Особенности репродукции человека. Этапы оплодотворения.

Способность к репродукции возможна после полового созревания. Признаком наступления полового созревания у человека есть первые поллюции (произвольное выделение сперматозоидов) у мальчиков и первые менструации у девочек. Способность к репродукции сохраняется у женщин до 40-45 лет (в некоторых случаях - дольше), у мужчин - до пожилого возраста, даже на протяжении всей жизни.

Продукция гамет у представителей обоих полов разная: зрелый семенник непрерывно продуцирует много сперматозоидов; половозрелый яичник периодически (в среднем один раз каждые 28 дней) выделяет зрелую яйцеклетку, которая созревает с тех овоцитов, что закладываются на ранних этапах онтогенеза. Значение того, что овоциты закладываются еще до рождения, заключается в том, что потомство, которое появляется под конец репродуктивного периода, развивается с овоцитов, в которых за длительный период жизни женщины могли возникнуть генетические дефекты.

У человека, как и у других организмов, для которых характерно внутреннее оплодотворение, мужские половые клетки при половом акте вводятся в половые органы женщины. Во время выброса семенной жидкости (эякуляция) у мужчины выделяется около 350 млн сперматозоидов, но только один из них оплодотворяет яйцеклетку. Встреча женских и мужских гамет происходит в верхних отделах труб матки. Потребность в огромном количестве сперматозоижлв объясняется случайным, ненаправленным их движением, малой продолжительностью жизни, массовой гибелью при передвижении по женским половых путях. Вследствие этого верхних отделов труб матки достигает лишь около 100 сперматозоидов. Передвижение их осуществляется благодаря собственной подвижности, а также вследствие сокращения мышц стенок полового тракта и направленного движения ресничек слизистой оболочки труб матки. Сперматозоиды в женских половых путях сохраняют способность к оплодотворению в течение 1-2 суток, яйцеклетки - в течение суток после овуляции.

Оплодотворение - процесс слияния мужской и женской гамет, приводящее к образованию зиготы. При оплодотворении взаимодействуют мужская и женская гаплоидные гаметы, при этом сливаются их ядра (пронуклеусы), объединяются хромосомы, и возникает первая диплоидная клетка нового организма - зигота. Начало оплодотворения - момент слияния мембран сперматозоида и яйцеклетки, окончание оплодотворения - момент объединения материала мужского и женского пронуклеусов.

Оплодотворение происходит в дистальном отделе маточной трубы и проходит 3 стадии.

I стадия - дистантное взаимодействие, включает в себя 3 механизма:

• хемотаксис - направленное движение сперматозидов навстречу к яйцеклетке (гинигамоны 1,2);
• реотаксис - движение сперматозоидов в половых путях против тока жидкости;
• капацитация - усиление двигательной активности сперматозоидов, под воздействием факторов женского организма (рН, слизь и другие).

II стадия - контактное взаимодействие, за 1,5-2 ч сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают ее и приводят к вращательным движениям, со скоростью 4 оборота в минуту. Одновременно из акросомы сперматозоидов выделяются сперматозилины, которые разрыхляют оболочки яйцеклетки. В том месте, где оболочка яйцеклетки истончается максимально, происходит оплодотворение, оволемма выпячивается и головка сперматозоида проникает в цитоплазму яйцеклетки, занося с собой центриоли, но оставляя снаружи хвостик.

III стадия - проникновение, самый активный сперматозоид проникает головкой в яйцеклетку, сразу после этого в цитоплазме яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, которая препятствует полиспермии. Затем происходит слияние мужского и женского пронуклеусов, этот процесс носит название синкарион. Этот процесс (сингамия) и есть собственно оплодотворение, появляется диплоидная зигота (новый организм, пока одноклеточный).

18. Характеристика отногенеза и его периодов. Этапы эмбрионального развития.

Онтогенез – полный цикл индивидуального развития каждой особи, в сонове которого лежит реализация наследственной информации на всех стадиях существования в определенных условиях внешней среды; он начинается образованием зиготы и заканчивается смертью. В онтогенезе различают 2 периода: эмбриональный и постэмбриональный.

С общебиологической точки зрения, важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления полового размножения. Если соотнести различные временные отрезки онтогенеза со способностью особи осуществлять функцию размножения, то его можно разделить на три периода: дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный.

В дорепродуктивном периоде особь не способна к размножению. Основное содержание его заключается в развитии зрелого в половом отношении фенотипа. В этом периоде происходят наиболее выраженные структурные и функциональные преобразования, реализуется основная часть наследственной информации, организм обладает высокой чувствительностью ко всевозможным воздействиям.

В репродуктивном периоде особь осуществляет функцию полового размножения, отличается наиболее стабильным функционированием органов и систем, а также относительной устойчивостью к воздействиям.

Пострепродуктивный период связан со старением организма и характеризуется ослаблением или полным прекращением участия в размножении. Снижаются приспособительные возможности и устойчивость к разнообразным воздействиям. Применительно к онтогенезу человека названные периоды дополнительно характеризуются специфическими социальными моментами (образование, трудоспособность, творчество). Для каждого из указанных периодов характерны свои особенности заболеваемости.

Эмбриональное развитие начинается с образования зиготы и заканчивается рождением у организмов с внутриутробным развитием, а у организмов с личиночными типом развития – выходом из яйцевых оболочек.

В эмбриональном развитии различают стадии:

1.дробление зиготы;

2.образование бластулы;

3.гаструляция (образование зародышевых листков);

4.гистогенез и органогенез.

Дробление – это ряд последовательных митотических делений зиготы и далее бластомеров, заканчивающихся образованием многоклеточного зародыша – бластулы. Образующиеся при дроблении клетки называются бластомерами. Дробление имеет ряд особенностей: митотический цикл характеризуется малой продолжительностью, в интерфазе очень короткие пре- и постсинтетический периоды, синтез белка до определенной стадии репрессирован. Поскольку роста зародышевых клеток нет, то бластомеры уменьшаются в размерах, объем зародыша на ранних стадиях развития не меняется.

В зависимости от количества и расположения желтка в яйцеклетке различают следующте типы дробления:

 

Полное (голобластическое) Неполное (меробластическое)

 

Равномерное Неравномерное Дискоидальное Поверхностное

(синхронное) (асинхронное)

Полное дробление характеризуется тем, что зигота полностью делится на бластомеры; неполное дробление - делится не вся зигота, а только орпед ее часть. Полное равномерное дробление характерно для организмов с изолецитальными яйцеклетками(напр.ланцетник); полное неравномерное – для организмов с телолецитальными яйцеклетками(напр.лягушка). У птиц и пресмыкающихся цитоплазма сконцентрирована на одном из полюсов яйцеклетки в виде зародышевого диска, который и дробится (меробластическоедискоидальное дробление). У насекомых большая масса желтка расположена внутри зиготы, поэтому у них в результате дробления образуется поверхностный слой бластомеров, окружающих желток (меробластическое поверхностное дробление).

Дробление зиготы завершается формированием многоклеточной структуры – бластулы. Бластула имеет вид полого образования различной формы, представляющего собой бластодерму, состоящую из одного слоя клеток, и полость – бластоцель.

В зависимости от дробления различают следующие типы бластул:

1.Целобластула – бластула с однослойной стенкой(бластодермой) и обширным бластоцелем(напр. Ланцетник)

2.стерробластула – бластула с однослойной стенкой и очень маленьким центрально расположенным бластоцелем (напр.моллюски)

3.амфибластула – дно бластулы занимаем все вегетативное полушарие, а бластоцель смещается в анимальную половину(напр.лягушка)

4.дискобластула - диск бластомеров выгибается над желтком и между ними возникает полость – бластоцель(напр.птицы);

5.перибластула – бластоцель заполнена желтком (напр.членистоногие)

После образования бластулы начинается процесс гаструляции. Сущность гаструляции заключается в том, что однослойный зародыш – бластула – превращается в многослойный. В результате гаструляции формируются зародышевые листки: эктодерма – наружный листок; энтодерма – внутренний; мезодерма – средний.

Выделяют 4 типа гаструляции:

1.Инвагинация(впячивание) характеризуется тем, что внутрь бластоцеля впячивается целый участок клеточного пласта не утратившего эпителиальной структуры. Образуется двухслойный мешок, наружной стенкой которого является первичная эктодерма, а внутренней – первичная энтодерма. Инвагинация характерна для кишечнополостных, иглокожих, ланцетника.

2.Эпиболия(обрастание) наблюдается у некоторых животных с резко выраженным телолецитальным строением яиц. Делящиеся бластомеры с большим содержанием желтка не обнаруживают способности к каким либо перемещениям, поэтому они обрастают быстро делящимися мелкими клетками. Напр., так происходит гаструляция у земноводных.

3.Иммиграция(выселение клеток) сводится к тому, что отдельные клетки, высвободившиеся из стенки бластулы, выселяются в полость бластоцеля и из них формируется затем энтодерма. Такой тип гаструляции наблюдается у гидроидного полипа.

4.Деламинация(расслоение) характеризуется тем, что один слой клеток расщепляется на 2 слоя, образуя эктодерму и энтодерму. Наблюд. у пресмыкающихся, птиц.

Развитие двух зародышевых листков характерно для губок и кишечнополостных. Однако для большинства многоклеточных органимзов в период гаструляции свойственно развитие третьего зародышевого листка – мезодермы. Различают 2 принципиально отличных типа закладки мезодермы:

1.Телобластический характеризуется тем, что на границе между эктодермой и энтодермой к концу гаструляции появляются особые клетки – телобласты, которые путем последовательных делений образуют мезодермальный слой. Свойственен первичноротым.

2.Энтероцельный характеризуется тем, что клетки, формирующие мезодерму, появляются в виде карманоподобных выступов первчиного кишечника. Такой тип закладки наблюдается у вторичноротых.

Гаструляция является необходимым этапом для последующих стадий развития, в результате которых формируются ткани и органы(гистогенез и органогенез). Из эктодермы образуются: эпидермис кожи, ногти, волосы, сальные и потовые железы, нервная система (головной и спинной мозг, ганглии, нервы), рецепторные клетки органов чувств, хрусталик глаза, эпителий рта, носовой полости, зубная эмаль. Из энтодермы формируется эпителий пищевода, кишечника, желудка, трахей, бронхов и легких, печень, поджелудочная, щитовидная, паращитовидная, зобная железы. Из мезодермы развивается гладкая мускулатура, скелетные и сердечная мышцы, дерма, кости и хрящи, дентин зубов, кровь и кровеносные сосуды, почки, семенники и яичники. Органогенез заканчивается к концу эмбрионального периода.

19. Постэмбриональный развитие человека и его периоды

Постэмбриональный постнатальный) период развития человека, иначе называемый постнатальный также подразделяется на три периода:
Ювенильный (до полового созревания);
Зрелый (взрослые, половозрелое состояние);
Период старости, заканчивающейся смертью.

Иначе можно сказать, что для человека также можно выделить дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный периоды постэмбрионального развития. Следует учитывать, что любая схема является условной, так как действительное состояние двух людей одного возраста может значительно отличаться. Поэтому введено понятие хронологического (календарного) и биологического возраста. Биологический возраст определяется совокупностью обменных, структурных, функциональных особенностей организма, включая его приспособительные возможности. Он может не соответствовать календарному.