Исследования по цитогенетике эмбрионального развития человека, а также грамотное применение всего комплекса методов, связанных с пренатальной диагностикой хромосомных болезней (получение материала, цитогенетический анализ, молекулярно-цитогенетические исследования и пр.), предусматривают достаточную компетентность ученого и врача-генетика в вопросах антенатального развития человека. Такая информация особенно существенна для понимания тех этапов онтогенеза, когда происходят нарушения кариотипа, реализующиеся во время развития плода и в постнатальном периоде. Она, несомненно, важна и для понимания патогенетических механизмов возникновения хромосомных аномалий и врожденных пороков развития, выявляемых у развивающегося зародыша.
Общая продолжительность внутриутробного развития человека составляет в среднем около 280 дней и равна примерно 1 % его средней продолжительности жизни. Существует несколько различных классификаций периодов антенатального развития человека [26, 56, 80, 383, 694]. Согласно ставшей классической классификации Института Карнеги (США), основанной на уникальной коллекции зародышей человека разных стадий, эмбриогенез человека подразделяют на стадии, которые обозначают по имени автора коллекции как «горизонты Стритера» [75, 159]. Эти горизонты, основанные на гистологическом описании уникальных находок, до имплантации обозначают арабскими, а после имплантации — римскими цифрами. Всего выделяют 23 горизонта [524]. При этом первые 8 горизонтов (с 1-го по 20-й д. р.)
соответствуют периоду бластогенеза (преэмбриональный период развития), остальные 15 горизонтов (IX-XXII — c 20-го по 60-й д. р.) — периоду раннего органогенеза (эмбриональный период). Горизонты Стритера не распространяются на фетальный (60-180 д. р. — стадия XXIII) и перинатальный периоды (180-280 д. р.). Данная классификация основана на исследовании зародышей при достаточно точной регистрации срока зачатия. Естественно, что эти периоды отличаются от таковых при стандартной регистрации сроков беременности, принятой в акушерстве (плюс две недели от первого дня последних месячных). Соответственно, преэмбриональный период согласно классификации Карнеги должен примерно соответствовать первым четырем неделям беременности (1-4 н. б.), эмбриональный — 5-9 н.б., плодный — 9-40 н.б.
В практическом акушерстве используется более упрощенный вариант классификации, согласно которому I триместр беременности (до 13-й н. б.) соответствует эмбриональному периоду развития, II и III — фетальному (плодному) периоду. В последнем нередко принято выделять еще и перинатальный период — с 28-й н. б. до 7-го дня периода новорожденности [1].
С учетом целей и задач монографии в данной главе мы выделяем следующие этапы (периоды):
- проэмбриональный (гаметогенез + оплодотворение);
- преэмбриональный период (первые 20 д. р.);
- собственно эмбриональный, или период раннего органогенеза (с 21-го по 60-й д. р.);
- плодный период (после 60-го д. р. до конца беременности).
С учетом поправки на срок беременности, принятой в акушерстве (см. выше), рассматриваемые периоды приблизительно соответствуют:
- преэмбриональный — 1-4 н. б.;
- период раннего (активного) органогенеза — 5-12 н. б. включительно;
- плодный — с 13-й по 40-ю н. б.
Основные морфологические характеристики зародышей человека с 1-й по 23-ю стадии развития по классификации Карнеги от оплодотворения до плодного периода приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Основные морфологические характеристики зародыша человека — с 1й по 23-ю стадии развития по классификации Карнеги [383, 524] (преэмбриональный период — стадии 1—8; эмбриональный период — стадии IX—XXII, ранний фетальный период — стадия XXIII)
Стадия по Карнеги |
Возраст зародыша, дни |
Менструальный возраст + 2 недели |
КТР, мм |
Морфологические особенности |
Преэмбриональный период |
||||
i |
0-2 |
20 |
0,2 |
Оплодотворение, зигота |
2 |
2-4 |
2+2-2+3 |
0,2 |
От 2 до 16 бластомеров |
3 |
4-5 |
3-3-3-2 |
0,2 |
Стадия компактизации, ранняя бластоциста, образование трофобласта и внутренней клеточной массы (ВКМ) |
4 |
5-6 |
3-2-3-1 |
0,2 |
Освобождение от блестящей оболочки («хэтчинг»), начало имплантации |
5 |
6-7 |
3°-4'2 |
0,2 |
Деламинация внутренней клеточной массы (ВКМ) бластоцисты с образованием эктодермы и энтодермы (1-я фаза гаструляции); первичный желточный мешок (ЖМ); разрастание трофоблас- та, начало образования ворсин |
6 |
7-15 |
4-1-4+1 |
0,2 0,4 |
Вторичный ЖМ, эмбриональный диск грушевидной формы, 2-я фаза гастру- ляции, первичная полоска, кровяные островки в стенке ЖМ |
7 |
16-18 |
4+1 4+з |
0,4 |
Формирование трех зародышевых листков, появление хорды |
8 |
18-20 |
4+3-5-2 |
1,0 1,5 |
Формирование нервной пластинки, нервного желобка, образование первичных сосудов |
Эмбриональный период |
||||
IX |
20-21 |
5-2-50 |
1,5 2,5 |
Первые сомиты, вторичные ворсинки, начало формирования сердца, появление предпочки |
X |
21-22 |
5+1-5+2 |
2,0 3,5 |
4-12 сомитов, нервные валики начинают смыкаться в средней части, появляются 2 пары жаберных дуг, зачатки глаз, слуховые плакоды |
Х! |
22-26 |
5+2-6-2 |
2,5 4,5 |
13-20 сомитов, нейропоры открыты, 3-4 пары жаберных дуг, эмбрион приобретает С-образную форму, сердечная трубка S-образная, ритмично сокращается |
Таблица 1.1 (продолжение)
XII |
26-30 |
6-2-6+2 |
3,0 5,0 |
21-29 сомитов, определяются почки верхних конечностей, закрывается задний нейропор; закладываются печень, поджелудочная железа, пищевод, трахея, легкие, клапаны и перегородка сердца, начинается развитие мышц, костей |
XIII |
28-32 |
60-7-3 |
4,0 6,0 |
30-40 сомитов, появляются почки нижних конечностей, удлиняются и дифференцируются почки верхних конечностей, формируются слуховые пузырьки, передний, средний и задний мозг, аортальные дуги |
XIV |
31-35 |
6+3-7° |
5,0 7,0 |
Верхняя конечность разделяется на плечо и предплечье, определяется зачаток кисти, видны мандибулярные и гиоидные дуги, ротовая ямка, сердце 4-камерное, формируются зачатки легких, закладка третичной (постоянной) почки, мочевого пузыря |
XV |
35-38 |
70-7+3 |
7,0 10,0 |
Размеры мозга увеличиваются на 1/3, передний нейропор закрыт, видны 4 пары жаберных дуг, определяются мандибулярные и максилярные дуги, носовые ямки, формируются стопы, гонады заселяются первичными половыми клетками (ППК) |
XVI |
37-42 |
7+2-8° |
8,0 12,0 |
Пигментация глаз, начало оссификации костей, закладываются зубная пластинка и зачатки зубов, дифференцированы основные части конечностей |
XVII |
42-44 |
8°-8+2 |
11,0 14,0 |
Определяются закладки пальцев верх- нихконечностей,формируетсядиафраг- ма, появляется половой бугорок, почки начинают вырабатывать мочу |
XVIII |
44-47 |
00 + г чо |
13,0 17,0 |
Определяются бедро, голень, пальцы нижних конечностей, срастаются веки, появляются соски |
XIX |
47-51 |
40 г 40 + |
16,0 18,0 |
Туловище удлиняется и несколько выпрямляется; определяются полушария мозга, ушные раковины расположены низко, глаза в боковых частях головы, развивается задний мозг |
XX |
51-53 |
40 Г о |
18,0 22,0 |
Верхние конечности удлинены, согнуты в локтях, определяются коленные и голеностопные суставы, различаются пальцы стоп |
Таблица 1.1 (окончание)
XXI |
52-56 |
О Г О |
22,0 24,0 |
Поздняя эмбриональная стадия, конечности хорошо дифференцированы, пальцы рук сжимаются, завершается формирование межпредсердной перегородки |
XXII |
56-60 |
о г о |
23,0 28,0 |
Глаза открыты, появляются первые извилины мозга, возникают непроизвольные движения, возможно распознавание пола по гонадам, кишка из пупочного канатика втягивается в брюшную полость |
Ранний фетальный период |
||||
XXIII |
60-70 |
100-12+3 |
27-45 |
Масса тела (МТ) около 10 г. Глаза закрыты веками, сформирована верхняя губа, формируется твердое небо, исчезает естественная пупочная грыжа, появляются очаги окостенения в длинных трубчатых костях, конечности хорошо сформированы, пальцы разделены |
70-77 |
50,0 70,0 |
МТ около 20-40 г. Увеличивается масса мозга, голова наклонена вперед, гениталии дифференцированы по половому признаку, объем амниотической жидкости около 50 мл |
||
77-90 |
70,0 90,0 |
МТ 45-60 г. Плод начинает двигаться, хорошо прослушивается сердцебиение, развиваются зубы, растут волосы, дифференцируются бронхи |