лекция 3

Лекция №3 Онтогенез

1. Гаметогенез

2. Эмбриональный период

3. Постэмбриональный период

Онтогенез – индивидуальное развитие организма от зиготы до биологической смерти. Прогенез – период до онтогенеза, включает гаметогенез и оплодотворение. Филогенез – эволюционное развитие вида.

Для человека характерно половое размножение, оно характеризуется: наличием половых желез, половых клеток, процессом оплодотворения, половым диморфизмом.

Гаметогенез – процесс образования половых клеток, овогенез – созревание яйцеклеток, сперматогенез – сперматозоидов. Гаметогенез происходит в половых железах организма. Гаметы образуются из клеток зачаточного эпителия, которые закладываются в эмбриональный период развития организма.

В процессе образования половые клетки – проходят три стадии:

1. Период размножения (клетки зачаточного эпителия делятся митозом);

2. Период роста;

3. Период созревания, клетки делятся мейозом, в результате, чего образуются гаметы (рис. 5).

Рис. 5. Деление половых клеток

Сперматозоиды созревают в семенных канальцев семенников. Между семенными канальцами расположена интерстициальная ткань, продуцирующая мужской половой гормон – тестостерон. Мужские половые гормоны – андрогены, регулируют детородную функцию, гаметогенез, формирование вторичных половых признаков. Сперматозоиды созревают 70 дней. В семенных канальцах находятся гаметы на разных стадиях созревания. В 5мл. семенной жидкости у человека содержится 12 млн. сперматозоидов. Они заряжены отрицательно, заряд препятствует их слипанию. Большое количество мужских гамет биологически целесообразно, уменьшение их численности на 40%, делает процесс оплодотворения не возможным. Сперматозоиды это мелкие подвижные клетки, состоят из головки, шейки, хвоста. На головке находится акросома, видоизмененная лизосома, в ней содержатся ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки при оплодотворении. Продолжительность жизни от 6 до 72 часов.

Овогенез начинается в эмбриональный период развития женского организма. На стадии профазы первого деления мейоза, когда происходит конъюгация и кроссинговер, наступает временная пауза. Дальнейшее развитие яйцеклетки возобновляется в период полового созревания девочки. Под действием женских половых гормонов – эстрогенов, вокруг ооцита первого порядка образуется фолликул, клеточный пузырек, защищающий и питающий клетку.

По мере созревания фолликул продвигается к краю яичника и затем лопается, эту стадию развития яйцеклетки называю яичниковой или фолликулярной, она продолжается 12 дней. Разрыв фолликула выход яйцеклетки из яичника в брюшную полость называют – овуляция.

После овуляции возможно оплодотворение. Женская гамета захватывается бахромками маточной трубы. С помощью реснитчатого эпителия она продвигается в матку, маточная стадии продолжается 12-14 дней. К этому времени под действием женских половых гормонов, эпителий матки разрыхляется. Если оплодотворение не произошло, эпителий и яйцеклетки выводятся из организма, в результате сокращения гладкой мускулатуры стенок матки. Этот процесс называется мензис, он длится 3-4 дня. Таким образом, время от начала образования фолликула и до наступления мензиса составляет 20-30 дней и называется овариально-менструальный цикл (рис. 6).

Рис. 6. Овуляция и имплантация яйцеклетки в матку

Он включает яичниковую стадию, маточную и мензис. В течение овариально-менструального цикла перестраивается вся репродуктивная система женщины, меняется качественный и количественный состав гормонов, изменяется работоспособность, сила гибкость, выносливость. Физиологические изменения женского организма учитываются при организации тренировочного процесса.

Оплодотворение – это слияние яйцеклетки и сперматозоида. Различают три этапа оплодотворения:

1) акросомальная реакция (20 секунд) – растворение оболочки яйцеклетки ферментами акросомы и проникновение сперматозоида в яйцеклетку. Считают, что в яйцеклетку проникает тот сперматозоид, который создает на мембране яйцеклетки наибольший потенциал проникновения (возбуждение);

2) временная пауза – в яйцеклетке не происходит видимых изменений, усиливается обмен веществ;

3) слияние ядер яйцеклетки и сперматозоида, восстановление диплоидного набора хромосом.

Оплодотворение происходит в верхней трети маточной трубы. Оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой. С образованием зиготы начинается онтогенез человека.

2. Онтогенез человека включает два этапа: эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный этап развития продолжается от зиготы до рождения. Включает стадии: зиготы, бластулы, гаструлы, гистогенеза, органогенеза.

Зигота – многократно делится митозом, в результате чего образуется многоклеточный однослойный зародыш – бластула. Бластула не увеличивается в размерах, так как в это время она находится в маточной трубе и должна свободно продвигаться в матку. На шестой день она попадает в матку и прикрепляется к ее стенке, погружаясь в разрыхленный эпителий. Это процесс называется имплантация. Зародыш продолжает развиваться и становится двух, затем трехслойным. На этом этапе развития его называют гаструлой. В результате образуется три зародышевых листка: эктодерма, эндодерма, мезодерма. Из зародышевых систем образуются ткани и органы.

Таким образом: бластула – однослойный зародыш, гаструла – двух и трехслойный зародыш. Гистогенез – закладка тканей из зародышевых листков. Органогенез – закладка органов. В возрасте 8 недель масса зародыша человека составляет 4 г, размер 5мм. К этому времени у него произошли формообразовательные процессы, он приобрел контуры человеческого тела. После восьми недель беременности зародыш человек называют плод.

В процессе развития эмбриона человека формируются провизорные органы, которые после рождения утрачивают свои функции. К провизорным органам относятся: зародышевые оболочки, хорион, амнион и плацента, пупочный канатик. Плацента обеспечивает тесный контакт капилляров ребенка и матери. Развивающийся организм получает через плаценту питательные вещества, кислород, антитела, выводит продукты обмена. Плацента выполняет барьерную функцию, защищает эмбрион от микроорганизмов, некоторых лекарств и токсинов (рис. 7).

Рис. 7. Плацента

1 – матка; 2 – амнион; 3 – эмбрион; 4 – околоплодные воды; 5 – плацента; 6 – капилляры плаценты; 7 – вены; 8 – артерии

Тонкие механизмы формирования органов и тканей ребенка могут быть нарушены при воздействии, ядовитых, наркотических веществ, алкоголя, никотина, содержащихся в крови матери. Нарушения эмбрионального развития человека называются врожденными уродствами и пороками развития. К ним относятся: «волчья пасть» (отсутствие верхнего неба), «заячья губа» (несрастание верхнечелюстных костей), полидактилия (лишние пальцы), синдактилия (сросшиеся пальцы). Неблагоприятные факторы среды, вызывающие врожденные пороки развития называются тератогенными (вызывающие уродства) (рис. 8).

Рис. 8. Факторы среды влияющие на развитие организма человека

Эмбриональный период развития человека длится 36 недель.

3. Период после рождения и до биологической смерти называется постэмбриональным. Он включает ювенильный, пубертатный периоды развития и старение.

Ювенильный – период до полового созревания. Пубертатный – период половой зрелости.

В спортивной практике, физиологии, педагогике, психологии, используется следующая возрастная периодизация постэмбрионального онтогенеза человека.

В период от 1 до 10 дней ребенок называется новорожденный;

С 10 дней до 1 года – грудной;

с 1 года до трех – период раннего детства;

с 4 до 7 лет – первое детство;

с 8 лет до 12 у девочек, и до 13 у мальчиков второе детство;

с 12 лет до 15 у девочек и с 13 до 16 у мальчиков – подростки;

17-21 (юноши), 16-20 лет (девушки) – юношеский возраст;

20-55 у женщин и 21-60 у мужчин период половой зрелости (пубертат);

от 55 и 60 до 70 – пожилые люди;

от 70 до 90 старики;

более 90 долгожители.

В онтогенезе человека существуют сенситивные и критические периоды.

Критические периоды характеризуются повышенной активностью отдельных генов и их комплексов, контролирующих развитие, каких либо признаков организма. В эти периоды происходит значительная перестройка регуляторных процессов, качественный и количественный скачок в развитии отдельных органов и функциональных систем. В эти периоды организм наиболее чувствителен к воздействию факторов окружающей среды. Критическими периодами онтогенеза считают имплантацию, плацентацию, закладку осевых органов, нервной и кишечной трубки, хорды, формирование сердца и другие.

Если женщина заболеет краснухой между 3-й и 9-й неделями беременности, то возникает риск развития у плода таких пороков, как порок сердца, катаракта, глухота. В другие сроки краснуха не вызывает пороков развития плода.

Сенситивные периоды – это периоды снижения генетического контроля и повышенной чувствительности отдельных признаков организма к средовым влияниям, в том числе педагогическим и тренерским. Так сенситивный период проявления различных показателей качества быстроты приходится на возраст 11-14 лет и к 15-летнему возрасту достигается его максимальный уровень, когда возможны высокие спортивные достижения. Сходная картина наблюдается в онтогенезе и для проявления качества ловкости и гибкости.

Для тренеров и педагогов, работающих в области физического воспитания и спорта, знание сенситивных периодов имеет важное практическое значение, так как в сенситивные периоды обеспечивается наибольший тренировочный эффект.

7