальний мішок, який вміщує зародок і заповнений амніотичною рідиною (рис. 2.1). Амніотична оболонка спеціалізована для секреції і поглинання амніотичної рідини, яка омиває зародок [1]. Амніон грає першорядну роль в захисті зародка від висихання і від механічних пошкоджень, створюючи для нього найбільш сприятливе і природне водне середовище . Амніон має мезодермальний шар і шар позазародкової соматоплеври, який дає початок гладким м'язовим волокнам. Скорочення цих м'язів викликають пульсацію амніону, а повільні коливальні рухи, що повідомляються при цьому зародку, очевидно, сприяють тому, що його зростаючі частини не заважають один одному [4].