Ембріогенез — ранній період індивідуального розвитку організму від моменту запліднення (зачаття) до народження. У кожний з його етапів зародок має різні особливості структури та розвитку. Нижче буде розглянуто розвиток плода, роль і функції плаценти і т. д.
- Трофобласт
- Ворсинчастий і основна децидуальної оболонка
- Структура плаценти
- Плацента при доношеній вагітності
- Кровопостачання плаценти
- Функції плаценти
- Амніон, пупковий канатик і амніотична рідина
- Кровообіг плоду
Трофобласт
На початку другого місяця ембріогенезу трофобласт має велику кількість вторинних і третинних ворсинок, які надають йому сяючий вигляд. Ворсинки занурені в мезодерму хорионической платівки, а на периферії прикріплюються до материнської децидуальної оболонки за допомогою зовнішнього шару цитотрофобласта. Поверхня ворсинки покрита синцитием, лежачим на одному шарі клітин цитотрофобласта, що покриває серцевину ворсинки, утворену васкуляризована мезодермой. Капілярна система серцевини стволових ворсинок вступає в контакт з капілярами хоріонічний платівки та сполучної ніжки, даючи початок внезародышевой судинній системі.
Протягом наступних місяців від стволових ворсинок відростають численні дрібні гілочки в навколишні лакунарные і межворсинчатые простору. Спочатку ці ворсинки примітивні, але до початку четвертого місяця клітини цитотофобласта і деякі сполучнотканинні клітини зникають. Таким чином, материнську і плодову судинну систему розмежовують тільки синцитий та ендотеліальна стінка кровоносних судин ворсинок хоріона.
Синцитий може утончаться, і великі його сегменти з декількома ядрами відриваються, потрапляють в межворсинчатые кров'яні лакуни. Такі уламки — синцитіальні вузли — потрапляють в материнську судинну систему і звичайно дегенерують, не надаючи жодних симптомів. Зникнення клітин цитотрофобласта починається від менших ворсинок і переходить на великі. Хоча деякі елементи цитотрофобласта залишаються у великих ворсинках, вони не беруть участь в обміні речовин між материнської і плодової системами кровообігу.
Ворсинчастий і основна децидуальної оболонка
У перші тижні розвитку ворсинки покривають всю поверхню хоріона. Протягом вагітності ворсинки на ембріональному полюсі продовжують рости і поширюватись, даючи початок ворсинчатому хориону. Ворсинки на протилежному полюсі дегенерують, і до третього місяця ембріогенезу утворюється гладкий хоріон. Різниця в будові ембріонального і протиембрионального полюсів хоріона позначається також і на структурі відпадною (децидуальної) оболонки, яка є функціональним шаром ендометрію і відторгнення якої відбувається при пологах.
Частина відпадною оболонки над ворсинчатым хоріоном — основна отпадная оболонка (базальна децидуальної оболонка) складається з компактного шару великих децидуальных клітин, які наповнені ліпідами і глікогеном. Децидуальный шар над протиембриональным полюсом називається сумочноотпадной оболонкою (капсулярної децидуальної оболонкою). При збільшенні розмірів хоріонічного міхура цей шар розтягується і дегенерує.
У зв'язку з цим гладкий хоріон вступає в контакт зі стінкою матки утворюється пристінкові отпадная оболонка (парієтальних децидуальної оболонка), з якою він зливається, облитерируя порожнину матки. Отже, єдиною частиною хоріона, яка бере участь в процесі обміну речовин, є війкових хоріон, що разом з відпадною оболонкою утворює плаценту. При злитті амніона і хоріона утворюється амниохориальная оболонка, яка облитерирует хорионическую порожнину. Саме ця оболонка розривається під час пологів (при відходженні навколоплідних вод).
Структура плаценти
На початку четвертого місяця розвитку плацента є ситуації, і складається з двох частин: плодової частини, утвореної війкові хоріоном і материнської частини, утвореної основний відпадною оболонкою. З боку плода плацента обмежена хорионической платівкою, а з материнської сторони — основний відпадною оболонкою, децидуальної платівка якої глибоко вростає в плаценту.
В області з'єднання трофобласт і децидуальні клітини змішуються. Ця ділянка характеризується наявністю децидуальної і гігантських синцитиальных клітин і багатим міжклітинних аморфною речовиною. До цього часу більшість клітин цитотрофобласта дегенерує. Між хорионической і децидуальної пластинками розташовані заповнені материнською кров'ю межворсинчатые простору. Вони розвиваються з лакун синцитиотрофобласта і вистелені синцитием ембріонального походження. Гілки ворсинок знаходяться в межворсинчатых кров'яних лакунах.
Протягом 4-5 міс отпадная оболонка утворює численні перегородки — децидуальні септы, які виступають в межворсинчатые простору, але не досягають хоріонічний пластинки. Такі септы мають серцевину з материнської тканини. Але їх поверхня покрита шаром синцитія, який відокремлює материнську кров у межворсинчатых лакунах від плодової тканини ворсинок. Завдяки розвитку септ плацента поділяється на відділи — котиледон. Внаслідок того, що децидуальні септы не досягають хорионической пластинки, межворсинчатые простору різних котиледонов зберігають між собою контакт.
Разом з ростом плода і розширенням матки має місце зростання плаценти. Збільшення площі поверхні плаценти відбувається у міру збільшення матки наприкінці вагітності плацента займає близько 15-30% внутрішньої поверхні матки. Зростання товщини плаценти обумовлено розгалуженням існуючих ворсинок, а не їх подальшим пенетрацією в материнські тканини.
Плацента при доношеній вагітності
Наприкінці вагітності плацента має дискообразную форму, діаметром 15-25 см, товщиною близько 3 см, масою 500-600 р. Під час третього періоду пологів вона відривається від стінки матки і приблизно через 30 хв після народження дитини виштовхується з порожнини матки. Якщо розглянути плаценту після народження, з материнської сторони можна розрізнити 15-20 злегка виступають ділянок — котиледонов, вкритих тонким шаром основний отпадноц оболонки. Борозни між котиледонами утворені децидуальными септах. Значна частина децидуальної оболонки тимчасово залишається в матці і виштовхується з подальшою матковою кровотечею.
Плодова поверхня плаценти покрита хорионической платівкою. Численні великі артерії і вени (хорионические судини) сходяться до пупочному канатику. Хоріон покритий амнионом. Прикріплення пупкового канатика є переважно ексцентричною, може мати місце крайове і оболочечное прикріплення.
Зміни плаценти наприкінці вагітності обумовлені зменшенням обміну між двома системами кровообігу та включають:
1) збільшення кількості фіброзної тканини в ворсинках;
2) потовщення базальних мембран в капілярах плода;
3) облітерацію малих капілярів ворсинок;
4) відкладання фибриноида на поверхні ворсинок в зоні з'єднання і на хорионической платівці. Посилене утворення фибриноида може викликати інфаркти лакун і котиледонов плаценти (котиледон набуває білого кольору).
Клінічні кореляції
Аномалії плаценти. У нормі плацента імплантується на передній або задній стінці матки. Під передлежанням плаценти розуміють її аномальну імплантацію над внутрішнім зевом шийки матки:
1) повне передлежання плаценти — плацента повністю перекриває внутрішній зів;
2) часткове передлежання плаценти — плацента частково перекриває внутрішній зів;
3) крайове передлежання плаценти — край плаценти не досягає краю внутрішнього зева;
4) низьке прикріплення плаценти (низька плацентация) — плацента розміщується в нижньому матковому сегменті, але не досягає краю внутрішнього зева.
Аномалії прикріплення плаценти включають наступні стани: приросла плацента — патологічна інвазія плаценти в поверхневий шар міометрію з повною або частковою відсутністю базальної децидуальної оболонки; вросла плацента — патологічна інвазія плаценти у всю товщу міометрія; проросла плацента — патологічна інвазія плаценти з наскрізним проникненням в міометрій і периметр, іноді з проникненням в прилеглі структури.
Приросла плацента призводить до неможливості відділення плаценти від стінки матки при народженні плода, що може призвести до масивної кровотечі, шоку і смерті матері. Інші аномалії плаценти включають більш рідкісні стану:
1) валоподобная плацента — оболонки подвоюються позаду її краю, утворюючи щільне кільце навколо периферії плаценти;
2) плацента в формі ковдри;
3) резервна плацента — додаткова частка плаценти, яка імплантується на деякій відстані від решти плаценти;
4) передлежання судин пупкового канатика — оболочечное прикріплення пупкового канатика, коли судини плода проходять над внутрішнім зевом.
Кровопостачання плаценти
Котиледон отримує кров з 80-100 спіральних артерій, що пронизують децидуальної пластинку і входять в межворсинчатые простору з майже регулярними проміжками. Просвіт спіральних артерій є вузьким, тому тиск крові в межворсинчатом просторі високий. Завдяки цьому кров потрапляє на значну глибину в межворсинчатые простору і омиває численні ворсинки хоріона оксигенированной кров'ю.
Коли тиск зменшується, кров повертається з хоріонічного пластинки в децидуальної оболонки і звідти — у вени ендометрію. Таким чином, кров із межворсинчатых лакун повертається в системну циркуляцію через вени ендометрію.
Межворсинчатое простір зрілої плаценти вміщує близько 150 мл крові, яка оновлюється 3-4 рази в хвилину і омиває ворсинки хоріона, площа поверхні яких коливається від 4 до 14 м2. Але плацентарний обмін відбувається не у всіх ворсинках, а тільки в тих, де судини плода тісно контактують з синцитіальним покривом. У цих ворсинках синцитий утворює додаткові мікроворсинки, які збільшують площу контакту, і, отже, швидкість обміну між кров'ю матері і плода.
Плацентарний бар'єр, що відокремлює кров матері від крові плода, спочатку складається з чотирьох шарів:
- ендотелію судин плода;
- сполучної тканини серцевини ворсинки;
- цитотрофобластичного шару;
- синцитія.
З четвертого місяця плацентарна мембрана стоншується завдяки тому, що ендотелій судин вступає в тісний контакт з синцитіальний мембраною, чим досягається збільшення швидкості обміну. Але плацентарний бар'єр може пропускати багато речовин. Враховуючи, що материнська кров у межворсинчатом просторі відокремлена від крові плода похідними хоріона, плаценти людини відносять до гемохориальному типу.
Функції плаценти
Основні функції плаценти включають:
1) газообмін між кров'ю матері і плода;
2) живильну функцію (обмін метаболітів і електролітів між матір'ю і плодом);
3) гормональну функцію (продукція гормонів);
4) передача материнських антитіл, які забезпечують пасивний імунітет плоду;
5) детоксикаційну функцію (детоксикація деяких речовин).
Обмін газами. Обмін газів у плаценті (кисень, вуглекислий газ, окис вуглецю) відбувається шляхом простої дифузії. Але кількість кисню, що досягає плоду у складі материнської крові, первинно залежить від швидкості кровотоку, а не від дифузії. Враховуючи, що плід поглинає з материнської крові 20-30 мл кисню щохвилини, навіть короткий перерву в постачанні кисню є смертельною для плода.
Обмін поживними речовинами і електролітами також інтенсивний і збільшується при прогресуванні вагітності.
Передача материнських антитіл. Материнські антитіла поглинаються синцитиотрофобластом шляхом пиноцитоза з подальшим транспортуванням в капіляри плода. Таким чином плід отримує материнські антитіла, що належать до імуноглобулінів класу (Ід), класу 78 і набуває пасивного імунітету проти дифтерії, віспи, кору, але не отримує імунітету проти вітряної віспи, кашлюку і ін. Пасивний імунітет є дуже важливим, оскільки до народження плід має обмежену здатність до продукування власних антитіл.
Гормональна функція. Основними гормонами, які синтезуються в плаценті, є прогестерон, естріол, хоріонічний гонадотропін і соматомаммотропин (плацентарний лактоген). Плацента продукує певну кількість інших гормонів:
- хоріонічний адренокортикотропин,
- хоріонічний тиротропин,
- релаксин,
- рилізинг-гормони,
- нейропептид,
- інгібін, активін та ін
Наприкінці четвертого місяця плацента продукує достатню кількість прогестерону для збереження вагітності при видаленні жовтого тіла або недостатності його функції. Плацентарні гормони, ймовірно, синтезуються синцитиотрофобластом. Крім прогестерону, плацента протягом вагітності продукує естрогени (переважно естріол), кількість яких досягає максимуму в кінці вагітності. Високі концентрації естрогенів стимулюють ріст матки і молочних залоз.
Синцитиотрофобласта також продукує хоріонічний гонадотропін людини (ХГЛ), дія якої подібно лютеинизирующему гормону передньої частки гіпофіза (ЛГ). Хоріонічний гонадотропін людини виводиться з сечею матері; за його рівнем в крові та сечі проводять діагностику та моніторинг вагітності ранніх термінів.
Соматомаммотропин (плацентарний лактоген) подібний гормону росту і забезпечує плодовий пріоритет у використанні глюкози з материнської крові, отже він певною мірою диабетогенного (контринсулярного) дії.
Клінічні кореляції
Передача антитіл. Якщо плід є резус-позитивним, а мати — резус-негативною (резус-конфліктна вагітність), еритроцити плоду при попаданні в материнську кров можуть викликати утворення антирезусних антитіл. Материнські антитіла проти антигенів плода повертаються до нього і викликають гемоліз еритроцитів плода. Причиною реакції антиген — антитіло можуть бути невеликі кровотечі з поверхні ворсинок. Гемоліз еритроцитів плода призводить до розвитку гемолітичної хвороби, або еритробластозу плода. Своєчасне профілактичне введення антирезусного антиимуноглобулину матері може попередити або зменшити ризик гемолітичної хвороби плода.
Плацентарний бар'єр. Більшість материнських гормонів не проходить через плаценту. Ступінь проникності через плаценту інших гормонів (тироксин і т. д.) є незначним. Небезпеку можуть представляти синтетичні прогестини (похідні андрогенів), які здатні викликати маскулінізацію плода жіночої статі.
Синтетичний естроген діетілстільбестрол легко проходить через плаценту і викликає аномалії розвитку матки, маткових труб, верхньої третини піхви, рак піхви, а також аномалії розвитку яєчок у індивідів, які підлягали впливу діетілстільбестрола.
Віруси краснухи, цитомегаловірус, коксакі, віспи, вітряної віспи, кору, поліомієліту та інші легко проходять через плацентарний бар'єр і викликають розвиток внутрішньоутробних інфекцій, а також можуть призвести до загибелі клітин і вроджені вади розвитку. Більшість ліків і метаболіти проникають через плаценту і можуть викликати ураження ембріона. Вживання матір'ю наркотиків та їх проходження через плаценту може викликати у плода звикання до цих речовин і важкий абстинентний синдром після народження.
Плацентарна недостатність — клінічний синдром, обумовлений морфологічними і функціональними змінами в плаценті, що проявляється порушенням стану, росту і розвитку плоду. Виділяють три форми плацентарної недостатності:
1) гемодинамічну, обумовлену порушенням матково-плацентарного і плодово-плацентарного кровотоку;
2) плацентарно-мембранну, що характеризується зниженням можливостей плацентарної мембрани до транспорту метаболітів;
3) клітинно-паренхиматозную, пов'язану з клітинної активності трофобласта й плаценти.
Первинна плацентарна недостатність розвивається до 16-го тижня вагітності внаслідок анатомічних порушень будови матки, васкуляризації та розвитку хоріона, захворювань вагітної (аутоімунні, діабет та ін) або впливу несприятливих факторів зовнішнього середовища (інфекції, мутагени та ін).
Вторинна плацентарна недостатність розвивається в більш пізні терміни вагітності і є наслідком порушення матково-плацентарного кровотоку (гіпертензивні хвороби матері, аутоімунні захворювання, прееклампсія та ін).
Виявляють гостру плацентарної недостатності (інфаркт, тромбоз, передчасне відшарування плаценти) і хронічну плацентарну недостатність (при хронічній недостатності матково-плацентарного кровотоку). Гостра плацентарна недостатність призводить до гострої гіпоксії і, нерідко, смерті плоду; хронічна плацентарна недостатність викликає хронічну гіпоксію та затримку внутрішньоутробного росту (ЗВУР) плода. Профілактика плацентарної недостатності включає лікування захворювань та інфекцій матері до вагітності. Лікування плацентарної недостатності полягає поліпшення матково-плацентарного кровотоку та оксигенації плода, лікуванні материнських захворювань і ускладнень, що призвели до розвитку плацентарної недостатності.
Амніон, пупковий канатик і амніотична рідина
Зона контакту між амнионом і зародкової эктодермой (амниоэктодермальное повідомлення) має овальну форму і отримала назву первинного пупкового кільця. На п'ятому тижні розвитку через це кільце проходять наступні структури:
1) сполучний стеблинка, що містить алантоис і пупкові судини, які представлені двома артеріями і однієї віднем;
2) жовтковий стеблинка (яєчний протоку), який супроводжується желточными судинами;
3) канал, що з'єднує внутризародышевую і внезародышевую порожнину. Жовтковий мішок локалізується в хорионической порожнини, тобто в просторі між амнионом і хорионической платівкою.
Протягом подальшого розвитку амніотична порожнина швидко збільшується за рахунок хоріонічний порожнини, і амніон оточує сполучну ніжку і протоку жовткового мішка, з'єднуючи їх і утворюючи первинний пупковий канатик. В дистальній частині первинний пупковий канатик містить жовткову протоку і пупкові судини, а в проксимальній — петлі кишки і залишки аллантоїса.
Жовтковий мішок міститься в хоріонічний порожнини і повідомляється з пупковим канатиком своєю протокою. В кінці третього місяця амніон розширюється так, що вступає в контакт з хоріоном, і хоріонічного порожнину облітерується. Жовтковий мішок також облітерується. Порожнина живота тоді стає недостатньою для кишкових петель, які розвиваються, і деякі з них у складі пупкового канатика виштовхуються в внезародышевое простір. Ці виштовхнуті петлі кишки формують фізіологічну пупкову грижу. В кінці 3-го місяця розвитку кишкові петлі втягуються в тіло плоду, а порожнина в пупкового канатика заростає.
Після облітерації жовткового міхура і аллантоїса в пупкового канатика залишаються тільки пупкові судини, оточені вартоновой холодців— спеціалізованим типом сполучної тканини з високим вмістом протеогліканів, яка функціонує як захисне середовище для судин пупкового канатика. Стинкы пупкових артерій мають багато м'язових і еластичних волокон, які сприяють швидкому звуження і скорочення пупкових судин після перев'язування пупкового канатика.
Амніотична порожнина заповнена прозорою водянистою рідиною (амніотичною рідиною), яку частково виробляють амниотичні клітини і яка первинно відбувається з материнської крові. Кількість рідини зростає з 30 мл на 10-му тижні вагітності до 350 мл - на 20-му і 800-1000 мл - на 37-му тижні. Амніотична рідина дозволяє ембріону рухатися і пом'якшує поштовхи, відокремлює плід від амніона. Повний обсяг амніотичної рідини поновлюється кожні 3 години. З початку 5-го місяця плід починає заковтувати амніотичну рідину: він випиває близько 400 мл амніотичної рідини в добу, що становить половину її загальної кількості. З 5-го місяця у склад амніотичної рідини приєднується сеча плода, яка містить переважно воду (кінцеві продукти метаболізму видаляються плацентою). Під час пологів амніотична оболонка формує гідростатичний клин, який сприяє розширення цервікального каналу.
Клінічні кореляції
Аномалії пупкового канатика. При народженні дитини пупковий канатик має діаметр близько 2 см і довжину 50-60 див. Він зігнуту форму і може утворювати псевдовузли. При збільшенні своєї довжини пупковий канатик може охоплювати шию плода, без несприятливих наслідків, а дуже короткий пупковий канатик може викликати передчасне відшарування плаценти під час пологів. У нормі пупковий канатик має 2 артерії і 1 вену. В 1 з 200 новонароджених присутній лише 1 артерія, причому 20% таких дітей можуть мати вади серцево-судинної системи. Артерія пупкового канатика або не утворюється (агенезія), або дегенерують на ранніх стадіях розвитку.
Амниотичні перетяжки. Рідко розриви амніона в ранні терміни вагітності можуть привести до утворення амніотичних перетяжок, які охоплюють частини плода: кінцівки, пальці рук. Це викликає ампутації, кільцеві звуження, черепно-лицьові деформації.
Кровообіг плоду
Перед народженням плода кров від плаценти, приблизно на 80% насичена киснем, повертається до плоду через пуповинну вену. Основна маса цієї крові проходить через венозний протоку в нижню порожнисту вену, минаючи печінку. Невелика частина крові надходить в синусоїди печінки і змішується з кров'ю ворітної системи кровообігу.
Сфінктерний механізм у венозному протоці регулює надходження пуповинної крові в синусоїди печінки. Якщо при скороченнях матки венозний приплив зростає, цей сфінктер закривається, що запобігає перевантаження серця плода.
Після короткого шляху через нижню порожнисту вену, де плацентарна кров змішується з деоксигенованой кров'ю, що повертається з нижніх кінцівок тазу і нирок, вона потрапляє у праве передсердя. З правого передсердя кров потрапляє в овальний отвір завдяки дії клапана нижньої порожнистої вени, і основна маса крові переходить у ліве передсердя. Невелика частина крові залишається в правому передсерді завдяки затриманню її нижнім краєм вторинної перегородки — роздільним гребенем. Тут ця кров змішується з десатурированной кров'ю, яка повертається від голови і верхніх кінцівок через верхню порожнисту вену.
З лівого передсердя кров, яка змішується з невеликою кількістю десатурированной крові з легень, потрапляє в лівий шлуночок та висхідну аорту. Оскільки вінцеві і сонні артерії є першими гілками висхідної аорти, міокард і мозок поставляються добре оксигенированной кров'ю. Десатурованная кров з верхньої порожнистої вени через правий шлуночок потрапляє в легеневий стовбур.
Внаслідок того, що опір у легеневих судинах під час внутрішньоутробного життя висока, основна маса крові проходить безпосередньо в артеріальна протока і спадну аорту, де вона змішується з кров'ю з проксимальної аорти. З низхідній аорти кров прямує до плаценти двома пуповинної артеріями. Насичення крові киснем у пупкових артеріях становить близько 58%. На шляху від плаценти в органи плоду кров в пуповинній вені поступово втрачає високу насиченість киснем через змішування з десатурированной кров'ю. Змішування крові може відбуватися в кількох місцях:
1) в печінці (злиття з кров'ю, що повертається з ворітної системи);
2) в нижньої порожнистої вени (з кров'ю від нижніх кінцівок, таза і нирок);
3) у правому передсерді (з кров'ю від голови верхніх кінцівок);
4) змішування з кров'ю від легень;
5) змішування в місці входження артеріального протоку у низхідну аорту.
Зміни кровообігу плода при народженні викликаються припиненням плацентарного кровотоку і початком дихання. В цей час артеріальний (Боталов) протока закривається завдяки м'язовим скороченням її стінки і кількість крові, що проходить через легені, зростає. Це призводить до збільшення тиску в лівому передсерді. В цей час тиск у правому передсерді зменшується внаслідок припинення плацентарного кровотоку. Тоді первинна перегородка накладається на вторинну, і овальний отвір закривається функціонально. В судинної системи плоду після народження відбуваються виражені зміни:
1. Закриття пупкових артерій завдяки м'язовим скороченням їх стінок, термічних і механічних подразників, змін в насиченні киснем. Повна анатомічна облітерація може тривати 2-3 міс. Дистальні частини пупкових артерій утворюють медіальні пупкові зв'язки, а проксимальні частини залишаються відкритими і утворюють верхні міхурі артерії.
2. Закриття пуповинної вени і венозної протоки відбувається відразу після закриття пупкових артерій. Кров з плаценти ще деякий час після народження може надходити до плоду. Після облітерації пуповинна вена утворює круглу зв'язку печінки в нижньому краї серповидної зв'язки. Венозний протоку проходить від круглої зв'язки до нижньої порожнистої вени, також облітерується і формує венозну зв'язок.
3. Закриття артеріального протоку внаслідок скорочення м'язової стінки настає майже відразу після народження і регулюється брадикініном і речовиною, яке вивільняється в легенях під час початкового вдиху. Повна анатомічна облітерація триває 1-3 міс. Облітерований артеріальна протока утворює артеріальну зв'язку.
4. Закриття овального отвору обумовлено підвищенням тиску в лівому передсерді і зменшенням тиску в правих відділах серця. З першим вдихом первинна перегородка притискається до вторинної. Протягом перших днів життя таке закриття є оборотним. Під час крику дитини відбувається скидання крові (шунт справа наліво, що викликає тимчасовий ціаноз новонародженого. Протягом року перегородки повністю зливаються, хоча у 20% осіб повного анатомічного закриття не відбувається (незарощення овального отвору).
