А.              Общие положения

1. Дробление — миотическое деление диплоидных клеток без увеличения их суммарного объёма — стадия развития, наступающая после оплодотворения. При дроблении происходит относительно быстрое увеличение количества клеток (бластомеры). Количество бластомеров увеличивается от 2 до примерно 12-16 к третьим суткам после оплодотворения, когда концептус достигает стадии морулы и выходит в полость матки из маточных труб.
2. Характер дробления оплодотворённой яйцеклетки определяется количеством и распределением в цитоплазме желточных включений. У человека — плацентарного млекопитающего — в связи с внутриутробным питанием плода через плаценту нет необходимости в создании больших запасов желтка. Желток распределён в цитоплазме равномерно (изолецитальная яйцеклетка), диаметр яйцеклетки составляет всего 80 мкм (скажем, яйцеклетка амфибий, например, шпорцевой лягушки, легко различима невооружённым глазом, т.к. её объём в 2000 раз превышает объём яйцеклетки человека). Зигота, образованная изолецитальной яйцеклеткой, совершает голобластическое дробление, т.е. полностью разделяется на два бластомера. Дальнейшие дробления — асинхронные и несколько неравномерные. При дроблении зигота окружена прозрачной оболочкой, сохраняющейся до стадии бластоцисты.
3. Хронология и топография (рис. 3-4). Зигота находится в ампуле маточной трубы и примерно через 30 часов после оплодотворения совершает первое дробление, в результате которого образуется два бластомера. По мере увеличения числа бластомеров концептус перемещается по маточной трубе и к третьим суткам достигает стадии морулы. До этого бластомеры расположены рыхло, но вскоре концептус уплотняется (компак- тизация), поверхность соприкосновения бластомеров увеличивается, объём межклеточного пространства уменьшается. Сближение бластомеров в ходе компактизации — необходимое условие для образования между бластомерами специализированных межклеточных контактов (щелевые и плотные контакты). До формирования контактов в плазматическую мембрану бластомеров начинает встраиваться увоморулин.


Рис. 3-4. Развитие концептуса от оплодотворения до имплантации. Овуляция наступает на 14-й день менструального цикла, в течение I суток происходит оплодотворение. В течение 3 суток с момента оплодотворения концептус продвигается по маточной трубе, на 4 сутки попадает в полость матки и через 5,5-6 суток имплантируется в эндометрий. В ходе перемещения по маточной трубе происходит дробление, и в полости матки оказывается бластоциста, готовая к имплантации. I - овоцит тотчас после овуляции; 2 - оплодотворение через 12-24 часа после овуляции; 3 - стадия появления мужского и женского пронуклеусов; 4 - начало дробления; 5 - 2-клеточная стадия (30 часов); 6 - морула, состоящая из 12-16 бластомеров (3 суток); 7 - продвинутая морула в полости матки (4 суток); 8 - ранняя бластоциста (4,5-5 суток); 9 - имплантация бластоцисты (5,5-6 суток) [из Sadler TW\ 1990]

Рис. 3-5. Изменение формы клеток и компактизация на ранних этапах развития. В результате компактизации уменьшается размер межклеточных пространств между бластомерами, они сближаются, и формируется морула. В моруле различают внутреннюю часть (клетки связаны щелевыми контактами) и наружную часть (клетки соединены при помощи плотных контактов). Из клеток внутренней части морулы развивается эмбриобласт, а из клеток наружной части формируется трофобласт. Внутренняя клеточная масса и трофобласт — главные структурные элементы бластоцисты [из DulciMla Т, 1977]

4. Механизм дробления

а.              Первое дробление начинается примерно через 30 часов после оплодотворения. Плоскость первого деления проходит через область направительных телец. Поскольку желток в зиготе распределён равномерно, выделение анимального и вегетативного полюсов затруднено. Область отделения направительных телец обычно рассматривают как анимальный полюс. Образующиеся два бластомера несколько различны по размерам.
б.              Второй цикл дробления. Образование аторого митотического веретена в каждом из бластомеров происходит вскоре после окончания первого деления, плоскость второго деления проходит перпендикулярно плоскости первого деления дробления, кон- цептус переходит в стадию 4-х бластомеров. Однако, дробление у человека асинхронно\ поэтому при переходе от стадии 2-х бластомеров к стадии 4-х бластомеров в течение некоторого времени можно наблюдать трёхклеточный концептус. На стадии 4-х бластомеров синтезируются все основные типы РНК.
в.              Третий цикл дробления. На этой стадии несинхронность дробления проявляется в большей мере, в итоге образуется концептус с различным количеством бластомеров; условно его можно отнести к стадии 8 бластомеров (рис. 3-5). Вскоре концептус уплотняется (компактизация), поверхность соприкосновения бластомеров увеличивается, объём межклеточного пространства уменьшается. На поздней 8-клеточной стадии появляются щелевые контакты.

5. Увоморулин — белок адгезии клеток. Наиболее отчётливый признак 8-клеточной стадии — сближение и уплотнение бластомеров. В бластомерах ранних концептусов увоморулин равномерно распределён в клеточной мембране. Позднее в области межклеточных контактов образуются скопления (кластеры) молекул увоморулина. Увоморулин и канцерогенез. Уменьшение экспрессии этого белка адгезии или экспрессию дефектного увоморулина рассматривают как один из механизмов прорастания карцином в окружающие ткани и метастазирования рака.

Б. Морула — группа клеток, возникших в ходе нескольких делений дробления и заключённых внутри прозрачной оболочки (рис. 3-5). Центрально расположенные клетки морулы образуют щелевые контакты, при помощи которых осуществляются информационные межклеточные взаимодействия. Именно из этих клеток и возникает собственно эмбрион. Периферические клетки морулы соединяют плотные контакты; они формируют барьер, обособляющий внутреннюю среду морулы.
В.              Бластоциста возникает с появлением бластоцеля (заполненной жидкостью полости) к четвёртым суткам после оплодотворения (рис. 3-5). Объём бластоцеля увеличивается, и зародыш приобретает форму пузырька. Прозрачная оболочка истончается и исчезает. Если не произойдёт растворения прозрачной оболочки, бластоциста не сможет прикрепиться к поверхности эндометрия. Бластоцисту составляют трофобласт и внутренняя клеточная масса (эмбриобласт).

1. Трофобласт — покров зародышевого комплекса (рис. 3-5); образован периферическими клетками морулы, связанными плотными контактами. Крупные удлинённые клетки тро- фобласта соединены при помощи плотных контактов, что стабилизирует состав жидкости в бластоцеле. Клетки трофобласта накачивают жидкость в бластоцель.
2. Внутренняя клеточная масса (эмбриобласт) — компактная масса мелких клеток, выступающих в бластоцель. Если трофобласт образуется относительно быстро делящимися клетками, то внутренняя клеточная масса представлена клетками с меньшей частотой делений. Клетки внутренней клеточной массы происходят из центральной части морулы и связаны друг с другом при помощи щелевых контактов. В дальнейшем из

внутренней клеточной массы образуются собственно зародыш и некоторые связанные с ним оболочки. Частичное или полное разделение внутренней клеточной массы приводит к развитию близнецов.

3. Щелевые контакты и взаимодействие клеток. Судьба клеток определяется их положением в моруле и типами контактов между ними. Клетки эмбриобласта взаимодействуют при помощи щелевых контактов, а клетки трофобласта связаны между собой плотными контактами.