Ембріологія тварин і людини

ЕМБРІОЛО́ГІЯ ТВАРИ́Н І ЛЮДИ́НИ — наука, що ви­вчає закономірності ембріонального роз­витку організму тварин і людини. Зміст сучас. ембріології (Е.) роз­ширено, вона перед­бачає також дослідж. пренатал. і постембріонал. періодів роз­витку. У пренатал. роз­витку людини виділяють початк. ембріогенез (1-й тиждень), зародк. (2–8-й тижні) і плодовий (3–9-й місяці) періоди. На початк. етапі роз­витку багатоклітин. організму від­буваються проліферація, яка забезпечує збільше­н­ня кількості клітин (бластомерів, спроможних роз­виватися в різних напрямах), і детермінація — вибір клітинами можливого шляху роз­витку. Причому детерміновані клітини диференціюються, тобто виявляють спроможність виконувати ви­значену функцію після від­повід­них структур. змін, зумовлених екс­пресією генів. Одночасно спо­стерігається морфогенез — формува­н­ня простор. організації тіла і його частин за участі гоме­йозисних генів. У роз­витку зародка роз­різняють стадії: заплідне­н­ня, дробле­н­ня й утворе­н­ня бластоцисти, гаструляція і диференціація зародк. листків з формува­н­ням зачатків тканин (гістогенез), органів (органогенез) і систем органів (системогенез). Для плодового періоду характерне подальше морфол. і функціон. до­зріва­н­ня тканин та органів; для постембріонального — заверше­н­ня органогенезу і формува­н­ня систем організму (морфогенез, ремоделюва­н­ня тканин і за­про­грамована загибель клітин). Роз­різняють заг. (ви­вчає закономірності індивід. роз­витку) і спец. (ви­вчає роз­виток окремих груп тварин і людини) Е. Ви­окремлюють також еволюційну ембріологію та екол. Е. (ви­вчає чин­ники, що ви­значають особливості роз­витку зародка у певних умовах середовища, і можливості його адаптації у випадку зміни остан­ніх). Серед методів Е. — прижит­тєві спо­стереже­н­ня, мікро­скопія, а також пере­дові технології біо­фізики і кібернетики, фізіології і біо­хімії. Тісно повʼязана з цитологією, гістологією, молекулярною біо­логією і генетикою.

Основоположниками Е. вважають Гіп­пократа й Аристотеля, які не тільки зібрали матеріали про роз­виток організмів, а й сформулювали дві найважливіші ембріол. теорії — преформізму та епігенезу. За теорією преформізму, роз­виток організму — лише роз­горта­н­ня в просторі закладених властивостей і ознак дорослого організму. Теорія епігенезу об­стоювала новотворе­н­ня органів, цілком заперечуючи зумовленість або преформацію. Проти­стоя­н­ня прихильників цих теорій ви­значало роз­виток науки протягом декількох століть. Лише 1759 К.-Ф. Вольфу в дис. «Теория зарождения» уперше вдалося науково об­ґрунтувати епігенез. Важливими у роз­витку Е. стали дослідж. італ. вченого М. Мальпіґі, англ. — В. Гарвея, гол­ланд. — Р. де Ґраафа та А. Левенгука, що дали під­стави роз­глядати яйце як джерело роз­витку живого організму. Згодом рос. ембріолог К. Пандер роз­винув цю концепцію і ви­значив важливу біол. закономірність — утворе­н­ня в процесі ембріогенезу зародк. листків, із яких формуються ви­значені системи органів. Знач. внесок у становле­н­ня сучас. Е. зробив також рос. вчений К. Бер, ві­домий від­кри­т­тям яйцеклітини ссавців, описом подібності роз­витку різних класів хребетних тварин, роз­робле­н­ням теорії рекапітуляції ознак в ембріогенезі. Згодом Е. Гек­кель, Ф. Мюл­лер, О. Ковалевський та І. Мечников, базуючись на принципах уче­н­ня про клітин­ну будову організмів, заклали основи еволюц. Е. 2-а пол. 19 ст. по­значена накопиче­н­ням фактич. матеріалу, який дав можливість установити єд­ність принципів роз­витку без­хребетних і хребетних тварин. Ф. Мюл­лер та Е. Гек­кель сформулювали біо­генет. закон, який неодноразово за­знавав критики і пере­гляду. Консенсусу в цьому питан­ні вчені досягли після роз­робле­н­ня О. Сєверцовим теорії філембріогенезу. Про­блеми Е. з успіхом ви­вчали вітчизн. вчені І. Шмальгаузен (об­ґрунтував і роз­винув теорію стабілізуючого добору, що ві­ді­грає велику роль у пренатал. онтогенезі людини) і М. Кащенко (досліджував походже­н­ня мезенхіми і диференціацію її похідних). Збагатили науку про індивід. роз­виток дослідж. П. Іванова (теорія ларвал. сегментів), П. Свєтлова (теорія критич. періодів роз­витку), О. Кнор­ре (особливості диференціації клітин, тканин хребетних і людини в онтогенезі). Основоположником екс­перим. Е. став нім. вчений В. Ру (1850–1924), який довів можливість самодиференціації заплідненого яйця, провівши низку дослідів із бластомерами. Пред­ставники започаткованої Г. Шпеман­ном наук. школи роз­робили методи оператив. втруча­н­ня на зародку амфібії, що дало змогу описати механізми виникне­н­ня окремих його частин, простежити роз­виток бластомерів, пере­сува­н­ня клітин. матеріалу, процес гаструляції та ін. У СРСР екс­перим. Е. роз­винув Д. Філатов. Найважливіший результат його дослідж. — встановле­н­ня залежності напряму і результату роз­витку зародка від генет. чин­ників. Початок ембріол. дослідж. в Україні датують 1868 і повʼязують зі створе­н­ням П. Пере­межком каф. гістології та ембріології при Університеті св. Володимира у Києві. Завдяки наук. діяльності П. Пере­межка і його учнів, присвяч. пита­н­ням утворе­н­ня зародк. листків, гістогенезу поперечно-смугастих мʼязів, роз­витку селезінки та ін., київ. школа ембріологів посіла вагоме місце серед гол. європ. наук. центрів. Подальший по­ступ ембріол. науки повʼязаний з іменами С. Шахова (систематизував ві­домості про ранні стадії роз­витку людини в нормі і при патології) та М. Зазибіна (ви­вчав становле­н­ня і ре­активність периферич. нерв. системи). На базі Таврій. університету (Сімферополь) у цій галузі працював О. Гурвич — автор теорії ембріонал. поля. Проте лише 1931 сформовано крим. ембріол. школу під керівництвом Б. Хватова, осн. напрямом діяльності якої було ви­вче­н­ня закономірностей ран­нього ембріогенезу людини і ссавців. Б. Хватов описав ранні (трубні) стадії роз­витку зародка, досліджував процеси заплідне­н­ня і дробле­н­ня in vitro, зародки на стадії зли­т­тя пронуклеусів і бластоцисти. Основоположником ембріол. напряму на каф. гістології та ембріології Львів. мед. ін­ституту (нині університет) став А. Дибан. У Чернів. мед. ін­ституті (нині Буковин. мед. університет) М. Туркевич і його учні створили банк гістол. препаратів зародків людини і тварин, в результаті чого описано характер закла­да­н­ня, хід і закономірності ембріогенезу органів трав. тракту, дихал. і сечо­статевої систем. Серед ін. ві­домих укр. вчених, які зробили вагомий внесок у роз­виток Е., — М. Ковтун, П. Мажуга, Н. Родіонова, В. Карупу, Ю. Квітницький-Рижов, Г. Кон­стантиновський, К. Кабак, В. Карпов, В. Маковецький, Ю. Шаповалов, Б. Троценко, В. Круцяк, Г. Кокощук, М. Пилипенко, Ю. Чайковський.

До осн. зав­дань сучас. Е. належать виявле­н­ня рушій. сил ембріонал. формотворе­н­ня, роз­кри­т­тя генет. і цитол. основ клітин., тканин. й орган­ної диференціацій. В остан­ні роки встановлено хім. склад та особливості організації ZP-гліко­протеїнів про­зорої оболонки, які реалізують механізми ініціації акросомної реакції і блокади полі­спермії; ви­вчено регуляторні можливості внутр.-клітин. месенджерів, вплив паракрин­них чин­ників на оваріал. стимуляцію й активацію сперматозоїдів, впроваджено цитогенет. аналіз овоцитів і ембріонів in vitro, в результаті чого вдалося під­вищити ефективність екс­тракорпорал. заплідне­н­ня. Знач. успіхів досягнено у ви­вчен­ні дробле­н­ня — зʼясовано роль протеїнкінази С як ініціатора в компактизації бластомерів, що сприяє утворен­ню спеціаліз. між­клітин. контактів в ембріо- та трофобласті. Теорію гаструляції роз­ширено новими ві­домостями про механізми від­ліку часу в ембріогенезі, встановлено роль між­клітин. сигналів, що ви­значають послідовність подій у ран­ньому ембріогенезі, а також забезпечують міграцію клітин і формува­н­ня зародк. листків; роз­винено клонал. теорію органогенезу; доведено взаємозвʼязок гоме­йозисних генів і вроджених аномалій; ідентифіковано низку чин­ників, які при­скорюють і гальмують роз­виток органів серц.-судин. і дихал. систем, шлунк.-кишк. тракту і локомотор. апарату; роз­шифровано механізми формува­н­ня і пренатал. до­зріва­н­ня ЦНС людини тощо. Роз­робле­н­ня мед. аспектів Е. ві­діграло важливу роль у вирішен­ні про­блем регуляції народжуваності, лікуван­ні без­плі­д­дя, профілактиці тератогенезу (формува­н­ня пороків роз­витку), транс­плантації органів і тканин та ін.

В Україні дослідж. з Е. зосереджено в Ін­ституті зоології НАНУ, Нац. університеті біо­ресурсів і природокористува­н­ня України (обидва — Київ), Львів. університеті вет. медицини та біо­технологій і зорієнтовано пере­важно на виріше­н­ня приклад. зав­дань тварин­ництва, рибництва, встановле­н­ня впливу довкі­л­ля на роз­виток організму. Функціонує Всеукр. наук. товариство анатомів, гістологів, ембріологів і топо­графо­анатомів. Матеріали з Е. т. і л. публікують ж. «Цитология и генетика», «Вісник морфології», «Морфология» та ін.

Завантажити статтю