Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Оплодотворение и развитие
Оплодотворение - сложный процесс, приводящий к слиянию яйцеклетки и сперматозоида, объединению их ядер, образованию диплоидной зиготы, из которой впоследствии будет развиваться новый организм. Генетическое значение процесса оплодотворения состоит в объединении гаплоидных наборов хромосом отцовских и материнских гамет, отличающихся высокой степенью генетического разнообразия.
Несмотря на количественное постоянство хромосомного набора, это обеспечивает генетическое разнообразие особей. В результате процесса оплодотворения восстанавливается диплоидность зиготы, что само по себе является толчком к последующим делениям митозом. У человека, как и у других млекопитающих, процесс оплодотворения, который начинается с проникновения сперматозоида в ооцит второго порядка, запускает механизм созревания яйцеклетки. В ооците второго порядка второе мейотическое деление останавливается на стадии метафазы. Завершение развития яйцеклетки наблюдается только после оплодотворения. Оплодотворение состоит из трех последовательных этапов. Первый этап характеризуется сближением сперматозоида и яйцеклетки до их контакта. Второй этап начинается с момента прикрепления сперматозоида к поверхности яйцеклетки и осуществления контактных взаимодействий между ними. Третий период начинается после проникновения сперматозоида в яйцеклетку и завершается объединением их ядер. Оплодотворение происходит в верхних концах фаллопиевых труб. Сперматозоиды сохраняют жизнеспособность в женских половых путях в течение 1-3 суток, но остаются высокофертильными лишь 12-24 часа. Сперматозоид способен оплодотворить ооцит только после того, как он проведет в половых путях несколько часов. Спермии скапливаются вокруг ооцита второго порядка. В головке одного из спермиев происходит очень быстрая акросомальная реакция. Она состоит в том, что разрываются мембраны головки спермия и ферменты акросомы, особой клеточной структуры сперматозоида, «переваривают» клеточные слои, окружающие ооцит. Затем спермйй проникает внутрь ооцита. У человека сперматозоид входит в ооцит целиком. Время акросомной реакции не превышает 20 секунд. После проникновения в яйцеклетку одного из спермиев разрываются многочисленные вакуоли, расположенные под мембраной яйцеклетки, и из них освобождается вещество, под действием которого zona pellucida утолщается и образует непроницаемую преграду поверх яйцеклетки — оболочку оплодотворения. Она препятствует проникновению в ооцит других спермиев. У человека проникновение сперматозоида в ооцит является сигналом для завершения второго мейотического деления, которое приводит к образованию гаплоидной яйцеклетки и сопутствующих клеток (полярных телец), которые дегенерируют. В это же время-в цитоплазме ооцита рассасывается хвост сперматозоида. Следующий этап процесса оплодотворения связан с объединением генетического материала яйцеклетки и сперматозоида в одно диплоидное ядро. Высококондеисированное ядро сперматозоида начинает набухать, хроматин разрыхляется, и ядро превращается в структуру, называемую мужским пронуклеусом. Аналогичные изменения происходят в женском ядре, что приводит к образованию женского про-нуклеуса. В процессе формирования пронуклеусов происходит синтез ДНК и в мужском, и вженском ядре (In 2C). В результате каждая хромосома удваивается и состоит уже из двух сестринских хроматид. После того, как репликация ДНК закончена, пронуклеусы перемещаются к центру яйцеклетки и их мембраны разрушаются. Отцовские и материнские хромосомы, каждая из которых имеет две хроматиды, прикрепляются к нитям сформировавшегося веретена деления. Затем хромосомы выстраиваются по экватору веретена. В это время наблюдается картина, характерная для метафазы митоза. Объединение отцовских и материнских хромосом в общем митозе переводит оплодотворенную яйцеклетку в качественно новое состояние — зиготу» Зигота проходит стадии анафазы и телофазы и завершает свое первое митотическое деление. Образуются две дочерние диплоидные клетки - бластомеры. Генетический материал бластомеров представляет собой совокупность хромосом отца и матери. В каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома отцовская, а другая материнская. Процесс индивидуального развития начинается с момента оплодотворения. Зигота делится митотически, затем проходят этапы пренатального развития: бластула, гаструла, нейруляция, имплантация в стенку матки, закладка и формирование органов и систем органов, рост плода. Пренатальный период сменяется перинатальным, который начинается с 28-й недели беременности, включает роды и заканчивается через 7 дней после родов. После этого начинается постнатальный период, включающий в себя всю жизнь человека от рождения до смерти. Процесс индивидуального развития имеет ряд критических периодов, когда организм наиболее уязвим к различным факторам окружающей среды. Нормальное развитие особи в течение эмбриогенеза сопряжено с активным делением клеток, морфогенетическим движением зародышевых листков, с процессами дифференцировки и органогенеза. Тератогенные факторы могут изменять способность клеток к размножению и перемещению из одного места в другое, нарушать процесс приобретения клетками определенной специализации и в конечном итоге вызвать развитие уродств. К основным механизмам развития пороков на тканевом уровне относятся: гибель отдельных клеточных масс, замедление распада и рассасывания отмирающих клеток, нарушение взаимодействия тканей между собой. В результате тот или иной орган йедоразвивается или развивается неправильно. Например, если смещается устье аорты, то развивается врожденный порок сердца. На ранних стадиях эмбриогенеза выделяют так называемые критические периоды, во время которых развивающийся орган-особо чувствителен к факторам Окружающей среды. Если женщина заболеет краснухой между 3-й И 9-й неделями беременности, то возникает риск развития у плода таких пороков, как порок сердца, катаракта, глухота. В другие сроки краснуха не вызывает пороков развития плода. Сходное действие предполагается у других вирусных инфекций (гриппа, оспы, паротита). Поскольку тератогенные факторы не нарушают генетических структур, такие пороки развития не наследуются, т. е. риск повторного рождения ребенка с аналогичным пороком предельно мал. К препаратам, способным вызвать образование врожденных пороков развития, относятся транквилизаторы, противосудорожные, гормональные и противоопухолевые средства. Стероидные гормоны, входящие в состав многих контрацептивов, которые женщины могут принимать, не зная о наличии беременности, относятся к числу факторов риска развития врожденных пороков. Широко применяемые в промышленности и сельском хозяйстве бензол, фенолы, хлоропрен, формальдегид, ядохимикаты, а также свинец и пары ртути обладают токсическим действием. Их воздействие может вызвать самопроизвольный аборт, внутриутробную смерть плода или рождение ослабленного ребенка.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-31; Просмотров: 159; Нарушение авторского права страницы