презентация онтогенез. Онтогенез Типы онтогенеза и его особенности. Периодизация онтогенеза. Закономерности эмбрионального развития позвоночных животных.
 Скачать 1.81 Mb.
|
|
Онтогенез 1. Типы онтогенеза и его особенности. 2. Периодизация онтогенеза. 3. Закономерности эмбрионального развития позвоночных животных. 4. Провизорные органы зародыша. 5. Постнатальный период онтогенеза человека. 6. Критические периоды онтогенеза человека. Понятие о врожденных пороках развития. План лекции Полный цикл индивидуального развития организма с момента образования зиготы до смерти. В ходе онтогенеза реализуется наследственная информация и формируется дефинитивный фенотип особи. Онтогенез 1 Типы онтогенеза Не прямой Прямой личинка неличиночный внутриутробный взрослая особь метаморфоз 1 Основное направление - автономизация - уменьшение зависимости процессов, протекающих в развивающемся организме от условий внешней среды; экзогенные факторы замещаются эндогенными. В ходе эволюции автономизация шла двумя путями Выпрямление (от непрямого типа развития к прямому) Эмбрионизация Эмбрионизация - увеличения времени, когда зародыш защищен от внешней среды зародышевыми оболочками и материнским организмом. 1 Автономизация онтогенеза базируется на системе корреляций и координаций (Учение И.И.Шмальгаузена). Корреляции - это взаимозависимости между частями развивающегося организма, которые обеспечивают его устойчивое развитие. 1 геномные – обусловливают целостность генотипа. Достигаются диплоидностью, доминированием, плейотропным действием генов, полигенностью, наличием генов-модификаторов. морфогенетические - обусловлены эмбриональной индукцией и нейрогуморальной регуляцией онтогенеза. Эмбриональная индукция (Г. Шпеман и Х.Мангольд. 1924) - это взаимодействие между частями зародыша, в процессе которого одна его часть — индуктор, контактируя с другой частью определяет направление развития последней. эргонтические – фенотипические корреляции, обусловлены модифицирующим влиянием среды. Типы онтогенетических корреляций 1 Генетически запрограммированный процесс Необратимость процессов По мере развития происходит углубление специализации и снижается возможность смены хода онтогенеза Скорость процессов роста на разных этапах онтогенеза изменяется Онтогенез должен обеспечить возможность приспособления к различным условиям среды Целостность и преемственность (признаки, проявляющиеся на более поздних этапах развития базируются на признаках, сформированных на ранних стадиях) Особенности онтогенеза 1 Молекулярно-генетические механизмы онтогенеза Ооплазматическая сегрегация яйцеклетки переходит в химическую разнородность бластомеров В бластомерах разные индукторы активируют работу разных транскриптонов Синтез различных белков - ферментов, катализирующих биохимические реакции, детерминирует образование тканеспецифических белков Морфофизиологическая разнородность клеток определяет образование разных тканей и органов 1 Предэмбриональный (Прогенез) Эмбриональный 1. Дробление 2. Гаструляция 3. Гисто- и органогенез Постэмбриональный (постнатальный) 1. Дорепродуктивный 2. Репродуктивный 3. Пострепродуктивный Периодизация онтогенеза 2 Предэмбриональный период Происходит образование и созревание половых клеток Накопление желтка в яйцеклетке 1. Алецитальные – желток практически отсутствует 2. Изолецитальные – желтка мало, распределен равномерно 3. Телолецитальные – желтка много, распределен неравномерно а) умеренно – телолецитальные б) резко – телолецитальные 4. Центролецитальные – желтка немного, сосредоточен в центре яйца ТИПЫ яиц по содержанию желтка: 2 слияние половых клеток в результате полового процесса с образованием диплоидной зиготы. Оплодотворение 1. Дистантная – сближение половых клеток 2. Контактная – активация половых клеток A. Реакция активации сперматозоида называется акросомальной B. Реакция активации яйцеклетки – кортикальной. 3. Сперматозоид в яйцеклетке 2 Акросомальная реакция сперматозоида 2 В ходе кортикальной реакции происходит изменение мембранного потенциала яйцеклетки, высвобождение содержимого кортикальных гранул за пределы клетки. Тонкое перивителлиновое пространство между мембраной яйцеклетки и блестящей оболочкой расширяется и образуется оболочка оплодотворения , что препятствует полиспермии. Кортикальная реакция 2 После оплодотворения в яйцеклетке изменяется химический состав цитоплазмы, что называется ооплазматической сегрегацией яйцеклетки. В области анимального полюса цитоплазма обладает потенциями эктодермы, вегетативного- энтодермы, по экватору – мезодермы Кортикальная реакция яйцеклетки 2 С момента образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых и зародышевых оболочек «В эмбриональный период развитие организма происходит по жестко закрепленной генетической программе и при сравнительно слабом влиянии окружающей и социальной среды» (генетик, академик АН СССР Н.П.Дубинин) 3 многократное митотическое деление ядра зиготы, которое приводит к образованию многоклеточного однослойного зародыша – бластулы. Бластомеры тотипотентны Cпособ дробления зависит от количества и распределения желтка в яйце. Чем меньше желтка, тем более полным будет дробление. Ход дробления определяется правилами Гертвига-Сакса: • клеточное ядро стремится расположиться в центре свободной от желтка цитоплазмы; • веретено клеточного деления стремится расположиться по направлению наибольшего протяжения свободной от желтка цитоплазмы 3 3 Типы бластул и способ дробления Амфибластула Целобластула Полное равномерное Полное неравномерное 3 Дискобластула Перибластула Неполное дискоидальное Неполное периферическое 3 Типы бластул Cтерробластула 3 Процесс образования многоклеточного многослойного зародыша - гаструлы В ходе гаструляции происходит избирательная сортировка клеток, перемещение клеточных масс, размножение клеток, индукционные взаимодействия. 1 этап: образование экто- и энтодермы (для двухслойных животных) 2 этап: между экто- и энтодермой образуется мезодерма (для трехслойных животных) Гаструляция 3 По мере того, как клетки многоклеточного организма реагируют на различные сигналы внутренней и внешней среды, они проходят путь развития, состоящий из нескольких стадий: Детерминация – когда определяется специфическая для данной клетки судьба. Детерминация - носит многоступенчатый характер и зависит от экспрессии генов. Решающую роль в процессах детерминации клеток будущего зародыша играют ядерно-цитоплазматические отношения, возникающие в яйцеклетке еще до ее оплодотворения. Дифференцировка – когда клетки специализируются, т.е. приобретают окончательную химическую структуру, форму и функцию. Ключевым фактором в процессах детерминации и дифференциации является дифференциальная активность генов Раннее развитие зародыша 3 Способы гаструляции Инвагинация – впячивание клеток вегетативного полюса внутрь бластоцеля Рис. 1- бластодерма, 2 – бластоцель, 3 – эктодерма, 4- энтодерма, 5 – вегетативный полюс бластулы, 6 – гастроцель, 7 - бластопор 3 Способы гаструляции Иммиграция Деламинация 3 Эпиболия – быстроделящиеся мелкие клетки анимального полюса обрастают медленноделящиеся крупные клетки вегетативного полюса. 1 - анимальный полюс 2 – вегетативный полюс 3 – бластоцель 4 – эктодерма 5 – клетки вегетативного полюса 6 - энтодерма 3 Образование мезодермы Телобластический Энтероцельный А - у первичноротых; б - у вторичноротых; 1 - эктодерма; 2 - мезенхима; 3 - энтодерма; 4 - телобласт ( а) и целомическая мезодерма (б). 3 Нейруляция – начальный этап гисто-органогенеза Образование осевых органов зародыша: хорды, нервной трубки и кишечной трубки. Комплекс осевых органов представляет собой характерную черту организации тела всех позвоночных. 3 Производные зародышевых листков Эктодерма- нервная система, наружный слой кожи, выстилка передней и задней кишки, производные кожи, эмаль зубов, органы чувств. Энтодерма – выстилка средней кишки, дыхательных органов, эпителий желудка, пищеварительные железы, секретирующие клетки передней и средней доли гипофиза, щитовидной железы, тимуса. Мезодерма - сердечно-сосудистая, лимфатическая, скелет, поперечно-полосатая мускулатура, дерма, мочеполовая система 3 Провизорные органы зародыша Желточный мешок Аллантоис Хорион – наружная оболочка плода Амнион - внутренняя оболочка плода Плацента (для плацентарных млекопитающих и человека) 4 Провизорные органы зародыша Временные органы образуются в эмбриогенезе для обеспечения жизненно важных функций развивающегося зародыша. Время образования провизорных органов зависит от условий, в которых проходит развитие и от типа онтогенеза, соответственно от запасов питательных веществ, которые были накоплены в яйцеклетке. 4 Желточный мешок –осуществляет функции питания, дыхания, выделения, кроветворения. У млекопитающих и человека желточный мешок редуцируется и входит в состав плаценты, на ранних этапах развития энтодерма желточного мешка служит местом образования первичных половых клеток, а мезодерма – форменных элементов крови. Аллантоис – вырост вентральной стенки задней кишки, выполняет функции выделения продуктов диссимиляции (мочевина и мочевая кислота), газообмен. Амнион – эктодермальный мешок, который окружает зародыш и заполнен амниотической жидкостью. Функции: обмена, защиты от высыхания и механического повреждения. Хорион – серозная оболочка, прилегающая к скорлупе или материнским тканям. Осуществляет обмен между зародышем и окружающей средой. У яйцекладущих – выполняет функцию дыхательного газообмена, у млекопитающих и человека функции хориона более обширны: дыхания, питания, выделения, фильтрации и синтеза некоторых веществ. 4 Периоды постнатального онтогенеза человека Данная классификация отражает характеристики биологического возраста (БВ) человека, учитывая хронологические рамки. 5 Период новорожденности 1- 10 дней Начало и стабилизация работы органов в новых условиях, включая функции дыхания, сосания, глотания и переваривания пищи. Критерий БВ: продолжительность внутриутробного развития и основные размеры тела: Доношенные – 39-40 недель, масса мальчиков – 3400- 3500, девочек -3250-3400, рост 50-51 см. Недоношенные – 28-38 недель, масса мальчиков до 3400, девочек - до 3250., рост менее 50 см., Доношенные и недоупитанные – 39-40 недель, масса 2550- 2800, рост 48-50 см. Примечание: указаны средне-статистические нормы физического развития детей. В настоящий период границы массы тела и роста новорожденных благодаря развитию медицины, таким направлениям как акселерации и ретардация, в разных популяциях могут варьировать. 5 Условием успешного развития у ребенка ориентировочных рефлексов, которые в дальнейшем являются основой формирования движений и психических особенностей, является контакт ребенка со взрослым. 5 Критерий БВ – питание грудным молоком Интенсивный рост в 1,5 раза, увеличение массы тела в 3 раза Выравнивание соотношения обхватов груди и головы ( к 2-3 месяц) Закрытие родничков Появление молочных зубов (6-8 мес.-центральные резцы, 8-12 мес. – боковые резцы) Появление очагов окостенения (2 мес. - головчатой и крючковидной кости, в 7-11 мес. – дистального эпифиза луча, в 8 мес. – эпифизов основных фаланг. Психомоторное развитие: Развитие рефлекса хватания и начало манипулирования предметами. Формирование эмоционально- двигательных реакций. На основе движений и действий ребенка возникают формы восприятия и мышления. Формирование этих навыков связано со структурными преобразованиями задней ассоциативной зоны коры (см.рисунок). Грудной возраст от 10 дней до 1 года 5 5 Уменьшение приростов размеров тела. Окончание прорезывания молочных зубов: первые моляры – в 12-15 месяцев клыки – в 16-20 мес. вторые моляры – в 20-24 мес. Появление очагов окостенения эпифизов средних и дистальных фаланг (2 года) и трехгранной кости ( 3 года) Интенсивное психическое развитие: формирование ассиметрии мозга, абстрактного мышления, логики, воображения, фразовой речи, эмпатии Раннее детство (1-3 лет) 5 Первый ростовой скачок Удлинение конечностей Уменьшение жировой прослойки Формирование отчетливого рельефа мышц Разделение туловища на грудной и брюшной отделы Появление первых постоянных зубов Совершенствование работы всех анализаторов, ребенок приобретает личный опыт восприятия, индивидуальную оценку окружающего. Критический период в формировании личности Первое детство (4-7 лет) 5 Критерием завершения первого ростового периода является Филлипинский тест Правой рукой нужно закрыть левое ухо. 5 отражает степень морфофизиологической зрелости, что связано с уровнем созревания нервной системы и способностью головного мозга воспринимать и перерабатывать информацию. Созревание андрогенной зоны коры надпочечников и увеличение уровня гормона роста (соматотропный гормон - СТГ) Андрогены и СТГ являются главными факторами роста Происходит рост тела в длину (особенно выражено у девочек) Психомоторное развитие: характерно выраженное влияние коры над подкорковыми образованиями, что проявляется в сдержанности эмоций, контролируемости поведения, формируется самосознание. Начало проявления вторичных половых признаков Второе детство (мальчики 8-12 лет, девочки 8-11 лет) 5 Последовательность проявления вторичных половых признаков начинается в этот период и продолжается в следующем (подростковом): начальный этап полового созревания. У девочек 9-10 лет начинают формироваться молочные железы, затем примерно через 1-1,5 года – первые волосы на лобке У мальчиков процесс полового созревания выражен в меньшей степени, лишь к концу периода второго детства начинается рост мошонки, яичек и полового члена. Второе детство 5 Подростковый период мальчики 13-16 , девочки 12-15 лет Девочки Гинекоморфный тип жироотложения Завершение формирования вторичных половых признаков Мальчики Интенсивное развитие мышечной ткани, андроморфное жироотложение Формирование вторичных половых признаков Снижение чувствительности гипоталамуса к тормозящему влиянию половых гормонов Повышение чувствительность половых желез к гонадотропным гормонам Характерен пубертатный ростовой скачок Критический период в воспитании (чувствительность, неуравновешенность, агрессивность) 5 Формирование вторичных половых признаков: у девочек продолжается развитие молочных желез, рост волос на лобке и в подмышечных впадинах, четким показателем полового созревания женского организма является менархе. Интенсивное половое созревание происходит у мальчиков: к 13 годам - рост яичек и полового члена, появляются волосы на лобке, мутация голоса, к 14 годам - пубертатное набухание сосков, появляются волосы в подмышечных впадинах, к 15 - рост волос на верхней губе и подбородке, в 14-15 лет появляются первые поллюции (непроизвольное семяизвержение). Заканчиваются процессы роста и формирования организма Устанавливается контроль за эмоциональным состоянием, формируются типы высшей нервной деятельности (ВНД) Происходит дифференцировка между функциями правого и левого полушарий Повышается умственная и физическая работоспособность Юношеский возраст юноши 17-21 год, девушки 16-20 лет 5 I период Мужчины 22-35 Женщины 21-35 1. Оптимальное развитие всех функций организма 2. Стабильное состояние регуляторных механизмов II период Мужчины 36-60 Женщины 36-55 1. Начало проявления признаков старения Зрелый возраст 5 Уменьшение веса и роста вследствие дистрофических и атрофических изменений в тканях и органах Изменение соотношения женских и мужских половых гормонов Старческий возраст 75-90 лет Долгожители - 90 лет и старше Пожилой возраст мужчины 61-74, женщины 56-74 г. «Не жалейте, что стареете; многим в этом было отказано» /Огден Нэш / 5 Автор теории о критических периодах развития П.Г. Светлов, 1960 Критический период – время наибольшей чувствительности органа или всего организма к факторам внешней среды, совпадающее с их качественной перестройкой. Нарушение программы развития в раннем онтогенезе под действием факторов окружающей среды приводит к формированию врожденных пороков развития (ВПР) Критические периоды онтогенеза 6 стойкое структурное, морфологическое изменение органа, системы органов или всего организма, выходящее за пределы нормы и сопровождающееся нарушением функции. ПРИЧИНЫ Мутации генов и хромосом в гаметах родителей или бластомерах Внешнесредовые факторы – экзогенные (тератогены) (от греч. Teras – урод, чудовище).- 1,5% Мультифакториальные – возникают под действием как экзогенных, так и эндогенных факторов Социальные (вредные привычки родителей – «алкогольный синдром плода»…..). ВПР 6 1. Развитие половых клеток (прогенез) 2. Оплодотворение 3. Имплантация 4. «3-8 нд» образование осевых органов и плацентация 5. «15-20 нд» развитие головного мозга 6. «20-24» половая дифференцировка и развитие основных систем органов 7. Период новорожденности 8. Ребенок до 1 года 9. Половое созревание Критические периоды онтогенеза 6 По времени происхождения Гаметопатии Бластопатии Эмбриопатии Фетопатии По морфологии Аплазии - отсутствие органа или его частей (зачаток органа не образуется) Гипоплазии – недоразвитие органа Гиперплазии – усиленное развитие органа Атрезии – прекращение программы развития до достижения дефинитивного состояния Стенозы – сужение полого органа Гетеротопии – развитие органа в необычном месте Слияние или расщепление зачатков 6 Гипоплазия кисти 6 Синдактилия (слияние зачатков) 6 АТРЕЗИЯ 6 «Заячья губа» (расщепление мягкого нёба) 5 Гидроцефалия (гиперплазия) 5 Спасибо за работу! |