Неделя четвертая, она же шестая, или Начало органогенеза

«Органы – это самое ценное, что у тебя есть»

Надпись на больничном заборе

Зародышевые листки можно сравнить с фундаментом будущего организма. Что делают строители после закладки фундамента? Возводят фундаментные стены, основу будущего дома.

У организма тоже есть основа, и называется она осевыми зачатками органов. Развиваются эти зачатки из зародышевых листков.

Почему «зачатки» – понятно и без объяснений. Потому что из них будут развиваться системы органов. А вот слово «осевые» может поставить несведущего человека в тупик. Но все просто – зачатки расположены по недавно появившейся оси тела, и потому они так и называются.

Разные ткани и системы органов развиваются из разных зародышевых листков…

Пожалуй, здесь надо прервать хронику четвертой недели эмбрионального развития для того, чтобы сказать немного о тканях.

«Тканями» называются группы клеток, имеющих схожее строение и выполняющих схожие функции.

В организме человека и всех животных есть четыре вида тканей – эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.

Эпителиальная, или покровная ткань покрывает организм снаружи, образуя верхний слой кожи, выстилает поверхность внутренних органов и полости организма, а также входит в состав желез внутренней и внешней секреции. По функциям эпителиальная ткань или просто эпителий подразделяется на два вида – покровный и железистый. Клетки покровной эпителиальной ткани плотно соединены друг с другом, межклеточного вещества между ними практически нет. Они могут лежать в один или в несколько слоев. Железистый эпителий образует различные железы. Вещества, вырабатываемые клетками железистого эпителия, участвуют в различных процессах жизнедеятельности организма.

Соединительная ткань во всех органах играет вспомогательную роль, образуя опорный каркас и наружные покровы. Имейте в виду, что соединительная ткань отличается большим разнообразием клеток. К ней относятся кровь и кроветворная ткань, лимфатическая ткань, жировая ткань, костная ткань, хрящевая ткань и волокнистая соединительная ткань.

Мышечная ткань может различаться по строению, но все разновидности ее клеток обладают одной особенностью – способностью к выраженным сокращениям. Сокращения эти происходят под воздействием раздражения, передаваемого нервной системой. Работа сердца, дыхание, передвижение пищи по желудочно-кишечному тракту, речь, перемещения организма в пространстве осуществляются благодаря мышечным клеткам.

Мышечная ткань разделяется на гладкую и поперечно-полосатую. Гладкая мышечная ткань состоит из одноядерных клеток веретенообразной формы длиной до пятисот микрометов. В световом микроскопе цитоплазма этих клеток выглядит однородно, без поперечной исчерченности, присущей поперечно-полосатой мышечной ткани. Деятельность гладкой мышечной ткани является непроизвольной, то есть не управляется по нашей воле. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок пищеварительного тракта, кровеносных и лимфатических сосудов, мочевыводящих и дыхательных путей.

Поперечно-полосатая мышечная ткань делится на скелетную и сердечную. Клетки поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани имеют большую длину, которая выражается в сантиметрах. Эти клетки многоядерные (ядер в них может быть более сотни). В световом микроскопе их цитоплазма выглядит как череда темных и светлых полосок, что обусловлено чередованием участков с различными оптическими свойствами. Деятельностью клеток скелетной мышечной ткани мы можем управлять по нашей воле, а вот с относительно короткими клетками поперечно-полосатой сердечной мышечной ткани такой номер не пройдет, они сокращаются и расслабляются «самовольно».

Нервная ткань образована клетками, способными воспринимать раздражение и передавать регулирующие (возбуждающие или тормозящие) импульсы к другим клеткам. Нервная ткань входит в состав головного и спинного мозга, а также в состав нервов. Клетки нервной ткани, называемые нейронами, имеют звездчатую форму и состоят из тела с отростками.

Ткани образуют органы – части организма, выполняющие определенные функции. Соединительная, нервная и эпителиальная ткани присутствуют в любом органе. Соединительная ткань образует «каркас» органа, нервная ткань обеспечивает управление органом, а эпителиальная ткань образует кровеносные сосуды, питающие орган. Мышечной же ткани в органе может не быть совсем. Одна из тканей органа играет главную, доминирующую роль. Так, например, в любой железе доминирует эпителиальная ткань, а в любой мышце – мышечная.

А вот теперь можно говорить о том, что из какого зародышевого листка произрастает.

Из наружного – нервная ткань и поверхностный слой кожи с кожными железами (сальными и потовыми), волосами, ногтями и зубной эмалью. Кстати, из нервной ткани впоследствии развиваются не только нервная система, но и органы чувств.

Из внутреннего – эпителиальная ткань, которая впоследствии образует внутренние оболочки полых органов, сообщающихся со внешней средой, а также легкие, печень, поджелудочная железа и все прочие железы за исключением кожных и половых.

Из среднего – все виды соединительной ткани, все типы мышечной ткани, внутренний слой кожи, сосудистая, выделительная и половая системы, а также хорда – длинный эластичный продольный тяж, расположенный вдоль оси тела. Все животные, у которых во время внутриутробного развития есть хорда, относятся к классификационному типу хордовых. Но если у низших хордовых хорда сохраняется на протяжении всей жизни, то у высших, к которым относимся мы с вами, она довольно скоро замещается позвоночником. Однако хорда исчезает не совсем, «память» о ней остается в межпозвоночных дисках, где гелеобразные остатки хорды образуют так называемое «студенистое ядро», центральную часть диска.

Постоянная хорда у «низшего» ланцетника

Хорда у человеческого эмбриона

Остаток хорды у человека – студенистое ядро межпозвоночного диска

Долгое время хорду у человеческого эмбриона рассматривали как знак связи человека с его далекими предками, этакий «привет из прошлого», очередное доказательство нашего эволюционного родства с низшими хордовыми, но сейчас принято считать хорду эмбриональным индуктором. Так называются органы эмбриона, клетки которых действуют как организаторы на другие клетки, то есть побуждают их развиваться определенным образом. В отсутствии организатора что-то может пойти не так и эмбрион будет лишен части органов, а то и целых систем органов. Клетки-индукторы – очень сильные руководители. Опытным путем доказано, что для развития в правильном направлении группе клеток порой бывает достаточно одной-единственной «руководящей» клетки.

Известно, что клетки общаются между собой на языке молекул, то есть при помощи химических веществ, но, как именно происходит взаимодействие между клеткой руководителем и подчиненными клетками, пока еще остается тайной. Да и вообще человеческий организм устроен настолько сложно, что разгадка одной его тайны влечет за собой появление дюжины новых тайн. А внутриутробное развитие представляет собой самую таинственную область знаний о нашем организме. Такие вот дела.

Вокруг хорды впоследствии формируется позвоночный столб. Можно сказать, что позвоночник «поглощает» хорду, когда она становится ненужной. Чем дальше развивается эмбрион, тем меньше необходимость в индукции, которая нужна для того, чтобы задать клеткам правильное направление развития. А все ненужное должно исчезать. Наш рачительный организм не собирается содержать нахлебников-дармоедов.

«Клетки общаются на языке молекул? – удивятся некоторые читатели. – Ой ли? Насколько помнится со школьных времен, у них другой язык – язык электрических импульсов. Взять хотя бы нервный сигнал – это же электрический импульс в чистейшем виде. Разность потенциалов и все такое…»

На самом деле электрический импульс или волна возбуждения и порождающая его разность потенциалов клеточных мембран (разность зарядов наружной и внутренней поверхностей) – это тоже химия, это молекулы и ионы. Разность потенциалов создается ионами калия и натрия, а их транспортировку через мембраны обеспечивают молекулы вещества, называющегося натрий-калиевой аденозинтрифосфатазой. Химия, химия, сугубая химия и ничего, кроме химии.

Но вернемся к нашему эмбриону. Образование органов по-научному называется «органогенезом». Органогенез – это заключительный этап эмбрионального периода. Первым этапом, если кто забыл, было оплодотворение яйцеклетки.

Четвертая неделя эмбрионального развития – это неделя начала органогенеза. Попутно эмбрион продолжает обособляться от своего окружения – внезародышевых органов. В конце четвертой недели эмбрион с полным правом может претендовать на почетное звание маленького человечка. Несмотря на то, что на человека он пока еще не очень-то и похож. Но у него уже бьется сердце, пускай пока и зачаточное, двухкамерное, состоящее из одного предсердия и одного желудочка. Также у четырехнедельного эмбриона есть зачатки конечностей – миниатюрные ручки и ножки – и зачаток головного мозга, образованный передним отделом так называемой «нервной трубки», скопления нервной ткани, вытянутой вдоль тела параллельно хорде. Этот отдел резко увеличивается в объеме, образуя мозговые пузыри из которых впоследствии развивается головной мозг. Головной мозг примечателен тем, что он начинает формироваться раньше всех прочих органов, а завершается этот процесс самым последним, практически незадолго до рождения.

И кишечник у эмбриона уже есть, правда очень примитивный, в виде прямой трубки, но, как говорится, «лиха беда начало». На этой трубке уже можно рассмотреть крошечное расширение, которое впоследствии станет желудком. И первичные почки уже формируются, а к ним устремляются по кровеносной системе из желточного мешка первые половые клетки… Не ищите опечатку там, где ее нет. Первые половые клетки движутся в почки, точнее – в почечные зачатки, в первичные почки, потому что именно из них на четвертой или пятой неделе эмбрионального периода начинают образовываться половые органы. Подробно об этом мы поговорим в следующей главе.

На четвертой и пятой неделях появляются зачатки большинства органов. Бывшая зигота потихоньку становится телом.

Четырехнедельный эмбрион

А теперь давайте посмотрим на картинки с изображениями оленя и тюленя. Эти два вида животных выбраны наугад, по созвучию их названий. Вместо них здесь могли бы оказаться пума с ламой или же жираф с бегемотом. Нам сейчас важны не животные, а отсутствие сходства между ними. Посмотрите, насколько отличаются друг от друга олень и тюлень. Найдите хотя бы дюжину отличий и представьте, что мы могли бы быть похожими на оленей или тюленей, если бы на четвертой неделе эмбрионального развития что-то бы пошло не так. Малейшее отклонение от нормы при закладке органов эмбриона чревато разнообразнейшими и совершенно непредсказуемыми последствиями.

Тюлень

Олень

Ну а если серьезно, то чем раньше происходят отклонения в развитии эмбриона, тем более серьезными и менее предсказуемыми бывают их последствия. От зачатия до диагностики беременности может пройти до четырех недель. Если в жизни женщины присутствуют факторы, пагубно влияющие на развитие эмбриона, например – она курит, или употребляет спиртные напитки, или работает на какой-то вредной работе (например – ренгенлаборантом), то к моменту диагностики беременности эти факторы могут уже сделать свое черное дело. Поэтому все меры предосторожности, положенные при беременности, надо принимать не с момента диагностики беременности, а с момента ее планирования (если, конечно, планирование имело место).

В завершение этой главы надо развенчать один весьма распространенный миф – миф о жабрах эмбриона. Дескать, у человеческого зародыша, потомка древних рыб, в определенный момент внутриутробного развития появляются жабры, которые впоследствии исчезают.

Сколько всего появляется у эмбриона, чтобы исчезнуть впоследствии! Но почему-то именно жабры, которых на самом деле не было, остались в памяти народной. Хотя, если уж говорить начистоту, та же хорда куда интереснее, чем жабры, правда с научной точки зрения, а не с бытовой.

Кто виноват? Кто создал миф о жабрах? Скорее всего, «виноват» известный русский фантаст Александр Беляев, написавший множество популярных повестей, в числе которых была и повесть «Человек-амфибия», экранизированная в 1961 году. Слово «виноват» не случайно взято в кавычки, потому что Беляев объяснил все про жабры правильно, по-научному. Вот цитата из «Человека-амфибии», отрывок из выступления профессора-эксперта на суде: «На двадцатый день развития у человеческого зародыша обозначаются четыре лежащие друг за другом жаберные складочки. Но позже у человеческого зародыша жаберный аппарат преобразуется: первая жаберная дуга превращается в слуховой проход с слуховыми косточками и в евстахиеву трубу; нижняя часть жаберной дуги развивается в нижнюю челюсть; вторая дуга – в отростки и тело подъязычной кости, третья дуга – в щитовидный хрящ гортани… Науке, правда, известны случаи, когда даже у совершенно взрослого человека остается не заросшее жаберное отверстие на шее, под челюстью. Это так называемые шейные фистулы…»

У человеческого зародыша образуются четыре жаберные складочки. Складочки, а не жабры, это большая разница. Но про складочки как-то позабыли, запомнили только слово «жабры». И вот вам результат… Кстати, эти парные выпячивания стенки глотки, существующие у всех позвоночных животных на ранних стадиях их внутриутробного развития, также называют «жаберными мешками» или «жаберными карманами», но просто «жабрами» не называют никогда.

* * *

ЭМБРИОН – ЦЕНТРУ

Устраиваюсь на новом месте. Чувствую себя хорошо. Хорошая подготовительная работа приносит свои плоды – все идет так, как нужно. Теперь можно спокойно заниматься развитием. Начало многообещающее, но результатов придется ждать долго. Следующий выход на связь – через неделю.