Ембріональна індукція. Морфогенез.

Важливу роль у розвитку організмів у зародкову періоді відіграє ембріональна індукція, яка проявляється у взаємному впливові однієї з частин зародка на інші та визначає шляхи їх розвитку.

Основоположником ембріології став наприкінці ХІХ століття німецький зоолог В Ру. Він спробував з’ясувати, на який стадії розвитку зародка визначається доля його частин. Чи може кожен із двох перших еластомерів розвинутись у цілий організм?

Він рівно вав один з двох бластомерів жаби розпеченою голкою.

Із незруйнованого (цілого) бластом ера розвинувся неповноцінний зародок. Пізніше інші науковці провели експеримент інакше. Вони забирали ушкоджений бластомер від цілого і тоді спостерігали, як з останнього розвивався повноцінний зародок. Учень В. Ру – Г. Дріш показав: якщо яйця морського їжака помістити в морську воду, позбавлену кальцію, то у зиготі, що почала ділитися, бластомери розпадаються і потім кожен з них, за сприятливих умов, здатен сформувати повноцінний зародок.

Таке явище, коли ізольований бластомер може розвинутися в повноцінний організм, отримало назву тотіпатентність (рівноспадковість), а такі бластомери назвали тотіпатентними. Встановлено, що у тритона тотіпатентніст зберегається на стадії 16 бластомерів, у кроля – до стадіїї 4 бластомерів, у людини – до 2,3,4 і навіть до 7, про що свідчать народження монозиготних близнюків.

Після утворення бластули зародкові клітини втрачають тотіпатентність. Починається диференціація, тобто формування різноманітних структур і частин тіла.

Явище взаємодії частин зародка науково підтвердив і експериментально довів на прикладі формування ока німецький ембріолог Г. Шпеман, створивши теорію організаційних центрів. С утність теорії полягає в наступному: певні ділянки тіла зародка – організаційні центри – мають індукований вплив організаторами – індукторами на інші його частини. Найбільш ранньою закладкою ока є ділянка тканини проміжного мозку – очний міхур, який росте у напрямку шкірної ектодерми. У місці найбільшого зближення формується кришталик. Якщо закладку очного міхура пересадити під шкіру в іншому місці голови або тулуба, то як наслідок – почне формуватися кришталик. Індукція відбувається тільки тоді, коли клітини органа здатні сприймати вплив.

Морфогенез – це процес виникнення нових структур, які здатні зазнавати морфологічних змін в процесі онтогенезу. Морфогенез на рівні клітин розпочинається з гаструляції. На формування частин зародка мають неабиякий вплив фізичні та хімічні чинники. Диференціюванню тканин і утворенню органів передує також синтез гормонів і білків, які властиві для даних морфологічних структур.

Одним із центральних питань медичної біології є генетичний контроль розвитку, однак його механізми ще не повністю з’ясовані. Для того, щоб вивчити генетику індивідуального розвитку, вчені широко використовують метод експериментальної мутації. Виявивши мутації, які змінюють онтогенез, дослідник порівнює фенотип мутантних особин з нормальними. Це дозволяє зрозуміти, як даний ген впливає на нормальний розвиток.

Провізорні органі.

По зародкові органі, що функціонують тимчасово і через які здійснюються зв’язок зародка з середовищем, називаються провізорними.

Для тварин з не личинковим типом розвитку, яйця яких багатожовткові, характерний такий провізорний орган, як жовтковий мішок. Тау, у риб він утворюється з клітин трьох зародкових листків, у плазунів і птахів – з енто- та мезодерми, у ссавців з по зародкової частини спланхоплеври (мезодерми).стінки жовткового мішка пронизані кровоносними сосудами, які утворюють поверхню капілярну сітку. Клітини жовткового мішка виділяють ферменти для розщеплення поживних речовин жовтка. Вони проникають у капіляри, а далі в організм зародка. У жовтковому мішку, першому кровотворному органі, розмножуються клітини крові. У ссавців редукований жовтковий мішок входить до складу плаценти.

У типових наземних тварин зародки розвиваються у спеціальних оболонках. Такою оболонкою є амніон, який здійснює функції обміну і захисту зародка від висихання і механічних впливів. Під оболонкою є амніотична рідина – це водний розчин, що містить мінеральні солі, гормони, сечовину. В акушерстві амніотичну рідину називають водами, які відходять перед пологами.

Хребетних, у яких наявний амніон (плазуни, птахи, ссавці), об’єднують у групу амніонів. Хребетних, у яких відсутній амніон, відносять до групи анамній.

У плазунів і птахів також зародковими оболонками є алантоїс і серозна оболонка. Алантоїс утворюється як мішкоподібний виріст задньої кишки зародка і виконує функції ембріональних органів дихання, виділення і живлення. Густа сітка кровоносних судин алантоїса забезпечує газообмін зародка та його зв’язок з організмом матері.

Функції зовнішньої зародкової оболонки виконує хоріон з численними виростами і ворсинками, які вростають у слизову оболонку матки. Місце найбільшого галуження ворсинок хоріона і найтіснішого контакту зі слизовою оболонкою матки називають дитячим місцем, або плацентою. Зв’язок зародка з плацентою здійснює пупковий канатик, через який проходять кровоносні судини. Капіляри тіла зародка галузяться у ворсинках хоріона. Так встановлюється плацентарний кровообіг. Кров матері ніколи не змішується з кров’ю плода; обмін речовин відбувається дифузне. Через плаценту плід отримує поживні речовини, кисень, виділяє продукти життєдіяльності. Епітеліальні клітини хоріона і стінок кровоносних судин утворюють бар’єр, який перешкоджає проникненню мікроорганізмів і шкідливих речовин, чужорідних білків, антитіл. Порушення планетарного бар’єра веде до патологічного розвитку. Проте при резус-конфлікті материнські антитіла можуть проникати у кров’яне русло плода.