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          胚胎發育

          2016-08-15 16:00 閱讀: 編輯: 來源:
          標簽: 胚胎
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          內容簡介: 胚胎發育一詞通常是指從受精卵起到胚胎出離卵膜的一段過程。而無脊椎動物胚胎學家則常把其概念擴展到胎后發育直到性成熟,甚至整個生
                 胚胎發育一詞通常是指從受精卵起到胚胎出離卵膜的一段過程。而無脊椎動物胚胎學家則常把其概念擴展到胎后發育直到性成熟,甚至整個生活史。
           
           
          胚胎如何形成
           
            胚胎發育一詞通常是指從受精卵起到胚胎出離卵膜的一段過程。而無脊椎動物胚胎學家則常把其概念擴展到胎后發育直到性成熟,甚至整個生活史。
           
            人的受精作用是在輸卵管的上段完成。當受精卵在輸卵管中段時,胚胎發育就開始了。受精卵一邊進行卵裂,一邊沿輸卵管向子宮方向下行,2~3天可到達子宮。那時的胚胎是由許多細胞構成的中空的小球體,稱為胚泡。
           
            受精后約一周,胚泡植入增厚的子宮內股中,這就稱為妊娠。胚泡不斷通過細胞分裂和細胞的分化而長大,分成了兩部分。一部分是胚胎本身將來發育成胎兒;另一部分演變為胚外膜,最重要的是羊膜、胎盤和臍帶,胎兒通過胎盤和母體進行物質交換。
           
            在前兩個月中,胚胎繼續細胞分裂、分化,產生各種細胞,組建各種組織、器官,這是發育中的稚嫩和敏感時期,對各種外界刺激的抵抗力、適應力很差,要十分注意安全,包括孕婦服藥、接受輻射或接觸其它有害因子等都會影響胎兒的正常發育;到第三個月末,各器官系統基本建成,已稱為胎兒。
           
            以后主要是增大和少數結構的改變,這時抵抗能力增強,但如不注意,仍能發生流產;第5個月之后,就比較安全了。由于胎兒迅速生長,母親的負擔日益加重;一般到280天左右,也就是九個月多一點(常說“十月懷胎”實際上不準確)將發生自然分娩。
           
           
            基本模式直接發育和間接發育,作為兩種模式,雖能夠概括所有多細胞動物的胚胎發育,但還不足以表達出無脊椎動物各門類胚胎發育的特點及其相互聯系。各門無脊椎動物的后期胚胎發育或變態期的形態發生過程,都各具發展方向,當然難以歸納為少數模式。但如以早期胚胎發育過程為準,則無論在進化水平相近門類之間或不同進化水平門類之間,都存在著一些形態發生上的共性或規律性的內容。這方面內容不僅體現著個體發育與系統發育間相互制約關系,體現著進化地位的高低,也體現著親緣關系的遠近。20世紀40年代以來,以上內容已成為確定各門無脊椎動物分類位置和說明其進化方向的重要依據,因而這里也以之試作建立無脊椎動物胚胎發育基本模式的理論基礎。下述幾種胚胎發育基本模式除原生動物模式和兩胚層動物模式外,其他幾種模式與分類上無體腔動物、假體腔動物、裂腔動物和腔腸動物的劃分是一致的。 人的受精作用是在輸卵管的上段完成。當受精卵在輸卵管中段時,胚胎發育就開始了。受精卵一邊進行有絲分裂,一邊沿輸卵管向子宮方向下行,2~3天可到達子宮。那時的胚胎是由許多細胞構成的中空的小球體,稱為胚泡。
           
            受精后約一周,胚泡植入增厚的子宮內膜中,這就稱為妊娠。胚泡不斷通過細胞分裂和細胞的分化而長大,分成了兩部分。一部分是胚胎本身將來發育成胎兒;另一部分演變為胚外膜,最重要的是羊膜、胎盤和臍帶,胎兒通過胎盤和母體進行物質交換。
           
            在前兩個月中,胚胎繼續細胞分裂、分化,產生各種細胞,組建各種組織、器官,這是發育中的稚嫩和敏感時期,對各種外界刺激的抵抗力、適應力很差,要十分注意安全,包括孕婦服藥、接受輻射或接觸其它有害因子等都會影響胎兒的正常發育;到第三個月末,各器官系統基本建成,已稱為胎兒。
           
            以后主要是增大和少數結構的改變,這時抵抗能力增強,但如不注意,仍能發生流產;第5個月之后,就比較安全了。由于胎兒迅速生長,母親的負擔日益加重;一般到280天左右,也就是九個月多一點(常說“十月懷胎”實際上以農歷來衡量的)將發生自然娩。
           
          完全卵裂
           
            發育過程雖然動物的種類繁多,但是胚胎的發育依然擁有相似的過程,能夠分成受精、卵裂、桑葚胚、囊胚、原腸胚與器官形成等階段。此外脊椎動物的胚胎發育過程中,各種動物共同擁有的特征會首先出現(如皮膚),之后才逐漸發展出特化的構造(如魚鱗),而且較復雜的物種與較原始的物種之間一開始相當類似,之后才隨著發育的時間而慢慢增加變異。
           
            受精在卵子的細胞膜外圍有一些外套膜,第一層由糖蛋白構成,一般稱為卵黃膜,在哺乳類則稱為卵鞘(zona pellucida)。當一個精子進入卵子之后,大多數物種的卵子會形成一道保護,使其它的精子無法再進入卵子。少數的物種,如某些鳥類和爬蟲類,雖然會讓其它的精子進入,但是依然只有一個精子能夠與卵子的細胞核作用。精子與卵子的細胞核會融合,并且形成一個具有雙套染色體的受精卵。
           
            在克隆技術中,取代受精的過程是將卵子的細胞核移出,再將體細胞植入卵子中。進行無性繁殖的動物則通常不需要進行細胞融合,而是以出芽生殖或是分裂生殖的方式直接產生幼體。
           
            受精過程大致是:次級卵母細胞需發育至減數第二次分裂中期才具備受精能力。獲能的精子與該時期的次級卵母細胞相遇后。發生頂體反應,釋放出頂體酶,溶解卵丘細胞間的物質,形成一條通道。隨后,與透明帶接觸,頂體酶在透明帶中再次溶出一條孔道。精子通過頂體酶溶解出的兩條通道與卵黃膜接觸,立即發生透明帶反應以妨礙其他精子通過透明帶,這是防止多個精子進入卵細胞的第一道屏障。精子與卵黃膜接觸后,被其表面大量的微絨毛抱合,隨后,精子外膜與卵黃膜發生融合(利用了細胞膜的流動性這一特征),精子的尾脫落,細胞核進入卵細胞。精子入卵后,卵細胞隨即發生卵黃膜封閉作用(是阻止多精受精的第二道屏障)并被激活進行減數第二次分裂,排出第二極體。同時發生的還有,精子的細胞核核膜破裂,重新形成一個更大的細胞核,稱雄原核。減數第二次分裂后的卵細胞形成的細胞核,稱雌原核(通常雄原核比雌原核大)。兩原核相互靠近并彼此融合,最后則形成了一個二倍體(對人和大多數哺乳動物而言)合子,受精過程基本完成。注:受精過程在輸卵管中完成。
           
            卵裂精子與卵子結合之后會形成受精卵,由于卵黃的分布具有不對稱的特性,因此受精卵可以分為動物極(會發展成外胚層)和植物極(會發展成中胚層與內胚層)。在卵裂時期,受精卵會先分裂成兩個細胞,之后細胞通常會逐次倍增,但是對哺乳類而言,有時候會有不同時分裂并造成只有奇數個細胞的現象。在這個階段,胚胎的總體積大致不變。
           
           
            細胞分裂成16到32個細胞的階段,稱為桑椹胚(morula),在這個階段,動物極的分裂頻率會超越靠近植物極且具有卵黃的細胞群。到了32個以上細胞數目的階段,稱為囊胚(blastula),囊胚內部靠近動物極的區域會形成一個囊胚腔。
           
            不同的物種具有不同的卵裂方式,可以分為完全卵裂(holoblastic cleavege)和不完全卵裂(meroblastic cleavage),分別又可以細分成許多不同方式。如無脊椎動物的輻射卵裂與螺旋卵裂、哺乳動物的旋轉式分裂等。
           
          不完全卵裂
           
            輻射式(radial)(海膽、文昌魚)
            兩側對稱式(bilateral)(尾索動物、兩棲類)
            螺旋式(spiral)(環節動物、軟體動物)
            旋轉式(rotational)(哺乳類)
            盤狀式(Discoidal)(魚類、鳥類、爬蟲類)
            表面式(Superficial)(昆蟲)
           
            原腸胚當細胞分裂成為囊胚之后,會經過一段稱為原腸形成的型態發生過程,之后形成原腸胚。原腸形成過程有許多不同方式,能夠大致分成5種:
           
            內陷式(Invagination) - 植物極的細胞向胚胎內部凹陷,最后穿過胚胎在另一端開口,值得注意的是,后來出現的開口會成為動物的口部,原先的凹陷處則成為肛門,后口動物因此得名,例如海膽的內胚層。
           
            衰退式(Involution)- 植物極的細胞向內沿囊胚腔內壁增生,外部則被動物極細胞取代,例如青蛙的中胚層。
           
            進入式(Ingression)- 特定地方的細胞在分裂之后,移動到其它特定的位置,例如海膽的中胚層、果蠅的神經母細胞。
           
            脫層式(Delamination)- 外層的細胞滑動,原本只有一層的細胞增生為兩層,例如哺乳類與鳥類的下胚葉(hypoblast)。
           
            包覆式(Epiboly)- 外層的細胞擴張,向植物極的凹陷處擠壓,逐漸向囊胚腔內壁移動成為兩層,例如青蛙與海膽的外胚層。
           
            動物的胚胎利用這5種方式形成了外胚層、中胚層與內胚層的組合,而這三種胚層在之后會形成各種細胞。例如由中胚層發展而來,具有多潛能性的的間葉細胞,可以分化成纖維母細胞、軟骨母細胞、硬骨母細胞、脂肪細胞、平滑肌細胞、橫紋肌母細胞、造血母細胞等等。
           
            器官形成外胚層、中胚層與內胚層形成各種組織和器官的過程,稱為器官形成,也稱做器官發生。以青蛙的胚胎為例,在器官形成的早期,外胚層會在突起之后向內凹陷,形成神經脊與神經管;中胚層則會形成中胚葉節(somite)與脊椎,中胚葉節包圍的空間稱為體腔。
           
          發育過程
           
           
          1個月
           
            人類一般發育小于8周為胚,大于8周為胎。
           
          2個月
           
            受精卵一旦形成,隨即啟動卵裂機制。在第3、4天時受精卵已分裂為約。人卵細胞受精到受精卵卵裂植入的過程100個細胞的內細胞團。經輸卵管蠕動細胞團被送入子宮腔,通過表面粘性物,貼附與子宮內膜,靠近子宮內膜的細胞分泌一種酶,將子宮內膜細胞裂解,形成一個小洞,從受精后的5、6天開始至第11、12天,整個胚泡埋入內膜,該過程稱為"著床"或"植入"。胚泡植入后,子宮內膜重新長好,胚泡表面的滋養層細胞不斷分裂,長出絨毛狀突起,形成許多絨毛,伸入子宮內膜,吸收母體營養。
           
          3個月
           
            胚呈扁平的盤狀,稱胚盤,直徑約2 CM,漂浮在羊膜腔中,此時胚的三個胚層已經形成,并開始分化。除形成胎盤處的絨毛不脫落外,其余胚泡四周的絨毛均脫落,表面變得光滑(圖a)。胚由存留的胚泡絨毛和子宮內膜共同形成,待胚胎第12周胎盤才完全形成。第6周出現兩條管道合并的心臟原基,雖然不具備心臟形態,但已經開始跳動。之后,胚漸漸出現一條封閉的循環血管,胚開始制造自己的血液(包括其中的各種血細胞)。第7周神經管出現,后端部分形成脊髓,前端部分稍膨大,為腦的原基(圖c)。第8周胚胎約長20 mm,心臟在腹側呈一小突起,并輕輕跳動,此時還沒有四肢,只有小尾巴在后面凸出。
           
          4個月
           
            胎先長出胳膊,然后長出雙腿,頭和尾屈成一團,頭部有耳、鼻孔和下巴,頭約占身長的1/3。第11周出現橢圓的手和腳,有五條深紋會形成指(趾)。頭部兩側長出兩眼,出現嘴唇和齒齦、尾巴消失。胚胎發育早期,胎兒發育很快,第2、3個月時所有器官原基基本上已經形成。其后只是內部細胞增殖使其體積增大。
           
          5個月
           
            胎兒性器官出現,兩眼轉入臉的正面,前額突出,鼻孔張開,耳朵裂縫可見,四肢變長,手指可辨并有指(趾)甲。頭頸能轉動,會張嘴吞咽羊水。
           
          6個月
           
            胎兒身長約25 cm,體重250g,頭占身長的1/4,皮膚上出現胎毛和頭發,皮脂腺和汗腺出現;腸道內有胎糞積聚,主要為膽囊排出的膽汁。腎已經能排尿,尿液排入羊水中,胎兒的四肢能活動。
           
          7個月
           
            胎身長約30 cm,體重達600-750 g,胎兒面貌可辨認,肺開始發育,頭發增加,皮下有脂肪和皺紋。胎心每分鐘120-160次,用普通聽診器可聽到。胎兒能聽到聲音,如汽車喇叭以及父母交談聲。
           
          8個月
           
            胎兒身長35 cm,體重1,000-1,200 g,大腦已有溝回和皮層結構。但腦細胞數量和體積還待增加,神經纖維還不夠長,骨骼和肌肉都在發育,X光片下可見顱骨、脊柱、肋骨和四肢骨骼,因為此時骨骼已開始鈣化,關節也清晰可見。內臟功能逐漸完善,能呼吸和啼哭。皮膚紅色有許多皺紋,因皮下脂肪太少,如果此時出生難以維持體溫。
           
          9個月
           
            因為肌肉已發達,而且神經中樞之間相互聯系使胎動有質的變化。此時不但會拳打腳踢,還會左右轉動或者來個180或360度大轉體,會把母親從夢中驚醒。胎兒眼睛能睜開,眼珠表面有薄膜保護      
               
          10個月
           
            胎身長45-47 cm,體重2,000-2,300 g,這個月出生的胎兒成活率可高達95%。皮下脂肪增加,皺褶逐漸消退,皮膚粉紅色,胎毛消失。
           
            胎兒身長約50 cm,體重約3,000g,皮下脂肪豐富,背部和關節有皮脂保護。頭發粗直、光亮,指(趾)甲超過指(趾)端,腳掌有較多掌紋。
          標簽: 胚胎
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