Андрей Сазонов
Твоя жизнь до рождения: тайны эволюции человека
Неделя вторая, она же четвертая, или От группы клеток – к организму
«Прогресс – закон природы»
Вольтер
У внимательных читателей по завершении прочтения предыдущей главы мог возникнуть вопрос – чем питается эмбрион во время имплантации? Вопрос правильный и абсолютно закономерный. До имплантации эмбрион живет тем, что получил по наследству от яйцеклетки, то есть питается теми веществами, которые содержались в ее цитоплазме, но эти запасы далеко не вечны, и их явно будет недоставать после того, как эмбрион начнет активно расти.
Когда имплантация состоится, и будет налажена надежная связь с кровеносными сосудами матери, эмбрион станет получать питание от материнского организма. Но что он будет есть до этого налаживания связи?
Ответ: «Эмбрион временно прекратит питаться» является неправильным. Не забывайте о том, что сдерживающая рост оболочка лопнула и начался процесс активного роста. Рост без питания невозможен, это все равно, что строительство без стройматериалов.
На самом деле в первые дни внедрения зародыш питается продуктами распада клеток эндометрия, которые он сам же и разрушил. Впитывание питательных веществ осуществляется через трофобласт. Такой вот разбой происходит в недрах организма женщины, готовящейся стать матерью.
Имплантация эмбриона в эндометрий
Что делает воинское подразделение, прибыв в район соприкосновения с противником? Первым делом роются укрытия – землянки и окопы. Когда защита налажена, решаются вопросы снабжения и принимаются меры по укреплению обороны. Безопасность – это такое дело, с которым перестараться нельзя. Как говорится: «Кашу маслом не испортишь».
Примерно так же ведет себя эмбрион, попавший в полость матки. Прежде всего он роет землянку и прячется в нее…
Обратите внимание на следующее обстоятельство. Эмбрион внедряется в матку полностью, а не частично! Имплантация завершается после полного погружения эмбриона в эндометрий. Образовавшаяся при этом рана к концу второй недели полностью заживает и эмбрион оказывается отделенным от полости матки слоем клеток эндометрия. Так глубоко эмбрион прячется неспроста – в этот период ему нужна надежная защита, ведь он такой слабый и ранимый. Правда в «землянке» эмбрион просидит считанные дни, потому что очень скоро ему там станет тесно и придется вылезти на поверхность, то есть в полость матки.
В первый день второй недели эмбрионального развития имплантация завершается. Рана в эндометрии потихоньку зарастает, а эмбрион сидит в своей «землянке», занимается налаживанием снабжения и крепит оборону. Ну а если серьезно, то после завершения имплантации начинается формирование внезародышевых органов – амниона, хориона, желточного мешка, аллантоиса и плаценты.
Внезародышевые органы непосредственно к эмбриону не относятся, находятся вне его, но служат для его пользы.
Если о существовании плаценты знают многие, то прочие внезародышевые органы известны только врачам и биологам. Давайте познакомимся с ними, хотя бы в общих чертах. Надо же представлять, какое богатство было у нас с вами во внутриутробном периоде, надо же знать «в лицо» те органы, которые мы потеряли.
Амнион – это орган, обеспечивающий водную среду для развития эмбриона. Амнион состоит из амниотической оболочки и вырабатываемой ею амниотической жидкости или околоплодных вод. Клетки амниотической оболочки не только вырабатывают околоплодные воды, но и всасывают их обратно. В результате постоянного обновления амниотической жидкости в ней поддерживается состав, необходимый для эмбриона, и происходит ее частичная очистка. Жидкость содержит питательные вещества – белки, жиры, глюкозу, а также гормоны, соли, витамины и продукты жизнедеятельности плода. Питательные вещества поступают в организм плода при проглатывании амниотической жидкости, которое начинается примерно на восемнадцатой неделе внутриутробного развития, а до тех пор, пока не сформировались соответствующие органы, всасывание осуществляется через кожу. Но питание плода – не самая главная функция амниона. Прежде всего он защищает плод от неблагоприятных внешних воздействий, в том числе и от возбудителей инфекций и создает благоприятную среду для роста и развития. Защита и комфорт, надежная и удобная оборона – вот что такое амнион.
Амнион появляется в конце второй недели развития, на второй стадии гаструляции. Сначала образуется небольшой пузырек, который постепенно разрастается и окружает зародыш полупрозрачной амниотической оболочкой.
Амнион
Желточный мешок, как нетрудно догадаться по названию, представляет собой хранилище питательных веществ, необходимых для развития эмбриона. Он существует недолго – появляется на второй неделе развития, чтобы исчезнуть на восьмой. Если сначала желточный мешок прилегает к телу эмбриона, то впоследствии он отдаляется и связь между мешком и эмбрионом осуществляется при помощи полого канатика, который называется «желточным стебельком».
С третьей недели необходимость в желточном мешке, как в «продовольственном складе» отпадает, потому что к этому времени устанавливается связь плода с материнским организмом. Однако желточный мешок ненадолго задерживается в организме в качестве кроветворного органа, образующего первые клетки крови и первые кровеносные сосуды. Также в стенке желточного мешка вырабатываются гонобласты, первичные половые клетки, которые с кровью переносятся из мешка к половым железам, а если точнее, то к их зачаткам. В начале внутриутробного периода органов мало и каждому из них приходится выполнять целый набор функций.
После восьмой недели желточный мешок подвергается обратному развитию, исчезает навсегда. Мавр сделал свое дело, мавр может уходить.
«Много ли желтка содержится в желточном мешке человеческого эмбриона?» – частенько спрашивают студентов коварные экзаменаторы. «Его там совсем нет!» – отвечают умные знатоки и получают «отлично». Да, действительно, в желточный мешок человека, а также других млекопитающих практически не содержит желтка. Он заполнен белковой эмульсией – вода плюс молекулы белка. «Желточным» мешок назвали в честь яичного желтка, это ассоциативное название, не более того.
Следующий внезародышевый орган – это аллантоис. Аллантоис представляет собой небольшой пальцевидный отросток, образующийся из клеток желточного мешка. Аллантоис считается одной из зародышевых оболочек, но по сути дела это мешок из пористой ткани,[8] принимающий участие в дыхании плода и в усвоении им питательных веществ. У человека и других млекопитающих аллантоис большой роли не играет и уже на втором месяце эмбрионального развития исчезает, становится частью пупочного канатика, связывающего эмбрион с плацентой. А вот у яйцекладущих птиц и рептилий роль аллантоиса очень важна – он накапливает отходы жизнедеятельности находящегося в яйце эмбриона. Если эти отходы не изолировать в «мешке», они могут попасть обратно в эмбрион и вызвать отравление.
Внезародышевые органы
Пупочный канатик, или пуповина – это еще один внезародышевый орган, который представляет собой плотный упругий тяж длиной до пятидесяти сантиметров и диаметром от полутора до двух сантиметров. В пупочном канатике проходят две пупочные артерии и одна вена. Кровеносные сосуды пупочного канатика окружены густой слизью, похожей на студень. Этот студень предохраняет сосуды от сжатия.
Хорион, он же ворсинчатая оболочка развивается из трофобласта и среднего зародышевого листка, называемого «мезодермой». Забегая немного вперед, скажем, что в начале третьей недели эмбрионального развития в ворсинки хориона врастают кровеносные капилляры, что делает возможным питание эмбриона за счет веществ, содержащихся в крови матери. Ворсинки образуются только на той части хориона, которая обращена к стенке матки. Сбоку и сзади, где от полости матки эмбрион отделяет только слой клеток эндометрия, хорион остается гладким.
Схематическое изображение кровеносной системы матери и плода
Вместе с приросшей к нему амниотической оболочкой ветвистый хорион образует так называемую «плодную часть» плаценты, то есть ту, которая формируется за счет резервов эмбриона. Материнский организм тоже вносит свою лепту в обеспечение взаимной связи – клетки эндометрия формируют материнскую часть плаценты. Эмбрион – не иждивенец, он принимает самое активное участие в устройстве своего самого первого в жизни жилища.
Разговор о плаценте мы продолжим в следующей главе. Пока что о ней было упомянуто только для того, чтобы перечень внезародышевых органов был полным.
Эмбрион поступает очень предусмотрительно. Внедрившись в слизистую оболочку матки, он прежде всего уделяет внимание тем органам, которые станут оберегать и питать его на всем протяжении внутриутробного периода. Так и хочется воскликнуть: «Ах, если бы нам проявлять такую предусмотрительность в последующие периоды жизни!»
Вторая неделя эмбрионального развития – это период начала формирования внезародышевых органов. Завершается она второй стадией гаструляции – образованием гаструлы, «чаши», состоящей из трех зародышевых листков – эктодермы, мезодермы и энтодермы. Мезодерма, как уже было сказано, – это средний зародышевый листок. Эктодерма – наружный, а энтодерма, соответственно, внутренний. Для пущей простоты мы в дальнейшем не будем употреблять мудреные греческие термины, а станем просто называть зародышевые листки по их расположению – наружный, средний, внутренний.
Часть среднего зародышевого листка участвует в формировании плаценты. Два других листка ничего внезародышевого не образуют, занимаются только строительством эмбриона.
Этап гаструляции примечателен многим. Например, тем, что именно в этот момент гены эмбриона начинают работать «в полную мощь» – идет активное считывание информации с молекул ДНК и согласно этой информации в дальнейшем будет вестись «строительство» организма эмбриона.
Другая выдающаяся особенность гаструляции – это образование кранио-каудальной или, если по-русски, черепно-хвостовой оси. Эмбрион получает пространственную ориентацию. У него формируется головной (краниальный) полюс и полюс хвостовой (каудальный). Вдобавок появляется серединная ось симметрии, которая делит тело эмбриона на две зеркально симметричные половины. Теперь у эмбриона есть перед и зад, верх и низ, левая и правая стороны, а не только три зародышевых листка. И это замечательно. Сделан еще один шаг на пути от зиготы к новорожденному ребенку! Но до обособления тела эмбриона от окружающих его структур еще далеко – целая неделя! Можно сказать – вечность.
Но если бы в свое время что-то пошло не совсем так, как пошло, то живые организмы на нашей планете (и мы с вами в том числе), могли бы не иметь осевой симметрии. Не спешите пугаться – симметрия не является обязательным условием жизни. Точно так же, как и постоянная форма организма. Так, например, амебы, одноклеточные простейшие микроорганизмы из семейства амебовых не обладают симметрией, да вдобавок еще и форму свою все время меняют, образуя постоянно возникающие и исчезающие выросты, называемые «ложноножками». Ложноножки позволяют амебам передвигаться.
И ничего – преспокойно живут-поживают себе эти «непостоянные» амебы. Не смотрите на них свысока, с позиций Венца Эволюции. Выпускать ложноножки амебам позволяет сложная мышечная структура, находящаяся под клеточной мембраной. Эта структура – плод длительной эволюции, так что не очень-то они и простые, эти амебы. К классификационному царству простейших их отнесли только потому, что они одноклеточные, но одноклеточность не означает примитивного строения…
Амеба
Но вернемся к нам, симметричным и обладающим постоянством формы тела. В третью неделю своего развития эмбрион человека вступает уже как организм, а не как группа клеток, объединенная общей оболочкой. И пускай этот организм пока еще устроен крайне примитивно… Впрочем – нет, не примитивно! К организму, состоящему из клеток, имеющих невероятно мощный потенциал развития по самым разнообразным направлениям, слово «примитивный» применять нелепо. Лучше будет сказать так: «И хотя этот организм пока еще не раскрылся во всей своей красе, но это все же ОРГАНИЗМ»!
Девиз второй недели эмбрионального развития: «От группы клеток – к организму».
Иммунологические методы позволяют диагностировать беременность спустя одну-две недели после зачатия. Примерами таких методов служат радиоиммунологический метод количественного определения хорионического гонадотропина в сыворотке крови или же экспресс-методы выявления этого гормона в моче. Широко распространенные тест-системы для быстрого определения наличия или отсутствия беременности основаны на изменении цвета реактива при положительной иммунной реакции, то есть при взаимодействии молекул гонадотропина с антителами (белками, выработанными иммунной системой для связывания молекул гонадотропина). Эти тест-системы имеют довольно высокую, но все же не стопроцентную чувствительность, а вот анализ крови дает точный и окончательный ответ на вопрос о наличии беременности.
Кстати говоря, первый в истории человечества тест на беременность, сведения о котором дошли до нас, существовал в Древнем Египте. Согласно методике, описанной в одном из найденных папирусов, следовало насыпать песок в два мешка и посадить в один мешок зерна ячменя, а в другой – зерна полбы.[9] Зачем-то в оба мешка также нужно было положить финики. Зерна следовало ежедневно поливать мочой женщины. Если зерна начинали расти, то это означало, что женщина беременна. Если начинал прорастать ячмень, то это указывало на мужской пол плода, а проросшая пшеница – на женский. При отсутствии беременности никакие зерна прорастать не должны. Современная наука не может объяснить сути подобного теста, а результаты его проведения оказались противоречивыми, так что тест с зернами можно считать чем-то вроде исторического анекдота, не более того.
Осталось только сказать, что такое хорионический гонадотропин, и на этом можно будет закончить главу. Это гормон, который начинают вырабатывать клетки хориона после имплантации эмбриона, то есть – с начала беременности. Затем, с образованием плаценты, эстафету по выработке гонадотропина принимает она. В период с седьмой недели по одиннадцатую выработка хорионического гонадотропина бывает максимально высокой, а затем постепенно снижается.
Главная роль хорионического гонадотропина заключается в том, что он продлевает жизнь желтого тела (помните такое?), которое в течение менструального цикла существует около двух недель, а затем рассасывается. Благодаря гонадотропину желтое тело живет до десятой, а то и двенадцатой недели беременности, вырабатывая нужные организму женщины гормоны эстроген и прогестерон, причем в значительных количествах. Затем выработку этих гормонов начинает «созревшая» плацента, и желтое тело отмирает. Кроме этого хорионический гонадотропин стимулирует развитие плаценты и поддерживает ее функциональную активность.
Смотрите, как интересно получается. Плацента вырабатывает гормон, который способствует ее развитию, а пока она развивается, обеспечивает выполнение ее функций другим органом – желтым телом. Как говорится: «Если сам о себе не позаботишься, то ляжешь спать голодным».
* * *
ЭМБРИОН – ЦЕНТРУ
Внедрение прошло успешно. Наладил связь с местной резидентурой и получил указания относительно дальнейшей работы. Принял меры по обеспечению конспирации. Приступаю к выполнению задания. Следующий выход на связь – через неделю.
Неделя третья, она же пятая, или Неделя установления связи между эмбрионом и матерью
«– А что означает "приручить"?
– Это понятие давно забыто, – ответил Лис. – "Приручить" означает – создать узы.
– Узы?
– Да, узы, – сказал Лис. – Ты для меня пока что всего лишь маленький мальчик, один из ста тысяч маленьких мальчиков. Ты мне не нужен, и я тебе тоже не нужен. Я для тебя просто лисица, точно такая же, как и сто тысяч других лисиц. Но если ты меня приручишь, то мы станем нужны друг другу. Ты станешь для меня единственным мальчиком на свете, и я буду для тебя единственным…»
Антуан де Сент-Экзюпери, «Маленький принц»
Вы уже знаете, что в начале третьей недели эмбрионального развития устанавливается прочная и нерушимая связь между кровеносными системами матери и плода. В ворсинки хориона врастают кровеносные капилляры, которые погружаются в углубления, наполненные материнской кровью. Это делает возможным питание эмбриона за счет веществ, содержащихся в крови матери.
Контакт кровеносных систем матери и плода
Обратите внимание вот на что. Кровеносные сосуды плаценты не срастаются с материнскими кровеносными сосудами, а погружаются в наполненные материнской кровью углубления, по-научному называемые «лакунами». В лакуны кровь поступает из материнских капилляров.
Вопрос на сообразительность – зачем нужны лакуны? Не проще ли бы было соединить материнские и планцентарные капилляры в одну замкнутую систему?
Вариант «это невозможно из-за высокой сложности» не принимается. Такие «сложности» для нашего высокоразвитого организма – сущий пустяк.
Подсказка: вспомните, чем заканчивается период внутриутробного развития.
Родами он заканчивается! А после того, как родится ребенок, должна выйти наружу и плацента. По завершении беременности ей в матке делать нечего. И что было бы при сращении плацентарных капилляров с материнскими? Массовый разрыв капилляров в растянутой матке, причем – капилляров, хорошо наполняемых кровью. Развившееся вследствие этого кровотечение было бы смертельным. Такие вот дела. А так капилляры матки после отделения плаценты остаются в целости и сохранности. Отмечается небольшое кровотечение из лакун, но оно быстро прекращается. Как только лакуны опустеют, так и прекращается. Это не опасно.
Есть еще одно важное возражение против объединения кровеносной систем матери и плода. Кровь взрослого человека и кровь эмбриона-плода – это совершенно разные субстанции, которые нельзя смешивать. Опять же у матери и плода могут быть разные группы крови (подробнее об этом мы поговорим в начале фетального периода).
Плацента – это орган дыхания.
Плацента – это орган питания.
Плацента – это орган выделения.
Плацента – это орган зашиты.
Плацента – это эндокринный орган, она вырабатывает гормоны, которые обеспечивают нормальное течение беременности.
Об эндокринной функции плаценты хотелось бы сказать подробнее потому что эта функция известна только врачам. Но согласитесь, что самоотверженный труд заслуживает всеобщего признания, а для этого нужна информация, нужна популярность. Короче говоря, «народ должен знать своих героев».
Итак, в плаценте, кроме уже известного вам хорионического гонадотропина, образуются следующие гормоны:
– плацентарный лактоген, стимулирующий развитие молочных желез и их подготовку к выработке молока;
– пролактин, непосредственно обеспечивающий эту выработку;
– прогестерон, стимулирующий рост эндометрия и предотвращающий овуляцию в период беременности;
– эстрогены, которые вызывают интенсивное разрастание эндометрия и выполняют ряд других важных функций, присущих половым гормонам.
Учтите, что были названы самые важные гормоны, вырабатываемые плацентой. Кроме них плацента вырабатывает еще с десяток веществ, но мы с вами в такие дебри углубляться не будем. Для восхищения и преклонения достаточно сказанного.
В древнекитайской медицине, которая при близком знакомстве оказалась процентов на восемьдесят ненаучной, плаценту считали средоточием жизненной энергии. Ее высушивали, измельчали и добавляли во многие укрепляющие снадобья. В соседней с Китаем Корее использовали не порошок сушеной плаценты, а пепел, образовавшийся после ее сжигания, причем такое «лекарство» было индивидуальным – корейцы предпочитали лечиться пеплом от своей плаценты. На Руси же издавна было принято не выбрасывать плаценту, а уважительно «хоронить» ее, причем обязательно пуповиной вверх. Пуповина, обращенная вниз, грозила ребенку ранней смертью, а матери – бесплодием.
Новое, как известно, – это хорошо забытое старое. В наше время из плаценты готовятся лекарственные капсулы, которые женщина принимает после родов. Считается, что поедание (давайте уж будем называть вещи своими именами) собственной плаценты укрепляет организм после родов. Разумеется, каждая женщина вправе поступать с плацентой так, как ей вздумается, но научного подтверждения у этого якобы лечебного метода нет.
Эмбрион на третьей неделе вырастает до довольно крупных (если сравнивать с яйцеклеткой) размеров. Длина его может доходить до двух десятых миллиметра, а вес – до трех микрограмм.
Чем заняться «великану», который добрался до места проживания, внедрился, наладил надежную связь с организмом матери, а также позаботился о своей защите и своем комфорте?
Собой! Разумеется – собой. Надо расти и развиваться согласно полученной от родителей генетической программе.
Клетки зародышевых листков начинают распределять функции между собой. Эти клетки пока еще остаются стволовыми, имеющими широкие возможности. Из них, как вы помните, может вырасти все что угодно, за исключением целого организма. Теперь пора определяться, кто за что будет отвечать, кому во что превращаться. Процесс распределения функций не просто ответственный, а архиответственный. Если на этом этапе произойдет какой-то сбой, то ребенок родится с выраженными отклонениями в строении тела, а то и не родится совсем.
К шестому или седьмому дню третьей недели это распределение заканчивается, и клетки начинают работать – создавать зачатки органов. А сам эмбрион начинает обособляться от своего окружения. В первую очередь он «отталкивает» от себя желточный мешок, который уже перестал играть роль продовольственного склада и превратился в орган кроветворения. Перемычка между телом эмбриона и мешком растягивается в связующий канатик. Отдаление мешка дает возможность амниотической оболочке полностью окружить весь эмбрион. На этом комплекс защитно-оборонительных мероприятий можно считать выполненным. Граница на замке – можно жить спокойно.
На этой неделе у беременной женщины, возможно и не знающей пока о своей беременности, могут появляться слабые боли в нижней части живота, которые чаще всего рассматриваются в качестве предвестников менструации. Точно так же воспринимаются и скудные кровянистые выделения из влагалища. На самом же деле и боли, и выделения являются следствием имплантации бластоцисты и прорастания ворсин хориона в эндометрий.
Если бы в свое время эволюционная тропа свернула бы в другую сторону, то человеческий эмбрион не устраивался бы в матке так обстоятельно и надолго. На третьей неделе своего развития он уже готовился бы к выходу наружу, а примерно на четвертой выполз бы из влагалища и отправился на поиски сумки, в которой и продолжил свое развитие. Примерно так все происходит у кенгуру и других сумчатых животных. Плюсом сумчатости являются легчайшие роды, которых мать иногда и вовсе не замечает, а минусом – уязвимость крошечного эмбриона, пускай даже и спрятавшегося в специально предназначенной для него сумке на животе матери. Недаром же сумчатые животные стали тупиковой ветвью эволюции.
Третья неделя эмбрионального развития – это неделя установления связи между кровеносными системами эмбриона и матери.
* * *
ЭМБРИОН – ЦЕНТРУ
Начал подготовку к переезду в отдельный дом. Там удобнее будет работать. По соображениям конспирации планирую изменить внешность. Все, что хранилось в тайнике, израсходовал. Надеюсь на регулярные посылки из Центра. Следующий выход на связь – через неделю.
