Процесс развития организма в пренатальный период принято делить на три стадии: стадию зародыша, или зиготы (от зачатия до 10 – 14-го дня развития), стадию эмбриона (от 10 – 14-го дня по 8-ю недели) и стадию плода (с 9-й по 38-ю неделю).
Иногда исследователи условно делят внутриутробный период развития человека на два периода: эмбриональный, или зародышевый, длящийся первые 8 недель беременности, – в это время формируются зачатки всех важнейших органов и систем; и фетальный, или плодовый – в этот период происходит развитие органов и систем, находившихся в зачаточном состоянии, совершается становление новых функциональных систем, обеспечивающих жизнедеятельность плода и новорожденного.
Параллельно с анатомическим развитием органов происходит становление их функциональной активности, формирование сложных взаимоотношений между органами и системами. Поэтому, говоря об этапах внутриутробного развития плода, мы в большей степени будем опираться не на особенности созревания отдельных анатомических органов, а на динамику созревания функциональных систем, и будем рассматривать плод как активно функционирующий организм.
Начало начал
Свой рассказ мы начнем с самых истоков жизни. Согласно законам биологии, жизнь организма начинается с момента оплодотворения, т. е. когда две родительские клетки (мужская половая – сперматозоид и женская – яйцеклетка), сливаясь, образуют новую клетку – зиготу, которой и суждено стать первой в зарождающемся организме. С этого момента и начинается отсчет жизни нового человека.
К сожалению, точная дата оплодотворения не может быть установлена из-за индивидуальных особенностей организма женщины. Поэтому исчисление ведется в неделях беременности с первого дня последней менструации, а с учетом того, что в среднем процесс оплодотворения возможен с 14-го дня, возраст эмбриона оказывается на две недели меньше срока беременности.
Процессы, следующие за оплодотворением, чрезвычайно сложны и упорядочены; буквально «расписаны по минутам». Яйцо, образовавшееся после оплодотворения, перемещается из наружной трети маточной трубы к полости матки. Спустя 30 часов после оплодотворения единственная клетка начинает делиться (дробиться), образуя две новые (этот процесс занимает около 6 часов), через 10 часов каждая из них дает следующие две и т. д. Скорость дробления клетки постепенно увеличивается: через 72 часа это уже 16 – 32 клетки.
С момента оплодотворения клетка, не прекращая дробления, начинает перемещаться из наружной трети фаллопиевой трубы (места, где произошло зачатие) к полости матки (рис. 1). Этот путь занимает пять дней, и уже к концу четвертого дня к матке подходит похожее на диск образование, состоящее из 60 – 80 плотно прилегающих друг к другу клеток. С увеличением темпов дробления они как бы расходятся в стороны, к периферии, образуя полый пузырек – наполненный жидкостью шар, называемой бластоцистой. К этому времени начинается клеточная дифференциация. Внутренний слой клеток, называемый зародышевым узелком, или эмбриональным диском, даст начало новому организму, тогда как внешний – трофобласт – тканям, которые будут защищать и питать плод.
Рис. 1. Развитие зародыша человека от оплодотворения до внедрения в стенку матки
В период с 7-го по 9-й день происходит имплантация: клеточный пузырек (бластоциста) начинает углубляться в толщу внутренней слизистой стенки матки и к 12 – 14 дням полностью скрывается в ней. Место его внедрения затягивается соседними участками тканей. Деление клеток постоянно продолжается. Однако теперь оно идет в различных участках зародыша. Одним клеткам суждено будет стать «строительным материалом» человеческого организма; у других век более короткий – они образуют временную (вспомогательную) структуру, плаценту (от латинского слова placenta – пирог, оладья, лепешка), призванную обеспечить развивающийся организм питательными веществами и кислородом за счет организма матери. Формирование плаценты (ее называют еще «детским местом») завершится лишь к концу третьего месяца беременности.
Вместе с тем надо сказать, что результат имплантации достаточно непредсказуем. Лишь половина оплодотворенных клеток прочно имплантируется в стенку матки. Причиной неудачи в имплантировании могут являться и неправильное соединение сперматозоида и яйцеклетки, и отсутствие процесса дробления яйцеклетки. Кроме того, примерно 50 % от общего количества имплантантов имеют генетические дефекты и неспособны развиваться или же прикрепляться к той части матки, которая способна их нести, и в дальнейшем погибают в результате выкидыша. Если имплантация прошла успешно, это дает шанс на дальнейшее развитие организма.
Эмбриональный период развития организма
С 14-дневного возраста (конец первого месяца беременности) начинается отсчет нового этапа в жизни зародыша: он получает название эмбрион. Глубокое внедрение в стенку матки обеспечивает бластоцисте постоянный приток питательных веществ из крови беременной женщины, что обусловливает ускоренный рост оплодотворенной яйцеклетки.
Стадия эмбриона длится с 3-й недели (т. е. от имплантации бластоцисты) до конца 8-й недели. На протяжении этих коротких 6 недель происходят самые быстрые пренатальные изменения. В течение эмбрионального периода эмбрион развивается с ошеломляющей скоростью.
Быстрее всего увеличивается внешний слой клеток бластоцисты – трофобласт. В нем формируются четыре основные структуры-оболочки, которые призваны защитить и питать развивающийся организм (рис. 2).
Рис. 2. Жизнеобеспечивающие системы эмбриона (по: К. Флэйк-Хобсон, Б. Робинсон, П. Скин, 1993):
1 – снабжение материнской кровью; 2 – плацента («детское место»); 3 — эмбрион; 4 — околоплодные воды (амниотическая жидкость); 5 – пуповина; 6 — плодный пузырь (амниотическая сумка); 7 – мышцы матки; 8 — шейка матки
Первая из них – это амнион, герметичный мешок, в который заключен развивающийся организм; он наполнен жидкостью, поступающей из материнского организма. Амниотический мешок и амниотическая жидкость обеспечивают развивающемуся организму постоянную температуру среды обитания, защиту от ударов и возможность активного движения.
Другая структура-оболочка – желточный мешок, имеющий форму шара и призванный снабжать эмбрион клетками крови до тех пор, пока не сформируются и начнут функционировать печень, селезенка и костный мозг – органы, обеспечивающие кроветворную функцию.
Желточный мешок крепится к третьей структуре-оболочке, окружающей амнион, – хориону; его тонкие ворсинки, которые начинают разрастаться с третьей недели после зачатия, сформируют важный вспомогательный орган – плаценту, или «детское место». Но это процесс весьма долгий – он завершится лишь к концу третьего месяца беременности.
Функция плаценты (от латинского слова placenta – пирог, оладья, лепешка) – обеспечение развивающегося организма питательными веществами и кислородом из крови матери и вывод вторичных продуктов его жизнедеятельности.
Связь организма матери и будущего ребенка осуществляется благодаря закладыванию в этот период четвертой структуры-оболочки – аллантоиса; она формирует пуповину, или пупочный канатик – временный вспомогательный орган, связующий плаценту с развивающимся организмом. Внутри пуповины расположены три кровеносных сосуда: широкая вена, доставляющая плоду кровь, насыщенную питательными веществами и кислородом, и две артерии, по которым течет венозная кровь от плода, выносящая вторичные продукты его жизнедеятельности.
Таким образом, уже на первом этапе жизни можно говорить о возникновении некой системы из двух взаимосвязанных компонентов – матери и будущего ребенка. При этом важно отметить, что развивающийся организм начинает сам активно запускать сложнейшие изменения в организме матери. В плаценте синтезируются гормоны и другие вещества, оказывающие мощное воздействие на организм женщины и в целом обеспечивающие его перестройку на режим беременности.
В течение третьей недели (т. е. во второй половине первого месяца беременности) процесс деления клеток продолжается. Внутренний слой клеток зародыша (так называемый «зародышевый узелок») сформирует три специализированных слоя, которые станут фундаментом для развития всех органов и систем будущего человека. Наружный слой (эктодерма) даст начало нервной системе, коже и волосам; из среднего (мезодерма) разовьются мышцы, кости, кровеносная и лимфатическая системы; внутренний слой (энтодерма) станет основой для развития пищеварительной системы, легких, мочевыводящих путей, миндалин, поджелудочной железы и печени. Эти три слоя являются фундаментом для формирования всех частей организма.