В результате гаструляции сформировались зародышевые листки, части которых, влияя друг на друга, индуцируют образование новых структур. Пример подобного влияния — первичная эмбриональная индукция; её результат — развитие из дорсальной эктодермы нервной системы (ткани). Нейруляция — процесс закладки нервной системы и осевых структур. Она начинается с 16 суток развития (первые признаки формирования нервной пластинки) и в основном завершается к 22-23 суткам. Почти одновременно из мезодермы формируются сомиты и нефротом.
А.              Стадии нейруляции (рис. 3-9).
  1. Индукция нервной пластинки.
  2. Приподнимание краёв нервной пластинки и образование нервного желобка.
  3. Появление нервных валиков.
  4. Формирование нервного гребня и начало выселения из него клеток.
  5. Слияние нервных валиков — образование нервной трубки.
  6. Смыкание эктодермы над нервной трубкой.

Б. Первичная эмбриональная индукция. Нейральная, или первичная эмбриональная индукция — образование нервной пластинки из дорсальной эктодермы. Этот процесс определяет организатор — хордомезодерма. В ходе первичной эмбриональной индукции детерминируется судьба клеток, дающих начало нервной системе. Природа индуктора и механизм индукционного взаимодействия между хордомезодермой и дорсальной эктодермой неясны.
  1. Нейрализующий фактор. Возможно, клетки хордомезодермы выделяют химический фактор, вызывающий индукцию. Это гипотетическое вещество называют нейрализующим фактором. В этом случае отношения между хордомезодермой и дорсальной эктодермой уместно рассматривать в рамках концепции «сигнал -gt; мишень» (см. главу 2 I В 2).
  2. Внутренний фактор. С другой стороны, получены данные о роли программы самих эктодермальных клеток в образовании зачатка нервной системы. Так, на ранних эмбрионах шпорцевой


    3. Рис. 3-8. Происхождение зародышевых листков [из Luckett WR (1978)]



лягушки показано, что ещё до вступления в контакт с мезодермой эктодермальные клетки уже предрасположены к дифференцировке в нервную ткань.
  1. Гомеобокс. Начало дифференцировки клеток развивающейся нервной пластинки контролируют гены, содержащие гомеобокс [I В 2 а (1)1. При совместном культивировании эктодермальных клеток до начала их дифференцировки с мезодермальными клетками установлено, что эктодермальные клетки из спинной части зародыша более чувствительны к индукции и чаще экспрессируют гомеобокс. Это может означать, что ещё до гаструляции клетки дорсальной эктодермы [пре]детерминированы для превращения в нервную ткань.
  2. Щелевые контакты и образование нервной пластинки. В формировании нервной пластинки, а также в её дальнейшей дифференцировке важную роль играют информационные взаимодействия между клетками через щелевые контакты. Так, обработка зародышей AT к белкам щелевых контактов предотвращает формирование нервной пластинки.

В.              Нервная пластинка — утолщённая часть дорсальной эктодермы, возникшая в результате первичной эмбриональной индукции, происходящей по краниокаудальному градиенту.
При нейруляции большое значение имеет изменение формы клеток дорсальной эктодермы:

при формировании нервной пластинки происходит удлинение клеток. При этом микротрубочки в них ориентируются параллельно дорсовентральной оси. Призматические клетки только что сформированной нервной пластинки расположены на базальной мембране, содержащей фибронектин, сульфатированные гликозаминогликаны и, возможно, ламинин. Клетки нервной пластинки в апикальной части соединены при помощи плотных контактов, а в базальной части — щелевых.
Нервная трубка. Вскоре после образования края нервной пластинки приподнимаются, и формируются нервные валики (рис. 3-9). Между валиками расположен нервный желобок. Позднее края нервных валиков смыкаются по срединной линии и образуется замкнутая нервная трубка.
  1. Сроки формирования. Признаки нейруляции могут быть прослежены с 16-го дня развития и проявляются в виде утолщения дорсальной эктодермы в области срединной линии. На 18-й день чётко определяется нервный желобок. На 18-22-й день происходит

Таблица 3-2. Производные нервного гребня
Чувствительные нейроны спинномозговых узлов н ганглиев черепных нервов: верхнего ганглия языкоглоточного нерва яремного ганглия
часть нейронов ганглия тройничного нерва часть нейронов ганглия коленца промежуточного нерва Симпатические нейроны Парасимпатические нейроны
Шванновские клетки и клетки-сателлиты спинномозговых узлов и ганглиев черепных нервов Меланоциты
Клетки каротидного тельца Кальцитониновые клетки Хромаффинные клетки
Хрящ, кости, мышцы и соединительная ткань лица
Окологлоточная мезенхима
Верхнечелюстной отросток
Нижнечелюстной отросток
Подъязычные дуги
3-я глоточная дуга
Одонтобласты
Эндотелий роговицы
Клетки в стенке дуги аорты
постепенное приподнимание краёв нервной пластинки и образование нервных валиков, растущих в медиальном и дорсальном направлениях, а затем соединяющихся по срединной линии. Замыкание нервной трубки происходит не одновременно по длине зародыша: сначала — на уровне третьей пары сомитов, т.е. ствола будущего мозга (на 22-е сутки), а вслед за этим — ив других отделах. В эмбриональной нервной системе имеется ещё одна область, где достаточно рано происходит замыкание нервной трубки — уровень формирования зачатков глаз. К 6-й неделе заканчивается процесс реорганизации каудальной части нервной трубки, а к 8-й неделе образуется конский хвост, что знаменует окончание нейруляции.
  1. Нейропоры. Краниальный и каудальный участки нервной трубки долго остаются незамкнутыми, их называют соответственно передним и задним нейропором. Передний нейропор закрывается на 23—26-й день развития, а задний — на 26-30-й день.

Д. Нервный гребень. После смыкания валиков и образования нервной трубки часть эктодермы, расположенная между нейральной и ненейральной (кожной) эктодермой (рис. 3-9), формирует новую структуру — нервный гребень (его производные см. в табл. 3-2).
Е. Нейрогенные плакоды — утолщения эктодермы, расположенные латерально по обе стороны от формирующейся нервной трубки в краниальном отделе зародыша. Производные нейрогенных плакод: нейроны обонятельной выстилки, нейроны вестибулярного и слухового ганглиев, а также чувствительные нейроны коленчатого, каменистого, узловатого и тройничного ганглиев черепных нервов.
Ж. Дефекты нейруляции. Дефекты формирования нервной трубки, а также дефекты выселения клеток из нервного гребня и их последующей миграции (нейрокристопатии) встречаются у 1-2 на 1000 новорождённых. В этих случаях в амниотической жидкости плода возрастает содержание а-фетопротеина и ацетилхолинэстеразы.
  1. Пороки развития нервной трубки
  1. Craniorachischisis totalis — редко встречающийся дефект — незаращение нервной трубки.


б.              Анэнцефалия — отсутствие большого мозга.
в.              Миеломенингоцеле — выпадение мозговых оболочек и мозгового вещества вследствие неполного закрытия дужек позвонков. При менингомиелоцеле образуется грыжевое выпячивание через дефекты позвоночного столба (например, spina bifida).
  1. Этот порок чаще возникает в пояснично-крестцовом отделе позвоночника.
  2. В результате нарушения нормального формирования позвоночного столба происходит выбухание спинного мозга с потерей всех функций ниже уровня поражения.
  3. Частое осложнение такого порока — гидроцефалия.

г.              Энцефалоцеле — грыжа головного мозга.
  1. Нейрокристопатии — результат нарушения миграции, дифференцировки и межклеточных взаимодействий производных нервного гребня. Они часто сочетаются и проявляются в виде расщепления века, радужной оболочки или дефекта хрусталика, аномалий сердца, задержки физического и умственного развития, гипоплазии гениталий в мужском организме, аномалий органа слуха и глухоты.

а.              Врождённый мегаколон. Пример нарушения развития производных нервного гребня — болезнь Хйршспрунга.
б.              Аномалии сердца. Клетки нервного гребня мигрируют в сердце и входят в состав некоторых его частей. При искажениях миграции появляются дефекты верхней части межжелудочковой перегородки, а также возникают смещение выносящего сосуда правого желудочка в область межжелудочковой перегородки и незаращение артериального (ботамова) протока.
  1. Пороки развития нервной системы см. в главе 8 3 III.
  1. Мезодерма и сомиты. Клетки зародышевой мезодермы выселяются из эпибласта; формируется пресомитная мезодерма, из которой возникают сомиты — симметричные парные структуры по бокам от хорды и нервной трубки. Из мезодермы образуется ещё два крупных зачатка: нефротом (промежуточная мезодерма) и латеральная мезодерма.
  1. Пресомитная мезодерма. Клетки, прошедшие через первичную полоску, мигрируют в латеральном направлении и образуют непрерывный пласт толщиной в несколько клеток. В непосредственной близости от нервной трубки и хорды мезодермальные клетки образуют скопление — концентрические слои клеток метамерной организации в виде потенциальных сомитов, или сомитомеров, появляющихся очень рано — во время гаструляции. Сомитомеры парааксиальной мезодермы определяют сегментацию хорды, нервной трубки, промежуточной мезодермы и мезодермы латеральной пластинки.
  2. Сомиты. В результате пролиферации клеток, их миграции и последующей агрегации из сомитомеров формируется дорсальная мезодерма — сомиты (рис. 3-10). Образование сомитов происходит от головного к хвостовому концу зародыша параллельно с регрессией гензеновского узелка. Новая пара сомитов образуется кзади от последней уже сформированной пары через определённый промежуток времени. Этот интервал составляет в среднем 6,6 часа. В сомите существует полость, ограниченная клетками, связанными между собой при помощи плотных контактов, В каждом сомите различают склеротом, дерматом и миотом; их клетки имеют свои пути миграции и служат источником для различных структур.

а.              Склеротом. Под влиянием хорды и нервной трубки клетки вентромедиальной области сомитов (склеротом) интенсивно размножаются и выселяются из сомита, окружая хорду и вентральную часть нервной трубки. Выселившиеся клетки дифференцируются в хрящевые и образуют позвонки, рёбра и лопатки.
б.              Миотом и дерматом. В оставшейся дорсолатеральной части сомита выделяют миотом (внутренний слой клеток, образующий впоследствии скелетную мускулатуру) и дерматом (наружный слой — зачаток соединительнотканной части кожи).

Рис. 3-10. Образование сомита и последующее выселение из него клеток. Слева — мезодермальные клетки сосредоточены латеральнее нервного желобка вокруг небольшой полости; справа — клетки вентральной и медиальной частей сомита, расположенного латеральнее нервной трубки, начинают мигрировать в направлении хорды; совокупность этих клеток — склеротом [из Sadler TW, 1990]
  1. Нефротом. Латеральнее сомита промежуточный листок представлен скоплением клеток т.н. промежуточной мезодермы (нефротом) — зачаток мочевыделительной и половой систем.
  2. Латеральная мезодерма. Расположенная латеральнее нефротома мезодерма (мезодерма латеральной пластинки) расщеплена на два листка: дорсальный и вентральный.

а.              Дорсальный листок — соматическая мезодерма (из неё образуются серозные оболочки).
б.              Вентральный (висцеральный) листок, или спланхническая мезодерма (из неё образуются сердце, кора надпочечников, строма гонад, соединительная и гладкомышечная ткани внутренних органов и кровеносных сосудов).
Данные о происхождении тканей и органов из зародышевых листков суммированы на рисунке 3-11.