组胚胚胎学总论

胚胎发生总论,General Embryology,2013年5月,福建医科大学人体解剖学与组织胚胎学系,陈勇,受精（fertilization）：精子和卵子结合形成受精卵的过程部位：输卵管壶腹部时间：精子进入女性生殖管道后24小时内；卵子排卵后24小时内条件：生殖管道畅通； 精子获能（capacitation）,受精,分为三期1. 精子释放顶体酶，解离放射冠卵泡细胞2. 精子与精子受体 ZP3 结合，释放顶体酶，在透明带形成孔道 （顶体反应精子释放顶体酶，溶蚀放射冠和透明带的过程）,图1-2,受精过程,3. 精卵融合： 精子细胞核进入卵母细胞； 次级卵母细胞完成第二次减数分裂，排出第二极体； 雄原核、雌原核形成并融合，受精卵（zygote）形成； 透明带反应卵子释放皮质颗粒酶，使透明带变性，确保单精受精,受精过程,恢复2 倍体核型，受精卵发育的新个体的遗传性状为双亲的混合决定性别启动卵子代谢和细胞分裂,受精意义,卵裂：为受精卵的有丝分裂，子细胞称卵裂球（blastomere） 桑椹胚：第3 天，含1216个细胞胚泡（blastocyst）：第4 天形成，约含100个细胞 滋养层、内细胞群、胚泡腔 透明带溶解、消失,图3,胚泡形成,植入（implantation, 着床）：胚泡包埋入子宫内膜的过程 时间：受精后第512天 部位：子宫体部和底部 机制：滋养层细胞分泌蛋白水解酶在子宫内膜溶蚀一缺口滋养层合体滋养层、细胞滋养层,图4、5,胚泡形成,蜕膜反应： 子宫内膜（由分泌期进入妊娠期）蜕膜； 基质细胞蜕膜细胞 基蜕膜、包蜕膜、壁蜕膜异位植入： 前置胎盘植入于近子宫颈处 宫外孕最常发生于输卵管,图6,图7,胚泡形成,第2 周内细胞群二胚层胚盘 上胚层（epiblast）:单层柱状细胞 下胚层（hypoblast）:单层立方细胞羊膜腔、羊膜囊、羊膜细胞、羊水卵黄囊胚外中胚层、胚外体腔、体蒂,1.二胚层胚盘,图8,胚层形成,图9,第3 周上胚层原条原沟中胚层（mesoderm）和内胚层（endoderm）上胚层改称外胚层（ectoderm）上胚层 原结原凹脊索口咽膜、泄殖腔膜畸胎瘤：原条细胞残留,图12,图10、11,胚层形成,2.三胚层胚盘,第48 周，三胚层分化为各器官原基神经板神经沟形成；神经褶融合； 前、后神经孔闭合神经管演化为中枢神经系统（脑、脊髓）前神经孔未融合无脑畸形 后神经孔未融合脊髓裂,1.外胚层分化,图13-15,图16,三胚层分化,神经板外侧缘的细胞神经嵴周围神经系统（脑、脊、自主神经节，周围神经），肾上腺髓质等表面外胚层表皮及皮肤附属器、口鼻肛门上皮、腺垂体等,图17,三胚层分化,1.外胚层分化,轴旁中胚层体节（44 对） 背侧的真皮、骨骼肌和中轴骨间介中胚层泌尿、生殖系统,图18、19,三胚层分化,2.中胚层分化,侧中胚层 体壁中胚层胸腹、四肢的真皮、骨骼、骨骼肌脏壁中胚层消化、呼吸系统的肌组织、结缔组织胚内体腔心包腔、胸膜腔、腹膜腔间充质结缔组织、肌组织、血管脊索椎间盘的髓核,图20,三胚层分化,2.中胚层分化,内胚层原始消化管 咽喉以下的消化管、消化腺、气管和肺的上皮由扁平形胚盘演变为圆柱形胚体外胚层生长迅速、中胚层向背侧隆起、内胚层被包入体内、胚体凸入羊膜腔 头褶、尾褶、侧褶,图20,图21、22,三胚层分化,3.内胚层分化 胚体形成,胎膜,绒毛膜,羊膜,卵黄囊,脐带,尿囊,绒毛膜（chorion）由合体滋养层、细胞滋养层、胚外中胚层构成，伸出大量绒毛初级绒毛干次级绒毛干三级绒毛干；游离绒毛、细胞滋养层壳、绒毛间隙丛密绒毛膜、平滑绒毛膜水泡状胎块（ 葡萄胎） : 滋养层细胞过度增生, 绒毛水肿呈水泡状 绒毛膜上皮癌,胎膜,图23-25,羊膜（amnion）半透明的薄膜（由一层羊膜细胞和胚外中胚层构成）羊水：由羊膜分泌和吸收；胎儿吞饮和排尿 作用：有利胎儿活动、防止黏连、缓冲外力压迫、扩张宫颈和冲洗产道,胎膜,正常10001500 ml （足月） 过少 2000 ml无脑畸形、消化道闭锁羊水检查：细胞染色体检查 ；DNA分析；化学物质分析，以早期发现畸形,羊水：,胎膜,图26,卵黄囊包入脐带，退化 卵黄蒂闭锁 尿囊：为卵黄囊尾侧向体蒂内伸出的 盲管脐尿管脐中韧带,胎膜,脐带（umbilical cord）体蒂 构成：羊膜、黏液性结缔组织、2 条脐动脉和1条脐静脉、闭锁的卵黄囊和尿囊作用：通过脐血管进行物质运输足月长度：4060 cm,图27,胎膜,1.胎盘（placenta）结构： 足月500 g, 直径1520 cm 丛密绒毛膜基蜕膜 胎盘隔，1530 个胎盘小叶 4060 个绒毛干，绒毛间隙充满母体血,图2831,胎盘,2 套血液循环系统母体：子宫螺旋动脉绒毛间隙子宫静脉胎儿：脐动脉绒毛毛细血管脐静脉胎盘膜（胎盘屏障）：合体滋养层,（细胞滋养层），基膜,（结缔组织），毛细血管基膜和内皮,图32,2.胎盘血液循环,胎盘,物质交换：获得营养和O2 ，排出代谢废物和CO2 某些药物、病毒、化学物质通过，引起畸形 有机汞先天性水俣病 风疹病毒先天性心脏病、耳聋、 白内障和青光眼,胎盘,2.胎盘的功能,内分泌：合体滋养层分泌激素人绒毛膜促性腺激素（ HCG, human chorionic gonadotropin）：促进黄体发育和分泌; 第2 周出现妊娠测试人胎盘催乳素：促进乳腺发育和胎儿生长孕激素和雌激素：第4 月开始分泌，逐渐替代黄体,2.胎盘的功能,双胎（孪生，twins）: 双卵孪生、单卵孪生多胎：一次娩出两个以上新生儿联体双胎：未完全分离的单卵双胎，多由于一个胚盘上出现两个靠近的原条引起头联体、胸腹联体、臀联体,图34,图33,双胎和联胎,先天性畸形,先天性畸形（congenital malformation）： 是由于胚胎发育紊乱所致的形态结构的异常，出生时即已存在，属于出生缺陷1. 遗传因素染色体畸变: 染色体数目或结构改变；由亲代遗传或生殖细胞异常发育引起,发生原因,先天性畸形,常染色体单体型不能存活性染色体单体型如Turner 综合征（45, X0），先天性卵巢发育不全常染色体三体型如先天性愚型（21号染色体三体型）性染色体三体型如 Klinefelter 综合征（47, XXY），先天性睾丸发育不全染色体结构畸变如猫叫综合征（第5号染色体短臂末端断裂缺失）,图35,发生原因,1. 遗传因素 基因突变：DNA分子碱基组成或排列顺序发生改变，可引起软骨发育不全、肾上腺肥大、小头畸形、多囊肾等畸形，镰状细胞贫血等遗传性疾病,先天性畸形,发生原因,2. 环境因素 引起先天性畸形的环境因素统称致畸因子（teratogen）生物性致畸因子：风疹病毒、单纯疱疹病毒、弓形虫、梅毒螺旋体等物理性致畸因子：射线、机械性压迫和损伤、高温、严寒、微波等致畸性药物：抗肿瘤、抗惊厥、抗凝血药物，抗生素，激素等,图36、37,先天性畸形,发生原因,致畸性化学因子：工业“三废”、农药、食品添加剂、防腐剂均含有致畸因子; 某些多环芳香碳氢化合物、某些亚硝基化合物、某些烷基和苯基化合物、重金属（铅、镉、汞等）其它致畸因子：吸烟、酗酒、缺氧、严重营养不良,先天性畸形,发生原因,3. 遗传因素与环境因素的相互作用胚胎的遗传特性可决定其对环境致畸因子的易感程度,先天性畸形,发生原因,致畸敏感期（susceptible period）：胚胎受到致畸因子作用后最易发生畸形的时期胚期前二周：致畸因子多导致胚死亡胚期38周：增殖分化活跃的细胞最易受致畸因子作用而发生畸形，为致畸敏感期胎儿期：可发生微观结构异常和功能缺陷，较少发生宏观形态的畸形,图38,先天性畸形,遗传咨询妊娠期避免接触环境致畸因子产前检查,先天性畸形,预防,脐静脉肝、静脉导管下腔静脉 右心房，大部分经卵圆孔左心房左心室主动脉大部进入头颈部（确保胎儿神经系统发育），小部分进入降主动脉脐动脉胎盘右心房，小部分右心室肺动脉大部分经动脉导管进入主动脉，小部分进入肺,图16,胎儿血液循环,胎盘循环中断、肺循环建立脐静脉肝圆韧带脐动脉脐侧韧带、膀胱上动脉静脉导管静脉韧带动脉导管动脉韧带卵圆孔关闭,胎儿出生后血液循环的变化,本章重点,受精的定义、部位和意义、主要环节（精子获能，顶体反应，透明带反应）的定义胚泡的结构植入的概念、时间、过程和正常部位内细胞群演化为三胚层的过程,三胚层各自的主要分化结果胎膜（绒毛膜，羊膜，卵黄囊，尿囊，脐带）的一般结构和作用 胎盘的一般结构和功能，胎盘屏障的定义及结构,减数分裂与配子发生过程,卵原细胞46, XX,极体23, X,第一次减数分裂,初级精母细胞46, XY,初级卵母细胞46, XX,精原细胞46, XY,次级精母细胞23, X,精子细胞,精子,23, X,23, X,23, Y,23, Y,次级卵母细胞23, X,卵子23, X,第二次减数分裂,23, Y,极体23, X,图1 受精过程,卵裂与胚泡形成（第1周）,内细胞群,2. 雌原核与雄原核融合,3. 卵裂开始,4. 2细胞期,极体,透明带,极体,卵裂球,受精卵,原核,卵周腔,5. 4细胞期,6. 8细胞期,滋养层,7. 桑椹胚,胚泡腔,8. 胚泡,1. 雌原核与雄原核形成,图3 卵裂和胚泡形成,卵裂和胚泡形成,图4,图5,图6,图7,图4 桑椹胚 图5 小囊胚图6 大囊胚 图7 扩张囊胚,注：Bar=100m,图4,图5,图6,图7,图8 正在孵化的囊胚 图9 刚孵化结束的囊胚图10 完全孵化的囊胚 图11 贴壁的孵化囊胚图12 在饲养层上培养4天后贴壁囊胚长出的圆柱状的内细胞团,注：Bar=100m,图8,图9,图10,图11,图12,图13 囊胚经培养4天后形成的圆柱状ICM （ Bar=100m ）,图4 排卵、受精与卵裂过程,图6 胚胎与子宫蜕膜的关系,图7 上：异位植入 右下：前置胎盘,图8 植入过程，伴二胚层胚盘形成,图9 第3周初胚的剖面,图10 第16天胚盘 (示三胚层形成),图12 第18天胚盘 (示脊索形成),图13 中胚层的早期分化及神经管形成,图14 三胚层胚盘与神经管形成光镜图,图15 神经管形成,图17 神经嵴早期演变,图18 中胚层分化,图19 体节与神经沟,图20-1 三胚层演变和胚体外形的形成,图20-2 三胚层演变和胚体外形的形成,图20-1 三胚层演变和胚体外形的形成,图20-2 三胚层演变和胚体外形的形成,图21 58周人胚外形演变,图22 人胚外形演变实物图 38周,图23 胎膜变化示意图,图24 绒毛干的发育 A初级 B次级 C三级,图25 胎盘