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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人体胚胎学

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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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新华网:2004.8,英国政府向纽卡斯尔大学颁发了世界上第一份进行以医疗为目的的克隆人类胚胎研究的合法执照


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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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spermatozoon

受精


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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


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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


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受精


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受精


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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)


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cleavage and the formation of blastocyst (1st week)


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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)


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cleavage and the formation of blastocyst (1st week)


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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


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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)

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


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