Ihmisen alkion kehitys

Ihmisen kehon rakenteen yksilöllisten piirteiden ymmärtämiseksi on tarpeen tutustua ihmiskehon kehitykseen synnytystä edeltävänä aikana. Jokaisella ihmisellä on yksilölliset ulkonäön ja sisäisen rakenteen piirteet, joiden olemassaolo määräytyy kahden tekijän perusteella. Ensinnäkin tämä on perinnöllisyys - vanhemmilta perityt ominaisuudet sekä ulkoisen ympäristön vaikutuksen tulos, jossa ihminen kasvaa, kehittyy, opiskelee ja työskentelee.

Yksilöllinen kehitys eli ontogeneesin kehitys tapahtuu kaikissa elämän vaiheissa - hedelmöityksestä kuolemaan. Ihmisen ontogeneesissä erotetaan kaksi jaksoa: ennen syntymää (kohdunsisäinen, prenataalinen; kreikan sanasta natos - syntynyt) ja syntymän jälkeen (kohdunulkoinen, postnataalinen). Kohdunsisäisellä kaudella, hedelmöityksestä syntymään, sikiö (alkio) sijaitsee äidin kehossa. Ensimmäisten 8 viikon aikana tapahtuvat elinten ja ruumiinosien muodostumisen pääasialliset prosessit. Tätä jaksoa kutsutaan alkionvaiheeksi, ja tulevan ihmisen organismi on alkio (alkio). Yhdeksännestä viikosta alkaen, kun ihmisen tärkeimmät ulkoiset piirteet ovat jo alkaneet näkyä, organismia kutsutaan sikiöksi, ja tätä jaksoa kutsutaan sikiökaudeksi.

Hedelmöityksen (siittiöiden ja munasolun fuusion) jälkeen, joka yleensä tapahtuu munanjohtimessa, fuusioituneet sukupuolisolut muodostavat yksisoluisen alkion - tsygootin, jolla on kaikki molempien sukupuolisolujen ominaisuudet. Tästä hetkestä lähtien uuden (tytär)organismin kehitys alkaa.

Alkionkehityksen ensimmäinen viikko

Tämä on tsygootin jakautumisjakso tytärsoluiksi. Ensimmäisten 3-4 päivän aikana tsygootti jakautuu ja samanaikaisesti liikkuu munanjohtimen läpi kohti kohtuonteloa. Tsygootin jakautumisen seurauksena muodostuu monisoluinen vesikkeli - blastula, jonka sisällä on ontelo (kreikan sanasta blastos - verso). Tämän vesikkelin seinämät koostuvat kahdentyyppisistä soluista: suurista ja pienistä. Vesikkelin - trofoblastin - seinämät muodostuvat pienten vaaleiden solujen ulkokerroksesta. Myöhemmin trofoblastisolut muodostavat alkiokalvojen ulkokerroksen. Suuremmat tummat solut (blastomeerit) muodostavat klusterin - embryoblastin (alkion kyhmy, alkiorudimentti), joka sijaitsee mediaalisesti trofoblastista. Alkio ja sen viereiset ekstraembryonaaliset rakenteet (trofoblastia lukuun ottamatta) kehittyvät tästä soluryppäästä (embryoblasti). Pieni määrä nestettä kerääntyy pintakerroksen (trofoblasti) ja alkiosolmukkeen väliin.

Ensimmäisen kehitysviikon loppuun mennessä (raskauden 6–7 päivää) alkio kiinnittyy kohdun limakalvoon. Alkion pintasolut, jotka muodostavat rakkulan – trofoblastin (kreikan trophe – ravinto, trophicus – trofinen, ravitseva), erittävät entsyymiä, joka löysentää kohdun limakalvon pintakerrosta. Jälkimmäinen on jo valmistautunut alkion kiinnittymiseen siihen. Ovulaation (munasolun irtoamisen munasarjasta) aikaan kohdun limakalvo paksuuntuu (jopa 8 mm). Siihen kasvaa kohdun rauhasia ja verisuonia. Trofoblastiin ilmestyy lukuisia kasvaimia – nukkoja – jotka lisäävät sen kosketuspintaa kohdun limakalvon kudoksiin. Trofoblastista tulee alkion ravitseva kalvo, jota kutsutaan nukkalisäkkeeksi eli suonikalvoksi. Aluksi suonikalvossa on nukkoja joka puolella, sitten nämä nukat säilyvät vain kohdun seinämää päin olevalla puolella. Tähän paikkaan kehittyy uusi elin, istukka (vauvan paikka), suonikalvosta ja sen viereisestä kohdun limakalvosta. Istukka on elin, joka yhdistää äidin kehon sikiöön ja ravitsee sitä.

Alkionkehityksen toinen viikko

Tässä vaiheessa alkion solut jakautuvat kahteen kerrokseen (kahdeksi levyksi), joista muodostuu kaksi vesikkeliä. Lapsivedellä täytetty ektoblastinen (lapsivesi) vesikkeli muodostuu trofoblastin viereisten solujen ulkokerroksesta. Endoblastinen (keltuainen) vesikkeli muodostuu alkion alkion alkiosolmukkeen sisäkerroksesta. Alkion rudimentti ("runko") sijaitsee kohdassa, jossa lapsivesivesi on kosketuksissa ruskuaisvesikkelin kanssa. Tänä aikana alkio on kaksikerroksinen kilpi, joka koostuu kahdesta alkiokerroksesta: ulommasta - ektodermista (kreikan sanasta ektos - ulkopuolella, derma - iho) ja sisemmästä - endodermista (kreikan sanasta ёntos - sisällä). Ektoderma on lapsivesikkeliä kohti ja endodermi on ruskuaisvesikkelin vieressä. Tässä vaiheessa alkion pinnat voidaan määrittää. Selkäpinta on lapsivesipussin vieressä ja vatsapinta ruskuaispussin vieressä. Amnionisen ja ruskuaispussin ympärillä oleva trofoblastiontelo on löyhästi täynnä alkion ulkopuolisten mesenkyymisolujen säikeitä. Toisen viikon loppuun mennessä alkio on vain 1,5 mm pitkä. Tänä aikana alkion kilpi paksuuntuu takaosastaan (häntäosastaan). Täällä aksiaaliset elimet (jänne, hermostoputki) alkavat kehittyä.

Alkionkehityksen kolmas viikko

Kolmikerroksisen suojan muodostumisvaihe. Alkion suojan ulomman, ektodermaalikerroksen solut siirtyvät sen takaosaan, jolloin muodostuu alkion akselin suuntaan ulottuva harjanne. Tätä solujuostetta kutsutaan primaarijuovaksi. Primaarijuovan pääosassa (etuosassa) solut kasvavat ja lisääntyvät nopeammin, jolloin muodostuu pieni kohouma - primaarisolmuke (Hensenin solmu). Primaarijuova määrittää alkion kehon eli sen oikean ja vasemman puolen kahdenvälisen symmetrian. Primaarisolmukkeen sijainti osoittaa alkion kehon kallonpuoleisen (pään puoleisen) pään.

Primaarisen juovan ja primaarisolmukkeen nopean kasvun seurauksena, joiden solut kasvavat ektodermin ja endodermin välisille sivuille, muodostuu keskimmäinen germinaalikerros, mesodermi. Kivikerrosten välissä sijaitsevia mesodermisoluja kutsutaan alkionsisäisiksi mesodermeiksi, ja sen rajojen ulkopuolelle siirtyviä soluja kutsutaan alkion ulkopuolisiksi mesodermeiksi.

Jotkut primaarisolmukkeen mesodermisoluista kasvavat erityisen aktiivisesti eteenpäin muodostaen päähaarakkeen (jännelisäkkeen). Tämä haarake tunkeutuu ulomman ja sisäisen kerroksen väliin alkion päästä häntäpäähän ja muodostaa solusäikeen - selkäjänteen (jänne). Alkion pääosa (kraniaalinen osa) kasvaa nopeammin kuin häntäosa (häntäosa), joka yhdessä primaarikyhmyn alueen kanssa näyttää vetäytyvän taaksepäin. Kolmannen viikon lopussa primaarikyhmyn eteen ulompaan alkiokerrokseen erottuu pitkittäinen aktiivisesti kasvavien solujen kaistale - hermolevy. Tämä levy taipuu pian muodostaen pitkittäisen uran - hermouran. Uran syventyessä sen reunat paksuuntuvat, lähestyvät toisiaan ja kasvavat yhteen sulkien hermouran hermoputkeksi. Myöhemmin koko hermosto kehittyy hermoputkesta. Ektodermi sulkeutuu muodostuneen hermoputken päälle ja menettää yhteyden siihen.

Samana aikana sormen kaltainen uloke, allantois, tunkeutuu alkion sisäisen (endodermaalisen) kerroksen takaosasta alkion ulkopuoliseen mesenkyymiin (ns. amnioniseen varteen), mutta sillä ei ole ihmisellä mitään erityisiä tehtäviä. Allantoisia pitkin verisuonet, napanuorat (istukka), kasvavat alkiosta amnionisen varren kautta suonikalvon nukkaan. Verisuonia sisältävä säie, joka yhdistää alkion alkion ulkopuolisiin kalvoihin (istukkaan), muodostaa vatsan varren. Näin ollen kolmannen viikon loppuun mennessä ihmisalkiolla on kolmikerroksisen suojan ulkonäkö. Ulomman alkion kerroksen alueella näkyy hermostoputki ja syvemmällä selkäjänne eli ihmisalkion aksiaaliset elimet.

Alkionkehityksen neljäs viikko

Se on ajanjakso, jolloin alkio, joka näyttää kolmikerroksiselta kilveltä, alkaa taipua poikittais- ja pituussuunnassa. Alkion kilpi muuttuu kuperaksi, ja sen reunat rajautuu amnionista syvällä uralla - vartalon poimulla. Alkion runko muuttuu litteästä kilvestä kolmiulotteiseksi, ja eksodermi peittää alkion kehon joka puolelta.

Alkion kehon sisällä oleva endodermi käpertyy putkeksi ja muodostaa tulevan suolen alkioalkeen. Kapea aukko, jonka kautta alkion suoli on yhteydessä ruskuaispussiin, muuttuu myöhemmin napanuoraksi. Endodermi muodostaa ruoansulatuskanavan ja hengitysteiden epiteelin ja rauhaset. Ektodermi muodostaa hermoston, ihon ja sen johdannaisten epidermiksen, suuontelon epiteelin, peräsuolen peräaukon ja emättimen. Mesodermista kehittyvät sisäelimet (endodermin johdannaisia lukuun ottamatta), sydän- ja verisuonijärjestelmä, tuki- ja liikuntaelimistön elimet (luut, nivelet, lihakset) ja itse iho.

Alkion (primaarinen) suoli on aluksi edestä ja takaa suljettu. Alkion kehon etu- ja takapäässä näkyvät ektodermin invaginaatiot - suuontelo (tuleva suuontelo) ja peräaukko (anaalinen). Primäärisen suolen ontelon ja suuaukon välissä on kaksikerroksinen (ektodermi ja endodermi) etukalvo (oranielukalvo), suolen ja peräaukon välissä on myös kaksikerroksinen viemärisuolen levy (kalvo). Etukalvo (oranielukalvo) murtuu neljännellä kehitysviikolla. Kolmannella kuukaudella takakalvo (anaalinen kalvo) murtuu.

Taivutuksen seurauksena alkion kehoa ympäröi lapsivesi, joka toimii suojaympäristönä ja suojaa alkiota vaurioilta, ensisijaisesti mekaanisilta (ravistelulta). Ruskuaispussi kasvaa hitaasti ja kohdunsisäisen kehityksen toisella kuukaudella näyttää pieneltä pussilta, minkä jälkeen se kutistuu kokonaan. Vatsan varsi pitenee, ohenee suhteellisen ja saa myöhemmin nimen napanuora.

Neljännen viikon aikana mesodermin erilaistuminen, joka alkoi alkionkehityksen kolmannen viikon lopussa, jatkuu. Mesodermin selkäosa, joka sijaitsee selkäjänteen sivuilla, muodostaa parittaisia ulokkeita - somiitteja. Somiitit ovat segmentoituneita eli jaettu metameerisesti sijaitseviin osiin. Siksi mesodermin selkäosaa kutsutaan segmentoiduksi. Somiittien segmentoituminen tapahtuu vähitellen edestä taaksepäin. 20. päivänä muodostuu kolmas somiittipari, 30. päivään mennessä niitä on jo 30 ja 35. päivänä - 43-44 paria. Mesodermin vatsapuoli ei ole jaettu segmentteihin, vaan sitä edustaa kummallakin puolella kaksi levyä (mesodermin segmentoimaton osa). Mediaalinen (viskeraalinen) levy on endodermin (primaarisen suolen) vieressä ja sitä kutsutaan splanchnopleuraksi, lateraalinen (ulompi) levy on alkion kehon seinämän, ektodermin, vieressä ja sitä kutsutaan somatopleuraksi. Serouskalvojen epiteelikerros (mesothelium) sekä serouskalvojen varsinainen levy ja subserouspohja kehittyvät splanchnopleurasta ja somatopleurasta. Splanchnopleuran mesenkyymi osallistuu myös kaikkien ruoansulatuskanavan kerrosten rakentamiseen lukuun ottamatta epiteeliä ja rauhasia, jotka muodostuvat endodermista. Endodermista lähtevät ruokatorven, mahalaukun, maksan ja sappiteiden rauhaset, haiman rauhaskudos, epiteelikerros ja hengityselinten rauhaset. Mesodermin segmentoimattoman osan levyjen välinen tila muuttuu alkion kehon onteloksi, joka jaetaan vatsaonteloon, pleuraonteloon ja sydänpussin onteloon.

Somiittien ja splanchnopleuran rajalla sijaitseva mesodermi muodostaa nefrotoomeja (segmenttisiä jalkoja), joista kehittyvät primaarimunuaisen tiehyet. Mesodermin selkäosasta muodostuu kolme rudimenttia – somiitit. Somiittien ventromediaalinen osa – sklerotomi – rakentaa luustokudosta, josta kehittyvät aksiaalisen luurangon – selkärangan – luut ja rustot. Sen lateraalisella puolella on myotomi, josta kehittyvät juovikkaat luustolihakset. Somiitin dorsolateraalisella puolella on dermatomi, jonka kudoksesta muodostuu ihon sidekudospohja – dermis.

Neljännellä viikolla alkion molemmille puolille pään osaan ektodermista muodostuvat sisäkorvan alkeet (ensin kuulokuopat, sitten kuulovesikkelit) ja tuleva silmän linssi, joka sijaitsee aivojen lateraalisen ulkoneman - näköhermon vesikkelin - yläpuolella. Samanaikaisesti pään viskeraaliset osat muuttuvat, ryhmittyneinä suulahden ympärille otsa- ja yläleuan haarakkeiden muodossa. Näiden haarakkeiden takana näkyvät alaleuan ja kielenalaisen (hyoidin) viskeraalisen kaaren ääriviivat.

Alkion kehon etupinnalla erottuu sydämen tuberkulli, jota seuraa maksan tuberkulli. Näiden tuberkullien välinen painauma osoittaa poikittaisen väliseinän muodostumispaikan - yhden pallean alkeista.

Maksakyhmyn takana on vatsanpuoleinen varsi, joka sisältää suuria verisuonia ja yhdistää alkion istukkaan (napanuoraan).

Alkionkehityksen viidennestä kahdeksanteen viikkoon kestävä ajanjakso

Elinten (organogeneesi) ja kudosten (histogeneesi) kehityskausi. Tämä on sydämen ja keuhkojen varhaisen kehityksen, suolistoputken rakenteen monimutkaistumisen, viskeraalisten ja haarautuneiden kaarien muodostumisen sekä aistinelinten kapseleiden muodostumisen ajanjakso. Hermostoputki on täysin sulkeutunut ja laajenee pään osassa (tulevat aivot). Noin 31–32 päivän iässä (5. viikko, alkion pituus on 7,5 cm) käsivarsien evän kaltaiset alkeisosat ilmestyvät kehon alemman kaularangan ja ensimmäisen rintarangan segmentin tasolle. 40. päivään mennessä jalkojen alkeisosat ovat muodostuneet (alaselän ja ylemmän ristiluun segmentin tasolle).

Kuudennella viikolla ulkokorvan alkeet ovat havaittavissa, ja kuudennen ja seitsemännen viikon lopusta lähtien sormet ja sitten varpaat.

Seitsemännen viikon loppuun mennessä silmäluomet alkavat muodostua. Tämän ansiosta silmät hahmottuvat selkeämmin. Kahdeksannella viikolla alkion elinten muodostuminen on valmis. Yhdeksännestä viikosta eli kolmannen kuukauden alusta alkaen alkio saa ihmisen ulkonäön ja sitä kutsutaan sikiöksi.

Alkion kehitysjakso 3–9 kuukautta

Kolmannesta kuukaudesta alkaen ja koko sikiökauden ajan tapahtuu muodostuneiden elinten ja ruumiinosien kasvua ja jatkokehitystä. Samanaikaisesti alkaa ulkoisten sukupuolielinten erilaistuminen. Kynnet asetetaan. Viidennen kuukauden lopusta lähtien kulmakarvat ja ripset tulevat havaittaviksi. Seitsemännen kuukauden aikana silmäluomet avautuvat ja rasvaa alkaa kertyä ihonalaiskudokseen. Yhdeksännen kuukauden aikana sikiö syntyy. Yksittäisten elinten ja elinjärjestelmien kehityksen ikään liittyviä piirteitä kuvataan oppikirjan asiaankuuluvissa osioissa.