Rozwój prenatalny

Z Encyklopedia Dzieciństwa
Skocz do: nawigacja, szukaj

Okres rozwoju prenatalnego (przedurodzeniowego) jest pierwszą, przebiegającą w środowisku wewnątrzmacicznym, fazą ontogenezy, obejmującą przemiany zachodzące od połączenia się gamet żeńskiej i męskiej do chwili narodzin, które cechuje największe w całym rozwoju osobniczym tempo przemian.

Połączenie się haploidalnych (1n) komórek rozrodczych: żeńskiej tj. oocytu II rzędu i męskiej – plemnika nosi nazwę zapłodnienia i ma miejsce zazwyczaj w górnej rozszerzonej części jajowodu. Zapłodnienie u człowieka ma charakter monospermiczny tzn. tylko jeden plemnik wnika do komórki jajowej (oocytu II rz.). Połączenie się jąder plemnika i komórki jajowej nosi nazwę kariogamii i doprowadza do powstania zygoty (zygos – sprzężony). W wyniku zapłodnienia odtworzona zostaje diploidalna (2 n) liczba chromosomów, decyduje się płeć, w zależności od chromosomu X lub Y gamety męskiej oraz rozpoczynają się podziały kariokinetyczne zygoty nazywane bruzdkowaniem.
Rozpoznanie ciąży jest możliwe już w pierwszym tygodniu po zapłodnieniu, dzięki temu, że w surowicy krwi kobiety pojawia się białko, które określone jest wczesnym czynnikiem ciążowym EPF (Elary Pregnaney Factor).

Cały okres od powstania zygoty do narodzin dzieli się zazwyczaj na trzy podokresy: podokres jaja płodowego, podokres zarodka i podokres płodu.
Podokres jaja płodowego to czas wędrówki bruzdkującej zygoty przez jajowód do jamy macicy, trwający ok. 8 dni tj. do zagnieżdżenia się (implantacji) w ścianie macicy.
Bruzdkowanie polega na wielokrotnym podziale mitotycznym zygoty, w wyniku którego powstają coraz mniejsze blastomery. Po 3 – 4 dniach od zapłodnienia jajo płodowe składa się 12 – 16 blastomerów i nazywa się morulą (przypomina owoc morwy). W stadium moruli jajo płodowe przechodzi do macicy. Komórki moruli są omnipotentne, niezdeterminowane w żadnym określonym kierunku rozwoju. Rozdzielenie się blastomerów na tym etapie (nawet już w stadium dwóch blastomerów) prowadzi do rozwoju prawidłowych zarodków tj. do ciąży mnogiej. Dalszy podział komórek moruli doprowadza do jej przekształcenia się w wypełniony płynem pęcherzyk tj. w blastocystę złożoną z komórek skupionych przy jednym biegunie tworzących węzeł zarodkowy (embrioblast), z którego powstanie ciało zarodka oraz komórek położonych obwodowo zdeterminowanych w kierunku utworzenia trofoblastu. Przeciętnie w okresie 7 dni po owulacji zaczyna się implantacja jaja płodowego w ścianie macicy. Komórki trofoblastu wydzielając enzymy lizosomalne niszczą nabłonek powierzchniowy a następnie zrąb łącznotkankowy ściany macicy co umożliwia zagłębienie się blastocysty w ścianie macicy. Implantacja jaja płodowego w macicy jest możliwa tylko wtedy, jeśli błona śluzowa macicy (endometrium) zostanie odpowiednio przygotowana (pogrubiona, ukrwiona z rozbudowaną warstwą gruczołową) przez oddziaływanie hormonów: estrogenów, progesteronu. Tak zmieniona błona śluzowa macicy nosi nazwę doczesnej, gdyż w takiej postaci będzie funkcjonowała do czasu porodu. Miejsce zagnieżdżenia się jaja płodowego zostaje stopniowo pokryte nabłonkiem powierzchniowym.
Podokres zarodka cechują intensywne przegrupowania komórek zarówno w obrębie węzła zarodkowego jak i trofoblastu. Węzeł zarodkowy zostaje przekształcony w dwuwarstwową tarczkę zarodkową złożoną z warstwy zewnętrznej ektodermy i warstwy wewnętrznej endodermy a ok. 15 dnia rozwoju między te dwie blaszki wściela się trzecia warstwa komórek wywodzących się ektodermy i tworzących trzeci listek zarodkowy – mezodermę. Trójwarstwowa tarczka nosi nazwę gastruli a cały proces nazywany jest gastrulacją.
Różnicowanie się trofoblastu prowadzi do powstania jednowarstwowej ściany – cytofrofoblastu i wielokomórkowego tworu – syncytiotrofoblastu. Dzięki trawiennym działaniom trofoblastu zarodek jest zaopatrywany w produkty odżywcze, pochodzące z endometrium.

W drugim tygodniu rozwoju zaczynają się tworzyć błony płodowe: owodnia powstaje z ektodermalnych komórek owodniotwórczych i niemal w tym samym czasie, w wyniku przekształceń trofoblastu, powstaje kosmówka.
Pod koniec trzeciego tygodnia cześć komórek ektodermalnych, zdeterminowanych w kierunku rozwoju układu nerwowego, tworzy płytę nerwową przekształcającą się w rynienkę, a następnie cewę nerwową, na której pojawiają się wybrzuszenia – pęcherzyki mózgowe. Od tego momentu ustala się oś zarodka: część głowowa, część ogonowa, strona grzbietowa i strona brzuszna.

Na początku czwartego tygodnia dotychczas płaska tarczka zarodkowa zwija się w wałeczek i unosi ku górze. Połączona jest z tworzącym się łożyskiem przez mezodermalne pasmo komórek tzw. szypułę brzuszną, która z czasem przekształci się w sznur pępowinowy.
Pod koniec czwartego tygodnia są już uformowane zawiązki wszystkich głównych układów (nerwowego, krwionośnego, oddechowego, pokarmowego, a także rozrodczego). Formuje się pęcherzyk sercowy, który kurczy się i rozkurcza (serce bije). Podczas piątego tygodnia tworzą się po bokach ciała zarodka łopatkowate wyrostki – zawiązki kończyn górnych i dolnych. Między piątym i ósmym tygodniem ciało zarodka bardzo się wydłuża i w sposób wyraźny wyodrębnia się głowa, tułów i kończyny. Zanikają szczeliny skrzelowe i wyrostek ogonowy. Na głowie widoczne są zawiązki oczu i uszu. Pod koniec ósmego tygodnia zarodek staje się płodem. Duża głowa stanowi połowę długości całego ciała. Gałki oczne przesuwają się ku przodowi, zrastają się połówki szczęki i tworzą się wargi – formują się rysy twarzy. Palce dłoni i stóp są wyraźnie rozdzielone. W okresie płodu, mimo że wiele układów osiąga już znaczny stopień rozwoju (przebieg rozwoju poszczególnych układów wchodzi już w zakres embriologii szczegółowej), to jednak swoje właściwe funkcje podejmą dopiero po urodzeniu. W okresie płodowym funkcje te spełnia łożysko.

W okresie prenatalnym funkcjonują cztery błony płodowe. Dwie z nich owodnia i kosmówka z czasem wchodzą w skład łożyska, natomiast omocznia i pęcherzyk żółtkowy istnieją tylko okresowo i nie odgrywają większej roli w rozwoju człowieka. Owodnia powstaje ok. 12 dnia rozwoju jako rozstęp w węźle zarodkowym, tworząc nad ciałem zarodka rodzaj namiotu. Jama owodni wypełnia się płynem, który zapewnia rozwijającemu się zarodkowi środowisko wodne stwarzające komfortowe warunki rozwoju. Z czasem przybywa płynu w owodni, którego objętość pod koniec ciąży wynosi ok. 1,8 l.
W wyniku przekształceń trofoblastu rozwija się druga z błon płodowych – kosmówka. Na jej powierzchni tworzą się liczne palczaste wyrostki – kosmki, które początkowo pokrywają całą powierzchnię kosmówki. Z czasem część kosmków zanika i tylko w tej części, która utworzy zarodkową część łożyska kosmki rozrastają się bardzo intensywnie, zwiększając w ten sposób powierzchnię kontaktu z błoną śluzową macicy – doczesną. W miarę rozrastania się owodni i przybywania płynu (wód płodowych) obie błony zrastają się tworząc worek płodowy.
Łożysko jest owalnym tworem o wadze ok. 500g i średnicy ok. 200mm. Łożysko jest narządem matczyno-płodowym, w którym odbywa się wymiana metaboliczna między krwią matki a krwią płodu. Krew matki i krew płodu nigdzie jednak nie mieszają się z sobą. Krążenie płodowe w łożysku jest krążeniem zamkniętym – krew płynie wyłącznie w naczyniach (dwie tętnice i jedna żyła rozgałęziające się w obrębie drzewa kosmkowego). Krążenie matczyne jest krążeniem otwartym – krew wylewa się z naczyń i omywa kosmki a jej zwolniony przepływ pozwala na dokonanie się wymiany łożyskowej przez tzw. barierę łożyskową, którą stanowi cienka ściana kosmka i śródbłonek naczyń włosowatych w obrębie kosmka.

Przenikanie substancji przez barierę łożyskową odbywa się na drodze dyfuzji (woda, tlen, elektrolity), transportu aktywnego dzięki właściwościom pinocytarnym tkanki łożyskowej (aminokwasy, cukry, witaminy i inne), przecieku biernego spowodowanego mikrouszkodzeniami bariery łożyskowej (drobnoustroje, toksyny).
Łożysko spełnia wiele funkcji. Dzięki wymienionym mechanizmom transportowym przez barierę łożyskową przenikają: tlen z krwi matki do krwi płodu i dwutlenek węgla z krwi płodu do krwi matki - (funkcja oddechowa), produkty odżywcze – (funkcja odżywiania), toksyczne metabolity wydalane do krwi matki – (funkcja wydalnicza). Łożysko pełni też funkcję gruczołu dokrewnego produkując estrogeny, progesteron i gonadotropiny łożyskowe.

Niezwykle istotna jest też funkcja ochronna, jednak ochrona ta nie jest całkowita. Przez barierę łożyskową przenikają czynniki infekcyjne (wirusy różyczki, ospy, odry, opryszczki; zapalenia mózgu oraz inne drobnoustroje jak np. krętki blade czy niektóre pierwotniaki), leki i używki (alkohol, nikotyna, kofeina), metale ciężkie, związki promieniotwórcze, rakotwórcze. Przez barierę łożyskową (w obie strony) mogą przenikać erytrocyty, leukocyty.
Długość okresu prenatalnego (długość ciąży) wynosi 10 miesięcy tzw. księżycowych, 40 tygodni tj. 280 dni (liczonych od pierwszego dnia ostatniej miesiączki). Wzrastanie w okresie wewnątrzłonowym jest regulowane przez inne mechanizmy niż te, które działają po urodzeniu. We wczesnej fazie okresu prenatalnego wzrost i rozwój zarodka przebiega zgodnie z programem genetycznym, podczas gdy w późniejszym okresie najbardziej istotne jest środowisko matczyne. W tym czasie główną rolę przejmuje łożysko, które jako tzw. jednostka matczyno-płodowa reguluje wzrastanie płodu w miarę dowozu tlenu i substratów ze środowiska matki. Rolę pośredniczenia w procesach wzrastania spełniają hormony, jednak nie jest to ta sama rola jaką spełniają po urodzeniu. Hormon wzrostu (GH – Growth Hormon), który występuje w okresie płodowym w bardzo wysokich stężeniach, ze względu na ograniczoną liczbę lub niedojrzałość receptorów nie odgrywa znaczącej roli we wzrastaniu.

Hormony tarczycy nie wpływają na wzrost płodu, tak jak ma to miejsce w okresie pourodzeniowym, ale odgrywają bardzo ważną rolę w rozwoju mózgu. Podstawową rolą we wzrastaniu płodu odgrywa insulina oraz specyficzne czynniki wzrostu (Growth Factors) syntetyzowane przez grupy komórek w różnych narządach. Do czynników pobudzających wzrost i rozwój płodu należą somatomedyny – insulinopodobne czynniki wzrostu (IGH-1 i IGH-2), które wraz z czynnikiem wzrostu komórek nabłonkowych (EGF) uważane są za główne regulatory procesów wzrastania i rozwoju w okresie prenatalnym. Największą rolę we wzrastaniu masy ciała ma środowisko matczyne. Jedną z najważniejszych przyczyn niskiej masy i długości urodzeniowej jest niewłaściwe odżywianie matki. Badania potwierdzają związek miedzy masą urodzeniową (poniżej 2500g) a występowaniem chorób przewlekłych u osoby dorosłej. Urodzeniowa masa ciała jest negatywnie skorelowana ze śmiertelnością z przyczyn sercowo-naczyniowych oraz tzw. zespołem metabolicznym.
W okresie 280 dni z zapłodnionej komórki jajowej rozwija się organizm złożony z ok. 200mln komórek. Z zygoty o średnicy ok. 02mm rodzi się noworodek o długości ciała ok. 50cm. Wymiar liniowy ciała powiększa zatem 2,5 tysiąca razy. Całkowita długość płodu w 9 miesiącu ciąży wynosi ok. 53 – 55cm, masa ciała ok. 3400 – 3500g.

Ogromne tempo zmian w okresie prenatalnym, sprawia, że wszelkie zakłócenia występujące podczas tego rozwoju mogą doprowadzić do powstania trwałych uszkodzeń znanych pod nazwą wad wrodzonych. Uszkodzenia te mogą powstawać już w okresie gametogenezy (gametopatie), w okresie powstawania blastocysty (blastopatie) nieco później podczas formowania się zarodka (embriopatie) lub w okresie płodowym (fetopatie).
Najcięższe wady powstają w okresie zarodkowym podczas wczesnej organogenezy (wady układu nerwowego, serca, kończyn, głuchota, ślepota, wady podniebienne i zębów i inne). Wady powstające w okresie płodowym należą do mniej licznych i najczęściej powodują opóźnienia wzrostu i zaburzenia czynnościowe.

Wady wrodzone wywoływane są czynnikami genetycznymi, do których należą mutacje pojedynczych genów lub aberracje chromosomów (najbardziej znane to zespół Downa- trisomia chromosomów 21 pary). Wady o podłożu genetycznym stanowią ok. 10% wszystkich wad. Z podobną częstością występują wady wywołane szkodliwym działaniem środowiska zewnętrznego – działaniem tzw. teratogenów (teras – monstrum). Najczęściej jednak wady wrodzone powstają pod wpływem działania obu wymienionych czynników – ich etiologia jest wieloczynnikowa a w ponad połowie wszystkich wad przyczyna nie jest znana. Wśród czynników teratogennych wyodrębnia się czynniki chemiczne (leki, hormony, pierwiastki metali ciężkich, środki konserwacji artykułów spożywczych, gazy spalinowe, w tym dym papierosowy) czynniki fizyczne (urazy mechaniczne, urazy termiczne, promieniowanie jonizujące, ciśnienie atmosferyczne, hałas i inne) czynniki infekcyjne (pierwotniaki, drobnoustroje, w tym większość chorób pochodzenia wirusowego – świnka, odra, grypa, różyczka i inne), czynniki odżywcze (w tym niedobory pokarmowe i używki). Obecnie jednym z najbardziej powszechnie występujących teratogenów jest alkohol, który powoduje wiele różnych zaburzeń pod nazwą zespołu alkoholowego płodu (FAS-Fetal Alkohol Syndrom). Noworodki z zespołem FAS cechuje szereg wad odnoszących się do stanu w chwili urodzenia i dalszego rozwoju (wcześniactwo, niska masa urodzeniowa, małogłowie, opóźnienia rozwoju umysłowego i inne) oraz liczne wady w obrębie głowy i twarzy. Już jednorazowe spożycie większej dawki alkoholu może mieć teratogenne działanie na prenatalny i postnatalny rozwój dziecka.

Rozwiązanie ciąży między 38 a 42 tygodniem określa się porodem fizjologicznym. Średni czas trwania porodu wynosi 12 – 18 godzin w przypadku pierwszej ciąży i 8 – 12 godzin jeśli jest to kolejny poród. Poród przebiega w trzech fazach. Pierwszy najdłuższy okres od rozpoczęcia skurczów macicy do pełnego rozwarcia szyjki macicy nosi nazwę okresu rozwierania i kończy się pęknięciem worka płodowego i odejściem wód płodowych. Drugi tzw. okres wydalania, który cechują silne skurcze o dużej częstotliwości, wspomagane przez siły parcia, trwa ok. 1 – 2 godzin. Poród kończy okres łożyskowy, trwający 15 – 30 minut – w tym czasie odkleja się i rodzi się łożysko.

Kieszonka:
Zgodnie z zaleceniami WHO noworodki dzieli się w oparciu o dwa kryteria stosowane równocześnie: masę ciała i wiek ciążowy. Za noworodki donoszone uważa się urodzone powyżej 37 tygodnia ciąży i o masie ciała powyżej 2.500g. Noworodki niedonoszone (określone jako wcześniaki) to noworodki urodzone przed 37 tygodniem ciąży. Noworodki urodzone z niską masą ciała (poniżej 2.500g) przy normalnym czasie trwania rozwoju płodowego mają cechy opóźnienia rozwoju wewnątrzmacicznego i określa się je jako dystroficzne. Stan okołourodzeniowy tj. dojrzałość noworodka jest uważany za prognostykę przebiegu rozwoju postnatalnego w kolejnych okresach ontogenezy.

Literatura:

  1. Bartel H., 2004. Embriologia. Wyd. IV. PZWL Warszawa.
  2. Chrzanowska M., Gołąb S., Brudecki J., 2013. Wzrastanie i dojrzewanie dzieci i młodzieży Krakowa na przełomie XX i XXI wieku. Monografia Nr 15, AWF Kraków.
  3. Cieślik K., 1999. Matczyne czynniki ryzyka a prawidłowość rozwoju człowieka w okresie prenatalnym. Monografia Nr 339 AWF Poznań.
  4. Kornafel D., 1995. Czynniki determinujące urodzeniową masę ciała człowieka. Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego. Wrocław.
  5. Kosińska M., Szwed A., 2014. Stan okołourodzeniowy dziecka jako predykator dalszych etapów rozwoju. [W:] Charzewska J., Hübner-Woźniak E., (red.) Okres perinatalny i jego wpływ na rozwój w okresie postnatalnym. AWF Warszawa.
  6. Kozłowska J., 2006. Rehabilitacja w ginekologii i położnictwie. Podręczniki i Skrypty Nr 27. AWF Kraków.
  7. Ostrowski K. 1988. Embriologia człowieka. PZWL Warszawa.
  8. Ostrowski K., Krassowski T., Pieńkowski M., 1972. Embriologia ogólna. PZWL. Warszawa.
  9. Rosset J., Żądzińska E., 2014. Wpływ czynników pre- i perinatalnych na zaburzenia proporcji wagowo-wzrostowych dzieci w okresie przedpokwitaniowym [W:] Charzewska J., Hübner-Woźniak E., (red.) Okres perinatalny i jego wpływ na rozwój w okresie postnatalnym. AWF Warszawa.
  10. Rybakowa M., 1995. Endokrynologia wieku rozwojowego. Część III. Wyd. Collegium Medicum UJ Kraków.
  11. Socha P., Gruszfeld D., Litwin M., Niemirska A., 2014. Programowanie żywieniowe. [W:] Charzewska J., Hübner-Woźniak E. (red.) Okres perinatalny i jego wpływ na rozwój w okresie postnatalnym. AWF Warszawa.
  12. Styne D., 2004. Wzrost i rozwój. [W:] Grenspan F.S., Gardnem D.G., (red.). Endokrynologia ogólna i kliniczna. Wyd. Czekaj Lublin, 177 – 215.
  13. Wierzejska R., 2014. Pobranie substancji psychoaktywnych w życiu płodowym i ich skutki zdrowotne. Tytoń, alkohol, kofeina. [W:] Charzewska J., Hübner-Woźniak E., (red.) Okres perinatalny i jego wpływ na rozwój w okresie postnatalnym. AWF Warszawa.

Autorka hasła:

prof. dr hab. Maria Chrzanowska, Akademia Wychowania Fizycznego w Krakowie