Доаудиторна самостійна робота

Основна література:

1. Гістологія людини.  О. Д. Луцик, А Й. Іванова, К.С. Кабак, Ю. Б. Чайковський. Київ:      Книга плюс, 2010. – С. 273-289.

2. Гістологія людини. О.Д. Луцик, А.Й. Іванова, К.С. Кабак. Львів: Мир, 2003.- С.282-299.

3. Гістологія людини. О.Д. Луцик, А.Й. Іванова, К.С. Кабак. Львів: Мир, 1992.-205-218 .

4. Ультраструктура основних компонентів органів систем організму. Навчальний посібник-атлас. К.С.Волков. Тернопіль: Укрмедкнига, 1999. – С.24-36.

5. Конспект лекції.

Додаткова література:

1.  Улумбеков Э.Ф., Чельшева Ю.А. Гистология, эмбриология. Цитология / Э.Ф. Улумбеков, Ю.А. Чельшева – М.: ГЕОТАР. – Медиа, 2001. – С.266-283.

2.  Р.К. Данилов. Гистология. Эмбриология. Цитология.: Учебник для студентов медицинских вузов.  – М.: ООО «Медицинское информационное агенство». – 2006. – С. 308-322.

3.  Гистология, цитология и эмбриология / Под ред. Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной. – М.: Медицина. – 2001. – С.476-504.  

4.  И. В. Алмазов,  Л. С. Сутулов. Атлас по гистологии и эмбриологии. М.:Медицина. – 1976. – С. 128-148.

Алгоритм самопідготовки студента

№	Інформаційний блок	Питання
1.	Загальна ембріологія.	Дайте визначення ембріології як науки, назвіть предмет її вивчення. Назвіть задачі та досягнення ембріології. У альбомі вивчіть схему «Ембріогенез людини». Охарактеризуйте періоди ембріогенеза людини.
2.	Прогенез.	Дайте визначення поняття «прогенез». Дайте морфофункціональну характеристику сперматозоїда та яйцеклітини. Назвіть особливості овогенезу. Охарактеризуйте особливості сперматогенезу.
3.	Запліднення.	Дайте визначення поняття «запліднення». У альбомі вивчіть схему «Запліднення», зробіть позначки, поясніть зображені процеси, замалюйте будову яйцеклітини та сперматозоїда людини, позначте основні структурні компоненти. Поясніть механізми дистантної фази запліднення. Поясніть механізми та біологічну сутність процесів контактної фази запліднення. Назвіть морфологічні особливості зиготи людини.

Теоретичні питання

1. Ембріологія людини.

Ембріологія - загальнобіологічна наука, що вивчає закони утворення зародка і процес його розвитку. У сучасних умовах це наука, що бурхливо розвивається. Знання законів ембріології дає змогу успішно боротися з такими недугами, як чоловіча або жіноча неплідність, що стають дедалі поширенішими у розвинутих країнах світу, вибирати стать майбутньої дитини, створює можливість для раннього (задовго до народження дитини) прогнозування можливих вад розвитку тощо. Ембріологія надзвичайно тісно пов'язана з практичною медициною, зокрема з акушерством та гінекологією, медичною генетикою, ендокринологією, а також молекулярною біологією та біохімією.

2. Періоди онтогенеза.

Онтогенез - індивідуальний розвиток організму, складається з 2 етапів: пренатальний та постнатальний. Онтогенезу передує прогенез - процес утворення чоловічих та жіночих статевих клітин - гамет, які необхідні для виникнення нового організму. Тому прогенез називають ще гаметогенезом. При злитті чоловічої та жіночої статевих клітин утворюється одноклітинний зародок - зигота. З цього моменту розпочинається так званий пренатальний онтогенез, або розвиток організму до народження. Пренатальний онтогенез у людини продовжується близько 280 діб (9 місяців). У пренатальному онтогенезі виділяють початковий період, який охоплює 1 - 7 добу розвитку. У цьому періоді в результаті послідовних мітотичних поділів з зиготи утворюється багатоклітинний організм - бластоциста, яка в кінці початкового періоду вростає у стінку матки (імплантація).

З 2 до 8 тижня продовжується зародковий період розвитку, під час якого у складі зародка з'являються зачатки тканин, органів і систем. Плодовий період пренатального онтогенезу продовжується з ІІІ до ІХ місяця і завершується народженням дитини. У цьому періоді здійснюютъся процеси подальшого структурного і функціонального становлення тканин і органів плода, а також диференціації клітин, що їх утворюють. Прогенез, початковий і зародковий (ембріональний) періоди онтогенезу складають предмет вивчення власне ембріології. У більш широкому розумінні ембріологія охоплює також плодовий і ранній постнатальний (перинатальний) періоди розвитку організму.

Постнатальний онтогенез розпочинається з моменту народження дитини і закінчується зі смертю організму. В кінці XIX ст. був сформульований основний біогенетичний закон Геккеля-Мюллера, згідно з яким онтогенез є коротким повторенням філогенезу, індивідуальний розвиток зародка у скороченому вигляді повторює історичний розвиток цього виду.

3. Будова сперматозоїда. Сперматогенез.

Сперматозоїди. Процес утворення чоловічих статевих клітин має назву сперматогенезу. Здійснюється він у чоловічій статевій залозі - яєчку, в складі його звивистих сім'яних канальців. Зрілий сперматозоїд людини має довжину близько 60 мкм. Передня овальна його частина називається головкою, задня – витягнутої ниткоподібної форми - хвостом, який включає зв'язуючу частину (шийку), проміжну, основну та кінцеву (термінальну) частини. У головці сперматозоїда розміщене ядро з гаплоїдним набором хромосом. У хромосомному наборі сперматозоїда людини налічується 22 аутосоми і одна гоносома (статева хромосома X або Y). Сперматозоїди є 2 видів: ті, що несуть Y-хромосому (андроспермії), дають початок організму чоловічої статі, сперматозоїди - носії Х-хромосоми (гінекоспермії) - жіночому організму.

У передній частині головки ядро сперматозоїда у вигляді чохлика вкривають елементи видозміненого комплексу Гольджі – акросоми – пухирці, заповнені гідролітичними ферментами: трипсином, гіалуронідазою, необхідними для розчинення оболонок яйцеклітини і успішної реалізації процесу запліднення. Зв'язуюча частина (шийка) сперматозоїда - вузька ділянка цитоплазми позаду ядра, у якій розміщена проксимальна центріоль. Проміжна частина сперматозоїда містить скоротливий апарат - мікротрубочки. Ці субмікроскопічні структури мають строго впорядковану організацію: на периферії розміщені 9 пар мікротрубочок, у центрі проходять центральна пара мікротрубочок. Навколо мікротрубочок по спіралі локалізовані мітохондрії, які формують так звану мітохондріальну піхву. Мітохондрії забезпечують енергією рухову активність сперматозоїда. У складі проміжної частини міститься також дистальна центріоль та циркулярні пучки мікрофібрил.

Головний відділ хвоста містить центральну пару мікротрубочок і 9 пар периферійних мікротрубочок, які оточує плазмолема з тонким прошарком цитоплазми. В останній є значна кількість циркулярно орієнтованих тонофібрилярних структур. Будова кінцевої частини хвоста сперматозоїда нагадує будову головної частини хвоста, але відсутні циркулярні пучки мікрофібрил, а є лише поодинокі скоротливі мікрофіламенти.

Сперматозоїди мають ряд функціональних особливостей, завдяки яким вони здатні знаходити і запліднювати яйцеклітину (завдяки наявності рухливого хвоста вони здатні переміщуватися у певному напрямку зі швидкістю до 50 мкм/с). Напрям переміщення визначається властивістю сперматозоїдів рухатися до яйцеклітини, яка виділяє специфічні атрактанти сперматозоїдів - гіногамони (ці речовини поширені у тваринному світі, у людини поки що не знайдені). Здатність сперматозоїдів реагувати на хімічні сигнали-подразники має назву хемотаксису, здатність рухатися проти потоку рідини - продуктів секреції епітеліоцитів маткових труб і маткових залоз називається реотаксисом. Оптимальним для життєдіяльності сперматозоїдів є слабо лужне середовище, тоді як при кислому значенні рН чоловічі статеві клітини втрачають рухливість, склеюються і швидко гинуть.

У людини в нормі при еякуляції при (сім'явиверженні) виділяється в середньому 3 мл сперми, що містить близько 350 мільйонів сперматозоїдів. Для реалізації процесу запліднення загальна кількість сперматозоїдів у еякуляті повинна бути не меншою 150 мільйонів, а їх концентрація в 1 мл сперми - не меншою 60 мільйонів. При оптимальних умовах (температурі, значенні рН через 0,5 - 1 годину після статевого акту можуть досягати порожнини матки, а через 1,5 - 2 години - ампульної частини маткової труби, де проходить їх зустріч з яйцеклітиною. Здатність до запліднення яйцеклітини сперматозоїди зберігають до 36 - 88 годин після еякуляції.

4. Будова яйцеклітини. Овогенез.

Яйцеклітина. Жіночі статеві клітини утворюються в жіночій статевій залозі - яєчнику, цей процес має назву овогенезу. Овогенез включає 3 періоди - розмноження, росту та дозрівання, причому останній з названих періодів завершується після овуляції в черевній порожнині або у матковій трубі. Постовуляторна яйцеклітина людини має круглу форму, діаметр близько 130 мкм, вона оточена прозорою зоною, а також клітинами фолікулярного епітелію (зернистою зоною). Після взаємодії зі сперматозоїдами яйцеклітина завершує другий поділ мейозу, перетворюючись при цьому з овоцита II у зрілу яйцеклітину.

В ядрі яйцеклітини міститься гаплоїдний набір хромосом, у якому є 22 аутосоми і 1 статева X-хромосома. Цитоплазма яйцеклітини багата включенням запасного поживного матеріалу - жовтка. Останній являє собою ліпофосфопротеїнові комплекси високої енергетичної цінності, нагромаджені в мішечках комплексу Гольджі. Відповідно до кількості жовтка яйцеклітину людини відносять до вторинно оліголецитальних (маложовткових), враховуючи цитотопографію жовтка - до ізолецитальних (з рівномірним розподілом жовтка в цитоплазмі). Вторинна поява в процесі еволюції оліголецитальних яйцеклітин (людини і плацентарних ссавців) зумовлена тим, що у зв'язку з переходом зародка на живлення за рахунок організму матері відпадає необхідність у нагромадженні значних запасів жовтка. У цитоплазмі яйцеклітини міститься добре розвинута гранулярна ЕПС, є значна кількість рибосом, різних видів РНК, тубулінів. У периферійних зонах цитоплазми під плазмолемою овоцита зосереджена значна кількість так званих кортикальних гранул - комплексів протеогліканів і глікопротеїнів, нагромаджених в складі мішечків комплексу Гольджі. Кортикальні гранули забезпечують утворення непроникливої для сперматозоїдів оболонки запліднення, яка забезпечує овоцит від поліспермії (проникнення в цитоплазму більш як одного сперматозоїда). Протягом всього репродуктивного періоду життя жінки (приблизно з 15 до 50 років) дозріває і може бути запліднено близько 400 - 500 яйцеклітин, реальне ж число запліднених яйцеклітин значно менше. Резерв поживних речовин яйцеклітина використовує протягом 12 - 24 годин з моменту овуляції, після чого незапліднена яйцеклітина гине.

5. Фази запліднення.

Запліднення - процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин, у результаті якого виникає одноклітинний зародок - зигота. У людини запліднення здійснюється в ампульній частині маткової труби. Яйцеклітина потрапляє туди пасивно - завдяки скороченням виростів слизової оболонки (фімбрії), коливанням війок епітеліоцитів, а також у результаті перистальтичних скорочень м'язової оболонки маткової труби.

Сперматозоїди досягають ампульної частини маткових труб завдяки своїм фізіологічним особливостям - рухливості, хемотаксису та реотаксису. Це дистантна фаза запліднення. Підготовка сперматозоїдів до запліднення яйцеклітини починається ще при проходженні сім'явиносних шляхів. При цьому відбувається модифікація поверхневих глікополімерів плазмолеми (глікокаліксу) сперматозоїдів, що забезпечує чоловічі статеві клітини від руйнування (елімінації) в статевих шляхах жінки.

При попаданні сперми в жіночі статеві шляхи, в результаті контакту сперматозоїдів з секретом маткових залоз і клітинами епітеліального вистелення статевих шляхів жінки здійснюється процес капацитації (активації) сперматозоїдів для наступного злиття з яйцеклітиною. Механізм капацитації полягає у дестабілізації плазмолеми сперматозоїдів, підвищенні її проникливості для іонів кальцію, результатом чого є підвищення рухливості сперматозоїдів, яке досягається при посередництві цАМФ. Після еякуляції сперматозоїди можуть 10 - 20 годин зберігатись у неактивному стані в дистальній частині перешийку маткової труби. Після овуляції такі «депоновані» сперматозоїди активуються і починають переміщуватися назустріч яйцеклітині, до ампули яйцевода.

У контактній фазі в результаті акросомальної реакції з акросом сперматозоїдів викидаються трипсиноподібні ферменти і гіалуронідаза, відбувається розчинення контактів між фолікулярними клітинами зернистої зони. Це явище називається денудацією (оголенням) овоцита. Відбувається також порушення цілості прозорої зони: у ділянці дефекту через плазмолему овоцита в його цитоплазму проникає лише один з багатьох сперматозоїдів, що оточують яйцеклітину. Здійснюється пенетрація сперматозоїда в яйцеклітину. У результаті пенетрації в цитоплазму овоцита II порядку входять головка і шийка сперматозоїда, після чого починається кортикальна реакція, яка полягає у викиданні матеріалу кортикальних гранул за межі овоцита. Високомолекулярні біополімери кортикальних гранул при взаємодії з глікокаліксом плазмолеми овоцита утворюють непроникливу для сперматозоїдів оболонку запліднення, що забезпечує його моноспермність. У цитоплазмі заплідненого овоцита здійснюються ряд послідовних змін. Зокрема, завершується другий поділ дозрівання, в результаті якого з овоцита II порядку утворюється зріла яйцеклітина і 1 полярне тільце. Ядро сперматозоїда після проникнення через плазмолему овоцита повертається на 180° і перетворюється у чоловічий пронуклеус. З ядра яйцеклітини формується жіночий пронуклеус. При взаємодії чоловічого та жіночого пронуклеусів утворюється синкаріон, формується загальна метафазна пластинка зиготи, у якій відновлюється диплоїдний набір хромосом. У складі шийки сперматозоїда в яйцеклітину потрапляє центріоль, необхідна для поділу зиготи. Здійснюється активний перерозподіл цитоплазматичного матеріалу зиготи – ооплазматична сегрегація. При цьому формуються презумптивні зони - ділянки цитоплазми зиготи, з яких ймовірно розвиватимуться ті або інші частини організму зародка.

6. Екстракорпоральне запліднення.

Екстракорпоральне (штучне) запліднення (ЕКО) застосовується для лікування чоловічої та жіночої неплідності. Для цього зібрані і відповідним чином підготовані яйцеклітини та сперматозоїди інкубують у спеціальних живильних середовищах, де відбувається їх злиття, утворення зиготи і реалізуються початкові етапи ембріогенезу. Після цього зародок підсаджують у матку, де здійснюється його подальший розвиток.

Сурогатне материнство - від жінки з видаленою маткою або протипоказаннями для виношування плода оперативним шляхом отримують овоцити, використовуючи сперму чоловіка або донора проводять ЕКО, на стадії 18 - 32 бластомерів зародок підсаджують у матку іншої жінки, яка виношує плід до моменту родів. При ЕКО можливим є вибір статі майбутньої дитини: із отриманих кількох бластоцист видаляють по одному бластомеру, аналізують хромосомні набори, встановлюють наявність X- або Y-статевої хромосоми, бластоцисту з бажаним хромосомним набором підсаджують в матку. Успішно апробована підсадка в матку ембріонів, заморожених при температурі рідкого азоту, також є можливість кріоконсервації овоцитів і сперми. Розроблені методи збагачення сперми, коли з сім'яної рідини видаляють дефектні або неповноцінні сперматозоїди, відмивання сперматозоїдів від антитіл, присутніх у спермі, що можуть бути причиною неплідності. Розроблені мікрохірургічні операції на яйцеклітині, які полегшують її запліднення. Так, зокрема, показана можливість штучного пошкодження цілості прозорої зони овоцита з метою полегшення пенетрації сперматозоїда. Медична ембріологія дає змогу усувати багато форм репродуктивної патології, які ще недавно вважались невиліковними.