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人体胚胎学

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人体胚胎学. human embryology. 杨志文. 胚胎学 ( embryology ): 研究生物个体发生、发育及其机制的科学 人体胚胎学 ( human embryology ): 研究人体胚胎发生、发育及其机制的科学 它不是研究人类起源的科学 Where the people come from?(F) Where I come from?(T). How did I come into this world???. 学习人体胚胎学的意义: 1 、 产科学、计划生育学的基础; 2 、 人体解剖学中器官形态、位置、毗邻关系、

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Presentation Transcript
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人体胚胎学

human embryology

杨志文

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胚胎学(embryology):

研究生物个体发生、发育及其机制的科学

人体胚胎学(human embryology):

研究人体胚胎发生、发育及其机制的科学

它不是研究人类起源的科学

Where the people come from?(F)

Where I come from?(T)

How did I come into this world???

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学习人体胚胎学的意义:

1、产科学、计划生育学的基础;

2、人体解剖学中器官形态、位置、毗邻关系、

形态和位置变异、各器官的相互关系;

3、小儿科中常见先天性疾病的正确诊断和治疗;

4、用唯物主义的观点观察人体、认识疾病;

学习人体胚胎学的方法:

1、观察胚胎标本、模型、切片、图谱;

2、时、空概念。

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人体胚胎学的发展:

预成论(preformation debate)

渐成论(epigenesis debate)

“重演律”:个体发生是种系发生的重演

sperm homunculus

father of modern embryology

father of medicine

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现代胚胎学:

分子胚胎学:前沿领域。分子生物学的理论和方法。

探索胚胎发生过程中基因表达的时间顺序、空间分布与调控

因素,研究基因表达产物即各种蛋白质在胚胎发育过程中

的作用,以从根本上阐明胚胎发育的分子过程和机理。

生殖工程学:新兴领域。

人工介入早期生殖过程→获得人们预期的新生个体。

主要技术:体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、卵质内单

精子或细胞核注射、配子和胚胎冻存等。

体外受精、胚胎移植→1978.7.25“试管婴儿”

体细胞核移植技术→1997年,克隆羊“多莉”

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news.xinhuanet.com

1978 年7 月25 日,英国曼彻斯特附近的奥德姆医院

Louise Brown世界首例试管婴儿

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“克隆羊之父”伊恩·威尔穆特

Dolly sheep born in Roslin Institute,Scotland.

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国际在线 http://www.crionline.cn2006.5.22,英国lingfield

双胞胎:爱玛·戴维斯:16 岁;妮亚姆:5 个月

由同一批冷冻胚胎发育而来、但相隔16 年出生

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治疗性克隆(therapeutic cloning):是发育生物学界提出的最新概念,旨在利用科学前沿的克隆技术和干细胞培养技术,来解决器官移植的两个根本性问题,即免疫排斥和供体来源不足。

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胚胎学总论 1

  • 重点
  • 受精
  • 卵裂和胚泡形成
  • 二胚层胚盘
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正常发育,人胚从受精到分娩,在母体子宫内历经38 周(约266 天)。

围产期(perinatal period):自妊娠满28 周

至产后1 周。

在临床,此时期的母体、胎儿及新生儿的保健

医学称为围生医学。

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人胚发育分期

(development period of the fetus)

①胚前期(preembryonic period):0 ~ 2 周

受精→二胚层胚盘形成

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development period of the fetus

②胚期(embryonic period):3 ~ 8 周

由3 个胚层形成各个重要器官的原基

胚体外形发育初具雏形

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development period of the fetus

③胎儿期(fetal period):9 周 ~ 出生

胎儿(fetus)逐渐长大,各器官系统生长发育

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development period of the fetus

质变※①胚前期(preembryonic period):0 ~ 2 周

②胚期(embryonic period):3 ~ 8 周

量变┅┅③胎儿期(fetal period):9 周 ~ 出生

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受精

生殖细胞(germ cell, 配子 gamete)

精子(男)和卵子(女)。

1、起源:卵黄囊壁上的原始生殖细胞

2、高度分化的性细胞

3、经两次成熟分裂

4、单倍体(23 条染色体)

生殖细胞的发生

精子的发生、成熟、获能

卵子的发生、成熟

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受精

精子发生(spermatogenesis)

精原细胞(46, XY)

睾丸生精小管

初级精母细胞(46, XY)

第一次成熟分裂

次级精母细胞(23, X;23, Y)

第二次成熟分裂

精子细胞

(23, X;23, Y)

精子(23, X;23, Y)

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受精

精子的发生和成熟

睾丸生精小管(人约需 64 ~75 天):

青春期

第一次成熟分裂

精原细胞 初级精母细胞

分裂增殖

变态

第二次成熟分裂

精子细胞

精子

次级精母细胞

无运动能力

(23, X;23, Y)

肌样细胞

(停留约2 周,雄激素及附睾管上皮细胞分泌肉毒碱、甘油磷酸胆碱、唾液酸等→渐获运动能力,但无与卵子结合能力)。

附睾

收缩

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去获能因子(decapacitation factor):

附睾管上皮

附属腺

受精

分泌物

精子的细胞膜表面

糖蛋白衣(glycoprotein coat)

精浆蛋白(seminal protein)

抑制受精

获能(capacitation):精子进入女性生殖管道后,在

管道上皮、主要是输卵管上皮分泌物作用下解除去

获能因子的抑制作用,获得与卵子结合的能力。

(淀粉酶分解去除精子头外的糖蛋白)

精子在女性生殖管道内存活 1~3 天,受精能力维持 20 小时左右。

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受精

卵子发生(oogenesis)

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受精

ovum

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受精

卵子的发生和成熟:

卵原细胞(46,XX)

初级卵母细胞(停滞于第一次成熟分裂前期)(46,XX)

排卵前36~48 小时

完成第一次成熟分裂

第一极体

(first polar body)

次级卵母细胞

(secondary oocyte;23,X)

位于卵周间隙

(perivitelline space)

退化消失

停留在第二次

成熟分裂中期

排卵后24小时

受精,完成第二次成熟分裂

未受精

24小时内退化

卵细胞(ovum)

(圆球形,外有透明带及放射冠包裹;23,X)

第二极体

(secondary polar body)

退化消失

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受精

受精(fertilization)

definition:成熟获能后的精子与卵子结合形成受精卵的过程

始:精、卵膜的接触;终:精、卵核的融合

time :排卵后 12 小时内

place:输卵管壶腹部

受精过程机制:精卵识别、粘连、结合、融合、卵细胞激活

正常成年男性一次射精 3~5 亿个

通过子宫和输卵管到达受精部位的精子有 300~500 个

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受精

受精过程三步曲

  • 精子穿过放射冠
  • 精子穿过透明带
  • 精、卵质膜融合,核融合
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受精

1.顶体反应(acrosome reaction)

精子顶体外膜与头部质膜:

融合→破裂 释放顶体酶

透明质酸酶(hyaluronidase)→ 放射冠细胞间基质

顶体素(acrosin)→ 透明带

2.精、卵质膜融合(sperm-oocyte membrane fusion)

3.皮质反应(cortical reaction)

精子进入→卵细胞向卵周间隙内释放皮质颗粒

小孔

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受精

4.透明带反应(zona reaction)

皮质颗粒(溶酶体酶样物质)→ 透明带构变(ZP3糖

蛋白分子变性→不再与精子结合)→人卵单精受精

(monospermy)

5.雌、雄原核(female and male pronucleus)形成

精子进入→次级卵母细胞完成第二次成熟分裂

卵子细胞核┄雌原核;精子细胞核膨大┄雄原核

6.受精卵(fertilized ovum)形成

雌雄原核接近→核膜消失→染色体混合→受精卵

(合子 zygote)

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受精

the significances of fertilization

1.次级卵母细胞完成第二次成熟分裂

2.恢复染色体数目(二倍体);促使遗传性变异

3.决定性别

(46, XX); (46, XY)

4.激活卵细胞,启动卵裂

使卵细胞代谢由缓慢转入旺盛→启动细胞分裂

分化→形成新个体

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受精

the conditions of fertilization

1、精、卵及时相遇

精子:进入女性生殖管道 20 小时内。

卵细胞:排卵后 12 小时内。

2、精子的数目和活力

不能受精:

精子数目 < 500 万/毫升精液

精液中异常精子 > 20%

精子活力 < 70%

3、生殖管道的通畅

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受精

受精理论在实践中的应用

1、有关避孕方法

(1)易孕期:排卵前后的4 ~ 5 天。

其余的时间较不易受孕称安全期。

(2)生殖管道不畅:避孕套、子宫帽、输精管结扎、

输卵管粘堵等。

(3)调节雌孕激素水平:避孕药。

2、人工受精

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受精

人工受精与“试管婴儿”

(artificial fertilization and test tube baby)

1、体内人工受精

精液→女性生殖管道(排卵期)→精、卵结合为受精卵→母体子宫内发育→母体娩出

2、体外人工受精(fertilization in vitro, IVF)

1969年:胚胎移植术(embryo transfer, ET)

在体外→精、卵结合为受精卵→桑椹胚或胚泡→移植到分泌期子宫→子宫内发育→母体娩出

称“试管婴儿”(test tube baby)

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受精

人 卵 体 外 受 精 和 胚 胎 移 植 模 式 图

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受精

1978 年:第一代“试管婴儿”(英:路易丝·布朗)

(1988 年:中国第一例)

输卵管堵塞、子宫颈粘液异常

1987 年:第二代“试管婴儿”

在体外直接将精子注入卵子胞浆内→受精→胚胎移植

卵母细胞单精子显微注射(intracytoplasmic sperm injection, ICSI)

免疫因素、精子寡少、精子弱动

第三代“试管婴儿”

体外受精获得的早期人胚→遗传学检测→胚胎移植

1997年:第四代“试管婴儿”

卵子活力差(身体不佳或高龄等)

卵浆置换术→体外受精→胚胎移植

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人胚早期发生(early development)

受精后8 周内的发生过程

  • 卵裂和胚泡形成(第 1 周)※
  • 二胚层时期(第 2周)※
  • 三胚层时期(第 3 周)※
  • 体节期(第4周)
  • 胚胎完成期(第 5 ~ 8周)
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卵裂和胚泡形成(第 1周)

cleavage and the formation of blastocyst (1st week)

极体

透明带

卵裂球

4 细胞期

(受精后40 小时)

2 细胞期

(受精后30 小时)

8 细胞期

(受精后3 天)

桑椹胚

(受精后3.5 天)

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cleavage and the formation of blastocyst (1st week)

卵裂(cleavage):受精卵进行的有丝分裂

特点:①伴随细胞分裂出现细胞分化

②分裂间期无细胞生长,且外包透明带,细胞随分裂

数目增加而体积变小

1、卵裂球(blastomere):卵裂形成的子细胞

2、输卵管:2细胞期(30小时)

4细胞期(40小时)

3、子宫腔:桑椹胚(morula):受精后 72小时;12~16细

胞;细胞紧密相贴形似桑椹,其外周有透明带包裹

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cleavage and the formation of blastocyst (1st week)

胚泡形成(formation of blastocyst):

1、胚泡(blastocyst):桑椹胚细胞继续分裂增多,

按一定规律排列,形似泡状。

2、滋养层(trophoblast):胚泡周围单层细胞。

从母体子宫内膜吸收营养。

3、胚泡腔(blastocyst cavity):胚泡中的腔,内

含液体。

4、内细胞群(inner cell mass):滋养层内面一侧

的细胞团。

5、极端滋养层(polar trophoblast):覆盖在内细

胞群外面的滋养层。参与胎盘形成。

第 4 天末,胚泡外面的透明带消失。

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二胚层时期(第 2 周)

第二周内的主要变化:

1. 胚泡→植入子宫内膜

2. 内细胞群→上、下胚层

3. 滋养层→早期绒毛膜

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二胚层时期(第2 周)

植 入 过 程

植入早期(第7 天)

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二胚层时期(第2 周)

植 入 过 程

第8 天

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二胚层时期(第2 周)

植 入 过 程

植入后期(第9 天)

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二胚层时期(第2 周)

植 入 过 程

植入完成(第12 天)

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二胚层时期(第2 周)

植入条件:

1、透明带准时消失;

2、幼胚正常发育和运输;

3、子宫内膜在分泌期;

4、内分泌调节正常。

异 位 植 入

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二胚层时期(第2 周)

胚泡植入(implantation)┄ 6~12 天

又称着床(imbed):胚泡逐渐埋入子宫内膜的过程

1.地点:子宫体、底内膜(功能层)

2.时间:子宫内膜分泌期

3.过程:6 天附着(极端滋养层);7 天侵入(分泌蛋白溶解酶);

12 天完成(上皮细胞修复缺口)

4.异常植入:

宫外孕(ectopic pregnancy):胚泡植入在卵巢、输卵管、

腹膜腔、肠系膜等处,以输卵管壶腹部和峡部为多见

前置胎盘(placenta previa):胚泡植入部位靠近子宫颈

妊娠晚期易发生胎盘早剥而致大出血

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二胚层时期(第2 周)

胚泡植入(implantation)

5.子宫内膜变化

功能层→蜕膜(decidua),分娩时脱落

蜕膜细胞(decidual cell):

来自固有层基质细胞,胞质内含大量糖原和脂滴

功能:供给胚泡营养、保护子宫内膜免受滋养层过度侵蚀

①底蜕膜(decidua basalis):

胚泡与子宫肌层之间;参与胎盘形成

②包蜕膜(decidua capsularis):胚泡表面

③壁蜕膜(decidua parietalis):①②以外

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二胚层时期(第2 周)

早期胚泡

晚期胚泡

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二胚层时期(第2 周)

胚泡植入(implantation)

6.胚泡变化

滋养层变化:单层→复层

①合体滋养层(syncytiotrophoblast):

表层,细胞融合,界限消失

②细胞滋养层(cytotrophoblast):

内层,细胞界限明显,分裂增殖→合体滋养层

③滋养层陷窝:合体滋养层内出现的腔隙

含来自子宫内膜的母体血

内细胞群变化:

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二胚层时期(第2 周)

内细胞群→二胚层胚盘

下胚层(hypoblast):面临胚泡腔的一层立方细胞

上胚层(epiblast):靠近滋养层的一层柱状细胞

二胚层胚盘(bilaminar germ disc):上、下胚层形成盘状结构

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二胚层时期(第2 周)

羊膜(amniotic membrane)

羊膜腔(amniotic cavity):

上胚层与羊膜之间腔隙(羊水)

胚外体腔膜(exocoelomic membrane):细胞滋养层内面,

由一层扁平细胞构成的膜。

初级卵黄囊(primary yolk sac):胚外体腔膜与下胚层相连。

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二胚层时期(第2 周)

次级卵黄囊(secondary yolk sac):

第2周末,下胚层周缘细胞沿胚外体腔膜

向下生长,形成单层立方上皮构成的囊

胚外中胚层(extraembryonic mesoderm):

胚泡腔内的星状细胞和细胞外基质分布于

羊膜、卵黄囊与细胞滋养层之间

胚外体腔(extraembryonic coelom)

胚外体壁中胚层:滋养层内面、羊膜外面

(extraembryonic somatopleuric mesoderm)

胚外脏壁中胚层:卵黄囊外面

(extraembryonic splanchnopleuric mesoderm)

体蒂(body stalk):胚外体腔扩大→少部分

胚外中胚层连于胚盘尾端与滋养层之间