Эмбриогенез половой. Эмбриогенез мужской и женской половой системы. Аномалии развития. Развитие женской половой системы
Развитие половой системы в эмбриогенезе у человека происходит в два стадии: индифферентная стадия и стадия половой дифференцировки.
Индифферентная стадия проходит одинаково как при развитии мужской, так и женской половой систем. Во время этой стадии происходит закладка индифферентных структур, которые в последующем будут дифференцироваться в органы мужской или женской половой систем.
Развитие половой системы начинается на 4-й неделе утробного развития. В это время на вентро-медиальной стенке Вольфовых тел на уровне 4-5 поясничного сегментов целомический эпителий утолщается и формируются половые валики или половые складки. Утолщенный целомический эпителий называется “зачатковым” эпителием. Половые складки заселяются первичными половыми клетками или гоноцитами. Гоноциты в эмбриогенезе обнаруживаются в стенке желточного мешка на 3-й неделе эмбриогенеза, откуда они мигрируют в половые складки и внедряются в состав целомического “зачаткового” эпителия. В ходе миграции гоноциты размножаются митозом, количество их увеличиваются. “Зачатковый” эпителий, содержащий гоноциты, врастает в подлежащую мезенхиму тяжами, которые называются половые тяжи. В последующем половые тяжи теряют связь с целомическим “зачатковым” эпителием. В составе половых тяжей присутствуют клетки целомического эпителия и гоноциты. Половая складка превращается в индифферентную половую железу – гонаду и отделяется от мезонефроса. Сохраняется связь гонады с дорсальной стенкой тела при помощи брыжейки.
Во время индифферентной стадии полового развития образуется 2-й проток – парамезонефральный проток или Мюллеров проток. Он растет от краниальной части мезонефрального протока в каудальном направлении, становится плотным тяжем клеток, далее в нем появляется просвет. Каудальные участки Мюллерова протока срастаются и открываются одним отверстием в урогенитальный синус.
Таким образом, для индифферентной стадии характерно присутствие следующих структур: двух гонад, двух Вольфовых и двух Мюллеровых протоков.
Местом, из которого происходит развитие наружных половых органов, является вентральная часть каудального отдела брюшной стенки. В этой области формируются индифферентные зачатки наружных половых органов: половой бугорок, половые складки, между которыми располагается половая бороздка, половые валики.
Развитие мужской половой системы.
Генетическая детерминация пола происходит в зависимости от того, какая хромосома X или Y будет привнесена сперматозоидом при оплодотворении в яйцеклетку, обладающую X хромосомой. Генотип 46ХY обусловливает дифференцировку половой системы, а значит всего организма по мужскому типу.
Половая дифференцировка индифферентной половой системы начинается начинается на 7-й неделе утробного развития. Индифферентные половые железы дифференцируются в яички, эндокринная активность которых обусловливает дифференцировку выводных протоков, наружных гениталий и вторичных половых признаков.
В Y хромосоме локализован Sry ген, который считается testis-детерминирующим геном. Этот ген действует как триггер для некоторых других генов, локализованных в Х и Y хромосомах и контролирующих развитие testis и экспрессию фенотипа. Отсутствие или дефект Sry гена при ХY генотипе приводит к формированию женского фенотипа. Sry генкодирует регуляторный фактор – TDF (testis determinated factor) - ТДФ. При наличии этого фактора из индифферентных гонад развиваются яички, при отсутствии – яичники.
Вросшие половые эпителиальные тяжи располагаются радиально. Они отделяются от поверхностного эпителия слоем мезенхимы, которая формирует плотную соединительную ткань белочной оболочкой (рис 45). Мезенхима, расположенная между тяжами формирует соединительнотканные перегородки, разделяющие семенник на дольки. Из клеток половых тяжей, производных целомического эпителия развиваются поддерживающие клетки Сертоли. Гоноциты развиваются в сперматогонии. Сертоли клетки после 8-й недели начинают секретировать вещество – мюллер ингибирующую фактор и мейоз ингибирующую субстанцию. Мюллер ингибирующий фактора (МИФ) обусловливает регрессию Мюллерова (парамезонефрального) протока. Мейоз ингибирующая субстанция обусловливает торможение вступления половых клеток в мейоз. Мейоз у мужчин в норме начинается в период полового созревания. Часть мезенхимных клеток дифференцируется в эндокриноактивные интерстициальные клетки Лейдига. Фетальные клетки Лейдига с 8-й до 17-ю недели развития синтезируют тестостерон и дигидротестостерон, который обусловливает дифференцировку Вольфова протока в семяотводящие пути и преобразование наружных половых органов по мужскому типу. После 17-й недели клеткиЛейдига становятся неактивными до момента полового созревания.
На 3-м месяце (9-10 недели) развития половые тяжи и канальцы Вольфова тела, расположенные в области, срастаются друг с другом посредством так называемых гофмановских канальцев, которые в средостении семенников формируют прямые канальцы, канальца сети семенника. Канальцы Вольфова тела преобразуются в выносящие канальцы, составляющие головку придатка яичка (рис. 47). Канальцы мезонефроса, расположенные в мезонефросе ниже средостения яичка, заканчиваются слепо, с сетью семенника не взаимодействуют и превращаются в так называемые ductus abberantes и paradidymis - прибавочную часть придатка. Из верхней части Вольфова протока развивается проток придатка семенника, нижние его отделы формируют семявыносящий проток и семяизвергательный проток, открывающийся в простатическую часть мочеполового канала. В месте переходя в семяизвергательный канал стенка Вольфова протока расширяется и формирует ампулу семявыносящего протока, из которой будут формироваться семенные пузырьки. Простата и бульбоуретральные железы развиваются из эпителия мочеполового синуса.
Мюллеров проток редуцируется. От него сохраняются только остатки краниального конца протока в виде рудиментарного образования – appendix testis Morgagni или Морганьева гидатида и остатки сросшихся каудальных концов в виде канальца, открывающегося в простатической части мочеполового канала в области семенного пузырька – мужской пузырек или простатический пузырек или мужская маточка.
Дифференцировка наружных половых органов происходит под действием дигидротестостерона в период 12-14 недель утробного развития. Половой бугорок дифференцируется в половой член, половые складки – в дистальную часть уретры, половые валики – в мошонку.Яички из ретроперитонеальной позиции позиции мигрируют в место своей постоянной локализации – мошонку. К моменту рождения семенники должны располагаться в мошонке.
Рис. 45. Динамика образования мужской половой железы (из Медялец ).
А – Вселение гониальных клеток (1) в половые валики, Б – врастание половых тяжей в мезенхиму, В – увеличение размеров половых тяжей, Г – обособление половых тяжей и образование из окружающей мезенхимы белочной оболочки (2)
Развитие женской половой системы
Дифференцировка по женскому типу происходит при кариотипе 46XХ при отсутствии TDF, МИФ, тестостерона, дигидротестостерона.
В отсутствии TDF гонады развиваются в яичники. Это происходит на 8-10 неделях утробного развития. Эпителиальные половые тяжи в глубоких отделах гонады, то есть в области будущего мозгового вещества редуцируются. В периферической области гонады половые тяжи разделяются прослойками мезенхимы на так называемые яйценосные шары или пфлюгеровские тяжи (рис. 46). Яйценосные шары состоят из эпителиальных и половых клеток. Эпителиальные клетки будут развиваться в фолликулярные клетки, первично половые клетки дадут начало оогониям. Постепенно яйценосные шары разделяются на примордиальные фолликулы. Это начинается примерно с 20-й недели утробного развития. Первичные половые клетки делятся митотически, образуют оогонии. Оогонии начинают мейоз и образуют ооциты, которые входят в диплотенную стадию профазы первого мейотического деления. Они остаются на этой стадии (могут быть до 50 лет) пока не будут стимулированы к дальнейшему развитию.
Вольфово тело и Вольфов проток в отстутствии тестостерона и дигидротестостерона подвергаются редукции (рис. 47). От Вольфовых тел остаются рудиментарные остатки: epoophoron, который является остатками краниального конца Вольфова тела, и paraophoron, который является остатком каудальной части Вольфова притока. Иногда в стенке матки и влагалища могут сохраняться рудименты Вольфова протока - Гартнеровы канальцы.
Мюллеров проток в отсутствие МИФ начинает развиваться. Из краниальных отделов протоков развиваются яйцеводы. Каудальные отделы Мюллеровых протоков срастаются и дают начало эпителиальной части матки и влагалища.
Яичник также меняют свое положение, хотя и менее значительно, чем семенники. Они двигаются каудально и латерально, и удерживаются в положении связками (поддеривающей, круглой, широкой), которые берут свое начало из мезонефроса.
Слияние парамезонефральных протоков со средней части до слияния с урогенитальным синусом образует матку.
Преобразования наружных половых органов: половой бугорок дифференцируется в клитор, половые складки – в малые половые губы, половые валики – большие половые губы.
Рис. 46. Динамика образования женской половой железы (из Медялец ).
Рис. 47 Дифференцировка женских и мужских половых структур.
А - индифферентные гонады.Б - в мужском организме зачатки индифферентных гонад дифференцируются в яички. Мезонефрические протоки в краниальном отделе дифференцируются в придатки яичка, а в каудальном - в семявыносящие протоки и семенные пузырьки. Под действием MIF из яичка потенциально женские парамезонефрические протоки дегенерируют.В - в женском организме зачатки гонад дифференцируются в яичники, а парамезонефрические протоки - в маточные трубы. Слившиеся в каудальном отделе парамезонефрические протоки формируют матку и верхнюю часть влагалища. Мезонефрические протоки дегенерируют.
Преобразования в области клоаки
Клоака разделяется фронтальной перегородкой (уроректальная перегородка), врастающей в ее просвет со стороны боковых стенок на два отдела – дорсальный и вентральный. Уроректальная перегородка достигает клоакальной мембраны и в этом месте будет формироваться промежность. Дорсальный отдел отходит к кишке и становится ректальным отделом. Вентральный отдел отходит к мочеполовой системе и получает название мочеполового синуса. В мочеполовой синус открываются Вольфовы протоки (правый и левый отдельно), Мюллеровы протоки (одним общим протоком). От вентральной стенки мочеполового синуса отходит аллантоис, проксимальная часть которого, то есть ближняя к мочеполовому синусу развивается в мочевой пузырь. Дистальная часть аллантоиса превращается в урахус, позднее редуцируется и становится пупочно-пузырной связкой - lg.vesicoumbelicale. От каудальных отделов Вольфовых протоков отходят мочеточники. В течение 4-6 недель урогенитальный синус расширяется и образует мочевой пузырь. Это приводит к тому, что терминальные части мезонефрального протока и уретральный зачаток инкорпорируются в стенку пузыря. В результате этого мезонефральный проток и уретральный зачаток (мочеточник) открываются отдельно на задней стенке пузыря. Участок задней стенки пузыря, окруженный этими структурами, называется треугольник. Анальная мембрана прорывается и формируется заднепроходное отверстие. Урогенитальная пластинка прорывается в дорсальной своей части и возникает первичное мочеполовое отверстие. Вокруг него возникает из мезенхимы половой бугорок, окруженный половым валиком. Нижняя часть бугорка и оставшаяся часть урогенитальной пластинки разделяется бороздкой на правую и левую половые складки, между которыми и открывается первичное мочеполовое отверстие.
Аномалии развития половой системы
Крипторхизм (скрытые яички) - отсутствие яичек в мошонке вследствиеихнеопущения. Среди новорожденных мальчиков крипторхизм обнаруживается в 4%. Но в большинстве случаев яички в течение первого года жизни опускаются в мошонку, а частота крипторхизма у взрослых составляет 0,4–0,8%. Наиболее часто задержка перемещения яичка происходит в паховом канале, реже в брюшной полости. Крипторхизм может быть обусловлен недостаточностью гонадотропных гормонов, нарушением развития яичка, анатомическими пороками на пути миграции яичка (неполное развитие пахового канала, отсутствие наружного пахового кольца, недостаточная длина семенного канатика). Крипторхизм приводит к необратимым нарушениям сперматогенеза или полному его отсутствию. На первом году жизни количество сперматогоний уменьшается на 50%, через 4–5 лет жизни половые клетки исчезают полностью.
Истинный гермафродитизм . В половых железах присутствует ткань, как яичек, так и яичников. Кариотип: приблизительно в 80% - 46XX, остальные случаи - 46XY или мозаицизм.
Мужской псевдогермафродитизм . Генотип46XY ; имеются яички, но маскулинизация неполная (гипоспадия, эписпадия, микрофаллия, плохо развитая мошонка с яичками или без них). Мужской псевдогермафродитизм наблюдается при множестве эндокринных расстройств (дефекты синтеза тестостерона, его метаболизма и эффектов на клетки-мишени).
Гипоспадия – неполное срастание уретральных складок: продольная щель вдоль нижней поверхности полового члена, которая может распространяться и на мошонку.
Эписпадия – незаращение по верхней стороне полового члена.
Женский псевдогермафродитизм . Генотип46XX , имеются яичники, но, как правило, мужской фенотип при рождении. Чувствительность ХХ-плода к воздействию андрогенов во время критического периода (8–12 недель внутриутробного развития) приводит к развитию разной степени выраженности губо-мошоночного сращения, формированию урогенитального синуса и увеличению клитора.
Двойная матка. В результате нарушения сращения парамезонефрических протоков в единый формируются две матки, две шейки матки и два влагалища. При недостаточном сращении парамезонефрических протоков может быть две матки, две шейки и одно влагалище, или две матки, одна шейка и одно влагалище.
Формирование полового тракта заканчивается в первой половине внутриутробной жизни плода, следовательно, только в этот период возможно возникновение гермафродитизма.
Пол человеческого эмбриона предопределяется в момент слияния сперматозоида с яйцеклеткой.
В первые недели развития пол эмбриона может быть установлен только по набору половых хромосом (генетический пол).
В наши задачи не входит подробное описание деталей эмбрионального формирования половых желез и половых органов. Клиницисту важно определить ключевые моменты эмбриогенеза, помогающие пониманию происхождения патологических состояний, с которыми ему приходится встречаться при обследовании больного. Поэтому эмбриогенез половой системы мы будем рассматривать по возможности в клиническом аспекте.
Половые железы эмбриона как женского, так и мужского генетического пола формируются из индифферентной группы клеток области медиальной поверхности первичной почки (Елисеев В. Г., Котовский Е. Ф., 1961; Семенова-Тяншанская А. Г., 1968; Кобозева Н. В., 1970; Лашене Я., 1969; Линкевич В. Р., 1969). Развитие интерстициальной части гонады, несущей в дальнейшем основную эндокринную функцию, происходит из клеток мезенхимы области первичной почки и образует у эмбрионов мужского пола клетки Лейдига, у эмбрионов женского пола - тека-ткань.
Таким образом, между 6-й и 10-й неделей эмбриональной жизни происходит формирование половых желез и становится возможным определить пол эмбриона уже по двум показателям - генетическому и гонадному.
В эмбриональном яичнике образование фолликулов начинается с 18-20-й недели. К моменту рождения (40-я неделя) яичник содержит 50 000-80 000 первичных фолликулов. В течение всего эмбриогенеза яичник не проявляет признаков секреторной активности (Левина С. Е., 1974).
Развитие яичка начинается несколько раньше, чем развитие яичника. С 5-7-й недели формируются первичные половые шнуры - зачатки будущих канальцев; к 8-й неделе - клетки Лейдига. Герминативные элементы яичка не проявляют функциональной активности и в пбстнатальном периоде: просветы канальцев появляются лишь на 7-м году жизни (Тетер Е., 1968). Однако эмбриологи указывают на определенные признаки секреторной активности лейдиговых клеток между 9-й и 20-й неделей эмбриогенеза (Левина С. Е., 1974).
Иногда происходит нарушение нормального хода эмбриогенеза половой железы. Причиной этого могут быть как хромосомные аномалии - структурное и численное нарушение хромосом (Эфроимсон В. П., 1964; Стивенсон А., Дэвисон Б., 1972; 2аЬе1 И., 1969), так и различные повреждающие факторы (интоксикация, инфекция, радиация и т. д.), влияющие непосредственно на тк?:ш эмбриона, ответственные за развитие гонад.
В результате нарушения хода дифференцировки гонад в период эмбриогенеза между 6-й и 10-й неделей может развиться эмбрион с полным отсутствием генеративных элементов («агенезия гонад»). В редких случаях один эмбрион может иметь как женские (фолликулы), так и мужские (канальцы) элементы гонад (гонадальная дву- полость - «истинный гермафродитизм»). Эти формы подробно описаны в главе IV.
Дифференцировка внутренних гениталий описана \Уа1гка М., 1961; Г. Бодемер (1971). До 9-10-й недели
эмбриона имеются как мюллеровы, так и вольфовы протоки. Мюллеровы протоки являются предшественниками маточных труб, матки, верхней Уз влагалища. Из вольфовых протоков образуются придаток яичка, семявыно- сящий проток, семенные пузырьки.
Французский эмбриолог Лоэ! А. (1947-1950), разрушая клетки полового бугорка эмбриона кролика до начала половой дифференцировки гонады, создавал модель «агенезии гонад». Такой эмбрион развивался по женскому типу. Следовательно, несмотря на наличие мужского набора хромосом в клетках эмбриона, без мужской гонады дериваты вольфовых протоков не развиваются.
Более того, мюллеровы протоки персистируют и, возможно, под влиянием эстрогенов матери (Тетер Е., 1968;
Наизег О. А., 1966) или хориона в дальнейшем формируются в эмбриональную матку, маточные трубы, купол влагалища. Слияние мюллеровых ходов происходит с каудального конца. Начало слияния мюллеровых протоков Н. Н. Федоров (1966) относит к 9-й неделе эмбриогенеза, а завершение форлшрования матки как органа - к 11-й неделе. Для развития женских внутренних гениталий из мюллеровых протоков наличие яичников не обязательно, женский фенотип является как бы нейтральным, основным, его развитие не зависит от генетического пола эмбриона. И только наличие активного эмбрионального тестикула способствует формированию мужского фенотипа. Это - основной биологический принцип морфогенеза половой системы человека, многократно доказанный экспериментально и клинически.
По-видимому, в период с 10-й по 12-ю неделю внутриутробной жизни плода достаточно дифференцированное яичко способно выделять какую-то субстанцию, вызывающую атрофию мюллеровых протоков (Лш1е8 А., 1962). Химическая сущность этой субстанции пока не выяснена. Многие авторы склонны считать ее гормоноподобной (Иванова Е. И., 1972), что увязывается с началом функциональной активности лейдиговых клеток (9-я неделя). Против гормональной природы субстанции, вызывающей атрофию мюллеровых протоков, свидетельствуют некоторые экспериментальные и клинические наблюдения. Так, при истинной (гонадальной) форме гермафродитизма с одной стороны имеется яичко, а с другой- яичник, мюллеровы протоки атрофируются только со стороны яичка. Эмбриональная маскулинизирующая субстанция действует пролонгирований, как считают Н. Век и К. Бе1- Ьаих (1960), играя роль фактора, как бы включающего процесс: с началом активности кастрация не может помешать этому процессу. Этот «индуктор» не аналогичен тестостерону, выделяемому в более поздние периоды клетками Лейдига: искусственное введение тестостерона в период формирования внутренних гениталий не вызывает атрофии мюллеровых протоков. Клинически это подтверждается сохранением у больных с врожденной дисфункцией коры надпочечников производных мюллеровых протоков. У больных с агенезией одного яичка, даже при нормальной функции второго, на стороне отсутствующего
яичка также развиваются рог матки и маточная труба. Механизм локального воздействия эмбрионального яичка на мюллеровы протоки до сих пор неясен.
Вольфовы протоки исчезают у женского плода примерно на 10-й неделе, т. е. в период, когда у мужского начинается маскулинизация наружных гениталий. Это позволяет предположить, что регрессия вольфовых протоков происходит в каждом случае, когда на их развитие не влияют тестикулярные андрогены.
Можно представить себе, что яичко, хотя и дифференцировалось, но в индуктивную фазу по каким-то причинам проявило несостоятельность, неспособность вызвать атрофию мюллеровых протоков. В таком случае развивается плод с генетическим и гонадным мужским полом, но имеющий внутренние женские гениталии (маточные трубы, матка, купол влагалища). Такая форма патологии в клинике существует.
Рассматривая нарушения полового развития периода формирования внутренних гениталий, нельзя не остановиться на синдроме Майера - Рокитанского - Кюстера. Сущность его заключается в отсутствии производных мюллеровых протоков, чаще каудальной их части (аплазия матки и влагалища у больных с генетическим и гонадным женским полом, женскими наружными гениталиями и вторичными половыми признаками). Отдельные авторы (БспгшсиТаппечуаМ Л., 1973) считают это проявлением бисексуальной потенции эмбриональных гонад. Во всяком случае, это можно рассматривать как изолированное проявление действия «антимюллерова фактора», в норме вырабатываемого только яичками. По-видимому, какая-то причина позволяет тека-ткани, имеющей одинаковое (мезенхимальное) происхождение с лейдиговы- ми клетками, проявить «антимюллерову» активность.
Следующим этапом эмбриогенеза является дифферен- цировка наружных гениталий. Происходит она на 12- 20-й неделе внутриутробной жизни. Наружные гениталии плодов обоего пола развиваются из полового бугорка (зачаток кавернозных тел и головки клитора или пениса), лабиоскротальных валиков (большие губы или мошонка) и урогенитального синуса (2 наружная часть уретры при мужском типе или нижние /з и преддверие влагалища при женском типе развития).
Феминизация эмбриональных наружных гениталий. По-видимому, под влиянием эстрогенов в организме матери, а возможно, и надпочечников плода (Гуркин Ю.А., 1967), постепенно удлиняется в каудальном направлении вырост урогенитального синуса (сопиэ уа А паНэ), разделяя его на уретру и нижний отдел влагалища. Вероятно, индуцирующую роль в этом процессе играет купол влагалища, являющийся дериватом каудального отдела мюллеровых протоков. Отсутствие влагалища при синдроме Майера-Рокитанского-Кюстера свидетельствует в пользу этого предположения. В тех случаях, когда купол влагалища уже сформирован, андрогены неспособны вызвать атрофию смыкающегося с ним влагалищного отростка урогенитального синуса. Под нашим наблюдением находятся около 350 больных с врожденной дисфункцией коры надпочечников. У них внутренние гениталии сформированы по женскому типу. Даже при тяжелых формах заболевания, когда наружные гениталии полностью маскулинизированы, купол влагалища всегда сообщается с урогенитальным синусом. Интересно отметить, что при «истинном» гермафродитизме с однорогой маткой купол влагалища резко сужен, по-видимому, он является производным лишь одного из мюллеровых протоков, из которого сформировался рог матки.
При достаточном воздействии эстрогенов (и отсутствии антиэстрогенного воздействия андрогенов) в период формирования наружных гениталий образуется чашеобразное преддверие влагалища с раздельно расположенными наружным отверстием мочеиспускательного канала и входом во влагалище, окруженным гименальной складкой слизистой оболочки. Поскольку в течение всего эмбриогенеза яичник не проявляет признаков секреторной активности, феминизация эмбриональных гениталий происходит без участия овариальных эстрогенов.
При отсутствии яичников и активного андрогенного воздействия наружные гениталии формируются по женскому типу независимо от генетического пола («нейтральные» гениталии).
Чувствительность тканей различных отделов наружных гениталий к андрогенам и эстрогенам неодинакова. Кавернозные тела клитора и передние отделы малых губ, являющиеся аналогами кавернозных тел фаллуса и крайней плоти, обладают выраженной чувствительностью к андрогенам. Задние отделы малых губ и складки девственной плевы, наоборот, при воздействии андрогенов атрофируются и развиваются только при воздействии достаточно высокого уровня эстрогенов. Это подтверждается многочисленными наблюдениями: при повышении уровня андрогенов в организме женщины (дисфункция коры надпочечников, аренобластома, андростеро- ма, вирилизирующая дисфункция яичников, введение андрогенных препаратов) гипертрофируются клитор и передние отделы малых губ; задние отделы малых губ и складки девственной плевы развиваются в пубертатный период при повышении эстрогенной активности яичников; недоразвитие этих отделов у женщин зрелого возраста (черты генитального инфантилизма) указывает на эстрогенную недостаточность.
Маскулинизация эмбриональных наружных гениталий. Формирование наружных гениталий и их половая диф- ференцировка у плодов мужского пола связаны с функциональной (андрогенной) активностью мужских гонад (Левина С. Е., 1974; Лагагек Л. Е., 1967). Признаки эндокринной активности проявляются у них на 9 -20-й неделе эмбриогенеза и играют ведущую роль в развитии мужского полового тракта.
Андрогены вызывают сращение лабиальных складок, образуя мошоночный шов. Их анаболическое действие обусловливает мощное развитие мышц промежности. Кавернозные тела и головка полового члена развиваются из полового бугорка под влиянием андрогенов. Сросшийся мошоночный шов продолжается на заднюю поверхность члена, образуя пениальную уретру. Передние отделы валиков малых губ формируются в складки крайней плоти (ОгитЬасЬ М. М., 1960).
Недостаток андрогенов в организме плода в период формирования наружных гениталий может явиться причиной их неполной маскулинизации, выраженность которой варьирует от почти женского типа строения с несколько гипертрофированным клитором и воронкообразным преддверием влагалища до достаточно развитого полового члена, однако с различными степенями гипо- спадии уретры и длины влагалищного отростка в глубине урогенитального синуса.
Следовательно, все формы гермафродитизма образуются до 20-й недели внутриутробного развития. Патология более позднего периода, проявляющаяся избытком андрогенов в женском организме, например, андростеро- ма или аренобластома, не приведет к сращению мошоночного шва, преддверие влагалища сохранит женский
тип, так же как ни кастрация, ни кортикоэстрома не вызовут у мужчины расщепления мошонки, хотя вторичные половые признаки могут претерпеть выраженную феминизацию.
Фактически у всех больных с элементами двуполости в строении наружных гениталий имеется неполная маскулинизация эмбриональных «нейтральных» наружных гениталий.
Феминизация «нейтральных» гениталий (развитие малых губ и гименальных складок) происходит только в пубертатном возрасте под воздействием овариальных эстрогенов.
Маскулинизация «нейтральных» гениталий происходит между 12-й и 20-й неделей внутриутробной жизни при достаточно высоком уровне андрогенов в организме плода.
Вирилизация женских или «нейтральных» наружных гениталий, возникающая под влиянием андрогенов (позже 20-й недели внутриутробной жизни), выражается лишь увеличением клитора и передних отделов малых губ при сохранении нормально сформированного преддверия влагалища и женской уретры.
Предстательная железа закладывается на 13-й неделе эмбриогенеза, в период эндокринной активности тестикулов. У больных с врожденной тестикулярной недостаточностью (дисгенезия тестикулов, синдром неполной маскулинизации, внутриутробный анорхизм) предстательная железа, как правило, пальпаторно не определяется. Отсутствует она также у девочек с врожденной дисфункцией коры надпочечников, что заставляет думать о необходимости для ее формирования функционально-активного тестикула (а не только определенного уровня андрогенов).
Описание эмбриогенеза половой системы было бы неполным, если бы мы кратко не остановились на развитии гонадотропной функции гипофиза в эмбриогенезе и становлении его связей с гонадами.
Впервые в 1963 г. были опубликованы данные С. Е. Левиной и Е. А. Ивановой, обнаруживших лютеинизирую- щий гормон (ЛГ) в гипофизах плодов человека женского пола между 18-й и 23-й неделей внутриутробного развития. В гипофизах плодов человека мужского пола Л Г не был обнаружен. В дальнейшем выявлены половые различия в становлении секреции Л Г (Кузнецова Л. В., 1971).
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) обнаружен у плодов человека женского пола между 19-й и 29-й неделей (в течение 10 нед), у плодов человека мужского пола - между 24-й и 29-й неделей (в течение 5 нед) (Левина С. Е., 1974). В гипоталамусе плодов обоего пола
в эти же периоды удалось обнаружить факторы, стимулирующие секрецию ФСГ. Автор высказывает предположение, что рост половых клеток в эмбриогенезе зависит от уровня ФСГ.
До настоящего времени функциональная связь между активностью эмбриональных гонад и гипофиза не выяснена. Как мы уже указывали, функциональная активность эмбриональных тестикулов в период между 9-й и 20-й неделей доказана гистологически (клетки Лейдига) и клинически (андрогенная маскулинизация наружных гениталий). При наличии такой связи в этот же период Л Г в гипофизе мужского плода должен был бы повышаться. Однако секреция ЛГ у плода незначительная, монотонная и не дает колебаний. В то же время в яичниках эмбрионов вообще не выявляется секреторной активности, хотя секреция ЛГ гипофизов женских плодов возрастает именно в период формирования наружных гениталий. В доступной литературе не удалось найти гипотез, более или менее удовлетворительно объясняющих этот парадокс.
Существует мнение, что от неонатального до пубертатного периода половая система пребывает в относительном покое, увеличение гонад в основном количественное. Однако О. В. Волкова с соавт. (1976) считают, что выделение «нейтрального» периода детства (периода покоя) условно, ибо у детей всех возрастов обнаруживаются признаки гормональных влияний.
Установлено, что гипоталамус обладает двумя видами регуляции ЛГ: тоническим, локализованным в области аркуатных ядер, и циклическим, контролируемым су- прахиазматическим ядром (Алешин Б. В., 1971; Бабичев В. Н., 1971- 1973). Первый вид регуляции не обнаруживает половых различий, второй - существует только у женских и бесполых плодов. Согласно данным ряда исследователей, циклический вид регуляции гонадотропинов необратимо подавляется введением андрогенов во внутриутробном периоде (Никитина М. М., Кузнецова Л. В., 1973), т. е. андрогены вызывают формирование гипоталамической секреции гонадотропинов по базальному (мужскому) типу. То, что гипоталамус, по-видимому, обладает филогенетически обусловленной циклической половой активностью, подтверждается нашими клиническими наблюдениями: больным постпубертатного возраста с агенезией гонад и генетическим мужским полом (46ХУ) вводили препарат кристаллического эстрогена («гинэстрил» - 1?ои88е1), обладающий пролонгированным до 6-7 мес эстрогенным действием и создающий монотонный уровень насыщенности в течение этого периода. На этом фоне у больных появлялись циклические менструальноподобные выделения. Это можно объяснить лишь наличием циклической половой регуляции на уровне гипоталамуса, вызывающей циклические изменения чувствительности тканей-мишеней, в частности эндометрия, к эстрогенам под влиянием изменения уровня гонадотропинов.
В развитии половых органов различают 2 стадии: 1) индифферентной закладки, 2) дифференцировки по мужскому или женскому типу
У зародыша человека на 4-5-ой неделе внутриутробного развития определяются индифферентные гонады, расположенные на вентральной поверхности мезонефроса в виде утолщенного валика целомического эпителия. В гонаде формируются половые тяжи, определяются первичные половые клетки, которые проникают в закладку с током крови или через энтодерму задней кишки из желточного мешка. На 5-ой неделе эмбриологического развития вдоль латерального края первичной почки и мезонефрального протока формируется парамезонефральный проток.
Из мезонефральных протоков формируются выводящие протоки мужских половых органов.
Из парамезонефральных протоков развиваются внутренние женские половые органы.
На 7-8-ой неделе эмбриогенеза наступает дифференцировка индифферентной гонады по мужскому или женскому типу.
Развитие внутренних мужских половых органов.
Дифференцировка мужских половых органов происходит под влиянием тестостерона, который вырабатывают интерстициальные клетки (Лейдига). Они расположены в мезенхиме между половыми тяжами яичка. Интерстициальные клетки начинают функционировать на 3-ем месяце эмбриогенеза. Признаком дифференцировки гонады по мужскому типу является начало формирования белочной оболочки, а также редукция парамезонефральных протоков.
Половые тяжи превращаются в извитые и прямые семенные канальцы, а из канальцев среднего отдела мезонефроса (первичной почки) развиваются канальцы сети и выносящие канальцы яичка. Краниальные канальцы первичной почки превращаются в привесок придатка яичка (appendix epididymidis), а каудально расположенные канальцы преобразуются в придаток привеска яичка (paradidymis).
У зародышей мужского пола мезонефральные протоки превращаются в проток придатка, семявыносящий проток. Дистальный конец мезонефрального протока расширяется и образует ампулу семявыносящего протока, а из бокового выпячивания дистального отдела мезонефрального протока развиваются семенные пузырьки, из конечного суженного отдела – семяизвергающий проток, который открывается в простатическую часть мочеиспускательного канала.
Из краниального отдела парамезонефрального протока образуется: привесок яичка (appendix testis); из слившихся каудальных отделов – предстательная маточка (utriculus prostaticus), остальные отделы этого протока редуцируются.
Закладка яичка располагается высоко в забрюшинном пространстве полости живота, а в процессе развития смещается в каудальном направлении.
Факторы, влияющие на процесс опускания яичка: gubernaculum testis, гормональный, белочная оболочка (она защищает яичко от механических повреждений), рост забрюшинных органов, увеличение внутрибрюшного давления, дифференцировка и рост придатка яичка, развитие яичковой артерии.
На 3 мес. внутриутробного развития яичко располагается в подвздошной ямке, в 6 мес. - у глубокого пахового кольца, в 7-8 мес. – в паховом канале, к моменту рождения – в мошонке.
Предстательная железа развивается из эпителия формирующейся уретры на 3-ем месяце внутриутробной жизни.
Бульбоуретральные железы – развиваются из эпителиальных выростов губчатой части уретры.
Тема «Мужская половая система» рассматривается в четырёх минилекциях:
1. Мужские гонады — яички
2. Сперматогенез. Регуляция деятельности яичек
3. Семявыносящие пути. Добавочные железы.
4. Развитие мужской половой системы.
Ниже лекций — текст.
1. МУЖСКИЕ ГОНАДЫ — ЯИЧКИ
2. СПЕРМАТОГЕНЕЗ. ЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЯИЧЕК
3. Семявыносящие протоки. Добавочные железы
Развитие мужской половой системы
Закладка половой системы на начальных этапах эмбриогенеза (до 6-ой недели) протекает у обоих полов одинаково, притом в тесном контакте с развитием органов мочеобразования и мочевыделения. На 4-й неделе на внутренних поверхностях обеих первичных почек образуются утолщение целомического эпителия, которым покрыта почка – половые валики . Эпителиальные клетки валика, дающие начало фолликулярным клеткам яичника или сустентоцитам яичка, перемещаются вглубь почки, окружают мигрирующие сюда из желточного мешка гоноциты, образуя половые тяжи (будущие фолликулы яичника или извитые канальцы яичка). Вокруг половых тяжей скапливаются мезенхимные клетки, дающие начало соединительно-тканным перегородкам гонад, а также текоцитам яичника и клеткам Лейдига яичка. Одновременно от обоих мезонефральных (Вольфовых) протоков обеих первичных почек, тянущихся от тел почек к клоаке, отщепляются параллельно идущие парамезонефральные (Мюллеровы) протоки .
Таким образом, индифферентная гонада к 6-ой неделе содержит предшественники всех основных структур гонад: половые тяжи, состоящие из гоноцитов, окруженных эпителиальными клетками, вокруг половых тяжей – клетки мезенхимы. Клетки индифферентной гонады чувствительны к действию продукта гена Y хромосомы, который обозначают как детерминирующий яичко фактор (testis-determining factor – TDF). Под действием этого вещества на 6-ой неделе эмбриогенеза развивается яичко: половые тяжи занимают центральное положение в гонаде, почечные канальцы первичной почки превращаются в начальные отделы семявыводящих путей, предшественники сустентоцитов вырабатывают мюллеров ингибирующий фактор (МИФ-сустанцию), под действием чего парамезонефральные протоки атрофируются, тогда как мезонефральные — становятся семявыносящими путями.
1. Яичко (семенник)
Яичко (семенник) выполняет две функции: 1) генеративную : образование мужских половых клеток – сперматогенез, и2) эндокринную : выработка мужских половых гормонов.
Семенник имеет соединительно-тканную капсулу и снаружи покрыт серозной оболочкой. От капсулы внутрь органа отходят соединительнотканные перегородки, которые делят орган на 150-250 долек. Каждая долька имеет 1-4 извитых семенных канальца, где непосредственно происходит сперматогенез. Стенка извитого канальца состоит из сперматогенного эпителия, расположенного на базальной мембране, слоя миоидных клеток и тонкого волокнистого слоя, отграничивающего каналец от интерстициальной ткани.
Сперматогенный эпителий извитого канальца состоит из двух типов клеток: развивающихся сперматозоидов и сустентоцитов. Среди сперматогенных клеток сустентоциты (поддерживающие клетки, клетки Сертоли) – единственный вид несперматогенных клеток сперматогенного эпителия. Поддерживающие клетки, с одной стороны, контактируют с базальной мембраной, а с другой – лежат между развивающимися сперматозоидами.
Сустентоциты имеют большие и многочисленные пальцевидные выросты, которые могут одновременно контактировать с большим количеством предшественников сперматозоидов на разных стадиях развития: сперматогонии, сперматоциты первого и второго порядка, сперматиды. Своими отростками сустентоциты делят сперматогенный эпителий на два отдела: базальный , в котором находятся сперматогенные клетки, не вступившие в мейоз, то есть на первых стадиях развития, и адлюминальный отдел, расположенный ближе к просвету канальца и содержащий сперматогенные клетки на последних стадиях развития.
Миоидные клетки извитого канальца, сокращаясь, способствуют продвижению сперматозоидов в направлении семявыносящих путей, началом которых являются прямые канальцы и сеть яичка.
Между канальцами в семеннике находится рыхлая волокнистая соединительная ткань, содержащая сосуды, нервы и интерстициальные гландулоциты (клетки Лейдига ), вырабатывающие мужские половые гормоны – андрогены.
Цитологическая характеристика основных фаз сперматогенеза. Сперматогенез состоит из четырех последовательных стадий: 1) размножения, 2) роста, 3) созревания, 4) формирования.
Фаза размножения характеризуется делением сперматогоний, активирующихся к началу пубертата и практически постоянно делящихся митозом в базальном отделе извитого канальца. Выделяют два типа сперматогоний: А и В. По степени конденсации хроматина в ядрах сперматогонии типа А делятся на 1) темные – это покоящиеся, истинно стволовые клетки, 2) светлые – это делящиеся полустволовые клетки, которые претерпевают 4 митотических делений. Сперматогонии – наиболее чувствительные клетки яичка. Многие факторы (в том числе ионизирующее излучение, перегревание, прием алкоголя, голодание, местное воспаление) могут легко вызвать их дегенеративные изменения.
К своему последнему делению сперматогонии типа А превращаются в сперматогонии типа В (2с,2n), а после финального деления они становятся сперматоцитами 1-го порядка .
Сперматоциты 1-го порядка связаны друг с другом с помощью цитоплазматических мостиков, которые образуются в результате неполной цитотомии при делении, что способствует синхронизации процессов развития и переноса питательных веществ. Такая ассоциация клеток (синцитий), образованная одной сперматогонией А (материнской), перемещается из базального отдела канальца в адлюминальный.
2) Фаза роста. Сперматоциты 1-го порядка увеличиваются в объеме, происходит удвоение генетического материала – 2с4n. Эти клетки вступают в длительную (около 3 недель) профазу 1-го деления мейоза, которая включает стадии лептотены, зиготены, пахитены, диплотены и диакинеза. В интерфазу перед мейозом и на ранних стадиях профазы 1-го деления мейоза сперматоцит 1-го порядка находится в базальном отделе извитого канальца, а затем – в адлюминальном, поскольку в течение пахитены происходит кроссинговер – обмен частей парных хроматид, обеспечивающий генетическое разнообразие гамет и клетка становится отличной от других соматических клеток организма.
3) Фаза созревания характеризуется завершением 1-го деления мейоза: сперматоциты 1-го порядка заканчивают профазу, проходят метафазу, анафазу, телофазу, в результате чего из одного сперматоцита 1-го порядка образуются два сперматоцита 2-го порядка (1с2n), которые имеют меньшие по сравнению со сперматоцитами 1-го порядка размеры, располагаются в адлюминальном отделе извитого канальца и имеют диплоидный набор ДНК.
Сперматоциты 2-го порядка существуют всего одни сутки, что делает их практически невидимыми на гистологическом препарате в отличие от большого количества сперматоцитов 1-го порядка в срезе извитого канальца. Сперматоциты 2-го порядка вступают во 2-е деление мейоза (эквационное), которое проходит без редупликации хромосом и приводит к образованию 4 сперматид (1с1n) – сравнительно мелких клеток с гаплоидным набором ДНК, содержащих либо Х-, либо Y-хромосому.
4) Фаза формирования заключается в преобразовании сперматид в зрелые половые клетки – сперматозоиды, что в организме человека занимает до 20 суток. У сперматиды формируется хвост, митохондриальная муфта и акросома. Почти вся цитоплазма клетки исчезает, за исключением небольшого участка, называемого остаточным тельцем. На этой стадии сперматогенеза разрываются цитоплазматические мостики между сперматогенными клетками, и сперматозоиды оказываются свободными, но они еще не готовы к оплодотворению.
Время, необходимое для развития сперматогонии А в сперматозоид, готовый войти в придаток яичка, у человека – 65 дней, однако окончательная дифференцировка сперматозоидов происходит в протоке придатка в течение следующих 2-х недель. Только в области хвоста придатка сперматозоиды становятся зрелыми половыми клетками и приобретают способность к самостоятельному передвижению и оплодотворению яйцеклетки.
Сустентоциты выполняют важную роль в сперматогенезе: обеспечивают опорно-трофическую, защитно-барьерную функции, фагоцитируют избыточную цитоплазму сперматид, погибшие и аномальные половые клетки; способствуют перемещению сперматогенных клеток от базальной мембраны к просвету канальца. Клетки Сертоли – гомологи фолликулярных клеток яичника, поэтому особое место уделяется синтетической и секреторной функции этих клеток.
В сустентоцитах образуются: андроген-связывающий белок (АСБ), создающий высокую концентрацию тестостерона в сперматогенных клетках, необходимого для нормального течения сперматогенеза; ингибин , угнетающий секрецию фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) гипофиза; активин , стимулирующий секрецию ФСГ аденогипофизом; жидкая среда канальцев; местные регуляторные факторы; мюллеров-ингибирующий фактор (у плода). Так же как фолликулярные клетки яичника сустентоциты имеют рецепторы к ФСГ, под влиянием которого активируется секреторная функция сустентоцитов.
Гематотестикулярный барьер . Сперматогенные клетки, вступившие в мейотическое деление, изолированы от внутренней среды организма гематотестикулярным барьером, защищающим их от действия иммунной системы и токсических веществ, так как эти клетки генетически отличны от остальных клеток организма, и при нарушении барьера может возникнуть аутоиммунная реакция, сопровождающаяся гибелью и уничтожением половых клеток.
Базальный отдел извитого канальца обменивается веществами с интерстицием яичка и содержит сперматогонии и прелептотенные сперматоциты 1-го порятка, то есть клетки, которые генетически идентичны соматическим клеткам организма. Адлюминальный отдел содержит сперматоциты, сперматиды и сперматозоиды, которые вследствие мейоза стали отличными от других клеток организма. При попадании в кровь образуемые этими клетками вещества могут распознаваться организмом как чужеродные и подвергаться разрушению – но этого не происходит, т.к. содержимое адлюминального отдела изолировано благодаря латеральным отросткам сустентоцитов – главным компонентом гемато-тестикулярного барьера. Также благодаря барьеру в адлюминальном отделе сперматогенного эпителия создается специфическая гормональная среда с высоким уровнем тестостерона, необходимого для сперматогенеза.
Компоненты гематотестикулярного барьера : 1) эндотелий капилляра соматического типа в интерстиции, 2) базальная мембрана капилляра, 3) слой коллагеновых волокон канальца, 4) слой миоидных клеток канальца, 5) базальная мембрана извитого канальца, 6) плотные соединения между отростками сустентоцитов.
Клетки Лейдига – выполняют эндокринную функцию в яичке: продуцируют мужские половые гормоны — андрогены (тестостерон), являются гомологами интерстициальных клеток текоцитов в яичнике. Клетки Лейдига находятся в интерстициальной ткани между извитыми канальцами яичка, лежат поодиночке или в виде скоплений вблизи капилляров. Андрогены, продуцируемые клетками Лейдига, необходимы для нормального течения сперматогенеза; они регулируют развитие и функцию добавочных желез половой системы; обеспечивают развитие вторичных половых признаков; определяют либидо и половое поведение.
Цитохимическая характеристика клеток Лейдига . Это крупные округлой формы клетки, имеющие светлое ядро с 1-2 ядрышками. Цитоплазма клеток ацидофильная, содержит большое число удлиненных митохондрий с пластинчатыми или тубулярными кристами, сильно развитую аЭПС, многочисленные пероксисомы, лизосомы, гранулы липофусцина, липидные капли, а также кристаллы Рейке – белковые включения правильной геометрической формы, функция которых неясна. Главный секреторный продукт клеток Лейдига – тестостерон образуется из холестерина ферментными системами аЭПС и митохондрий. Клетки Лейдига вырабатывают также небольшие количества окситоцина, стимулирующего деятельность гладкомышечных клеток семявыносящих путей.
Секреторная активность гландулоцитов регулируется лютеотропным гормоном (ЛГ). Большие концентрации тестостерона по механизму отрицательной обратной связи способны угнетать выработку ЛГ гонадотропными клетками аденогипофиза.
Регуляция генеративной и эндокринной функции яичка.
Нервная регуляция обеспечивается афферентными центрами коры больших полушарий, подкорковых ядер и половым центром гипоталамуса, нейросекреторные ядра которого ациклически выделяют гонадолиберины и гонадостатины, поэтому функционирование мужской половой системы и сперматогенез происходит плавно, без резких колебаний.
Эндокринная регуляция : деятельность яичка находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы. Гонадолиберин, секретируемый в пульсовом режиме в портальную систему гипофиза, стимулирует в гипофизе синтез гонадотропных гормонов – ФСГ и ЛГ, которые регулируют сперматогенную и эндокринную функции яичка.
ФСГ поступает в интерстиций яичка из кровеносных капилляров, затем диффундирует через базальную мембрану извитых канальцев и связывается с мембранными рецепторами на клетках Сертоли, что приводит к синтезу андроген-связывающего белка (АСБ) в этих клетках, а также ингибина.
ЛГ действует на клетки Лейдига , в результате чего происходит синтез андрогенов — тестостерона , часть которого поступает в кровь, а другая часть поступает в извитые канальцы с помощью андрогенсвязывающего белка: АСБ связывает тестостерон и переносит тестостерон к сперматогенным клеткам, а именно к сперматоцитам 1-го порядка , которые имеют андрогенные рецепторы.
У женщин и мужчин функционирует одинаковый механизм отрицательной обратной связи, с помощью которого в гипофизе ингибируется синтез гонадотропинов. Ингибин - гормон, который вырабатывается клетками Сертоли, тормозит образование ФСГ в аденогипофизе в мужском организме. Тестостерон по механизму отрицательной обратной связи снижает выработку ЛГ. Чем больше ЛГ, тем больше тестостерона – положительная связь, чем больше тестостерона, тем меньше ЛГ – отрицательная обратная связь. Тестостерон также ингибирует высвобождение ФСГ, но незначительно. Комбинация действия тестостерон и ингибин – максимально подавляют высвобождение ФСГ.
ЭМБРИОГЕНЕЗ МОЧЕВЫХ ПУТЕЙ И ПОЛОВЫХ ОРГАНОВ
Мочевые пути и половые органы развиваются вместе из общих закладок. Для
облегчения восприятия информации эмбриогенез почек и мочеточников,
мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, половых желез, половых
протоков и наружных половых органов мы рассматриваем отдельно.
ПОЧКИ И МОЧЕТОЧНИКИ
Развитие почки у человека проходит три стадии - пред-почки
,
первичной и окончательной почки (рис. 2.1).
Предпочка
Предпочка
- аналог выделительного органа у
низших позвоночных - закладывается на уровне 4- 14-го сомитов.
Предпочка состоит из 6-10 пар канальцев, впадающих в парные выводные
протоки, которые формируются на том же уровне, растут в каудальном
направлении и впадают в клоаку. У человека предпочка не функционирует и
к 4-й неделе эмбриогенеза исчезает.
Первичная почка
Первичная почка - аналог выделительного органа у костистых рыб и
земноводных - закладывается в начале 4-й, достигает максимального
размера к концу 8-й недели эмбриогенеза и функционирует на протяжении
всего этого периода. Первичная почка постепенно подвергается обратному
развитию. Исключение составляет только вольфов проток (проток первичной
почки), который дает начало мужским половым органам. Канальцы
первичной почки закладываются из мезодермы каудально от предпочки
незадолго до ее исчезновения. В отличие от канальцев предпочки каждый
каналец первичной почки с одной стороны образует слепой чашеобразный
вырост (капсулу клубочка), в который погружаются капилляры (клубочек). С
другой стороны каждый каналец соединяется с ближайшим протоком
предпочки, открывающимся в клоаку. С этого времени он называется
вольфовым протоком. Затем канальцы первичной почки удлиняются,
принимают S-образную форму и разветвляются. Это увеличивает площадь их
контакта с капиллярами. Кровь из клубочка оттекает по одному или
нескольким выносящим сосудам, которые вновь распадаются на
капилляры, образуя густую сеть вокруг канальцев первичной почки.
Окончательная почка
Окончательная почка закладывается из метанефроген-ной
ткани
(производное мезодермы) и вольфова прото-
6-я неделя
Начало 4-й недели
Дегенерацияпредпочки
Предпочка
Недифференцированнаяметанефрогеннаяткань
Прямаякишка
Клоака
Мочеточниковыйвырост
Мочеполовой синус
Рисунок 2.1. Эмбриогенез почек и мочеточников. В начале 4-й недели сохраняется часть канальцев предпочки, но уже формируются канальцы первичной почки, которые соединяются с вольфовым протоком. В каудальном отделе вольфова протока появляется мочеточниковый вырост. К 6-й неделе исчезает предпочка и начинается дегенерация канальцев первичной почки. Мочеточниковый вырост растет в дорсокраниальном направлении и врастает в метанефрогенную ткань. На 8-й неделе окончательная почка смещается вверх. Краниальный конец мочеточникового выроста расширяется и дает многочисленные ответвления.
к
а. Развитие окончательной почки начинается,
когда длина эмбриона составляет 5-6 мм. Сначала в месте изгиба вольфова
протока перед впадением в клоаку появляется мочеточниковый вырост.
Мочеточниковый вырост удлиняется в краниальном направлении,
захватывая метанефрогенную ткань. По мере роста мочеточниково-го
выроста
вместе с ним все дальше и дальше в краниальном направлении смещается и
метанефрогенная ткань. Одновременно она разрастается и быстро
дифференцируется. Краниальный конец мочеточникового выроста в толще
метанефрогенной ткани расширяется, образуя почечную лоханку. От
почечной лоханки радиально отходит множество слепых ответвлений,
которые, в свою очередь, тоже ветвятся, формируя собирательные
трубочки. Клетки метанефрогенной ткани образуют скопления вокруг
слепых концов собирательных трубочек. В этих скоплениях формируются
центральные полости, а сами они становятся S-образными и соединяются с
собирательными трубочками, образуя непрерывные трубчатые структуры.
Одна часть каждого S-образного скопления клеток превращается в
проксимальный
и
дис-тальный извитые канальцы и петлю Генле, другая - в клубочек и его
капсулу. По мере роста окончательной почки на ее периферии образуется
все больше канальцев. На этой стадии эмбриогенеза мезодерма и
формирующиеся клубочки хорошо видны под микроскопом (рис. 2.2).
Развитие клубочков заканчивается к 36-й неделе, когда плод весит около
2500 г. Окончательная почка закладывается на уровне 28-го сомита
(позвонок L4), а к моменту рождения поднимается к позвонку L1 или ТЫ2
.
Это происходит отчасти из-за краниального смещения почки, отчасти из-за
быстрого роста каудальной части плода. В начале краниального смещения
(7-9-я недели) почки проходят над бифуркацией аорты и поворачиваются на
90° вокруг продольной оси, при этом их выпуклая дорсальная поверхность
становится латеральной. После ротации скорость краниального смещения
замедляется.
Таким образом, эмбриогенез почек имеет следующие особенности.
Предпочка, первичная и окончательная почка развиваются из мезодермы.
Канальцы всегда формируются изолированно и затем соединяются с выводными
протоками.
Протоки предпочки образуются на уровне канальцев предпочки.
Протоки предпочки дают начало вольфовым протокам и, следовательно,
мочеточникам.
Протоки предпочки растут в каудальном направлении и впадают в клоаку.
Мочеточники образуются из выростов вольфовых протоков, а почечные
канальцы - из метанефрогенной ткани.
Пороки развития
Нарушение краниального смещения приводит к дистопии почки. Если
почка расположена на своей стороне,
говорят о гомолатеральной дистопии, если на противоположной - о
гетеролатеральной.
В последнем случае возможно сращение почек.
Поскольку процессы краниального смещения и ротации почки происходят
одновременно, дистопия почки, как правило, сочетается с незавершенным
поворотом. Слияние метанефрогенной ткани приводит к сращению почек, чаще
всего к образованию подковообразной почки.
При расщеплении мочеточникового выроста возникает неполное удвоение
мочеточника. Если от вольфова протока отходит добавочный мочеточниковый
вырост, наблюдается полное удвоение мочеточника, причем оба
мочеточниковых выроста, как правило, контактируют с одним участком
метанефрогенной ткани. Изредка имеются два мочеточниковых выроста и два
участка метанефрогенной ткани. В результате образуется
добавочная почка. Основной мочеточник при удвоении закладывается первым
в каудальной части вольфова протока и дренирует нижний полюс почки.
Добавочный мочеточник дренирует верхний полюс почки, но впадает в
мочевой пузырь каудальнее основного. Таким образом, по закону
Вейгерта-Мейера удвоенные мочеточники всегда перекрещиваются. Если
основной и добавочный моче-точниковые
выросты
отходят от вольфова протока рядом, устья мочеточников тоже расположены
поблизости. Если же добавочный мочеточниковый вырост закладывается
далеко от основного, устье добавочного мочеточника располагается в
шейке мочевого пузыря, мочеиспускательном канале или в половых органах
(рис. 2.3). Эктопия мочеточника также возникает, когда мочеточниковый
вырост отходит от вольфова протока выше, чем в норме. Если на какой-либо
стороне мочеточниковый вырост отсутствует, развивается односторонняя
агенезия почки и формируется только половина треугольника мочевого
пузыря.
МОЧЕВОЙ ПУЗЫРЬ И МОЧЕИСПУСКАТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ
Расширение слепого конца задней кишки каудально от аллантоиса образует
клоаку, которая отделена от амниона тонкой пластинкой - клоакальной
мембраной. Последняя
лежит в углублении
эктодермы под основанием хвоста. Когда длина эмбриона достигает 4 мм,
в месте соединения аллантоиса и задней кишки в просвет клоаки в
каудальном направлении начинает врастать серповидной формы складка,
которая постепенно образует мочепрямокишечную перегородку. На 7-й
неделе эмбриогенеза она полностью разделяет клоаку: вен-трально
образуется
мочеполовой синус, дорсально - прямая кишка. В процессе образования
мочепрямоки-шечной перегородки наружная эктодермальная поверхность
клоакальной мембраны, обращенная сначала к передней брюшной стенке,
смещается каудально и назад. Это происходит за счет развития нижней
части передней брюшной стенки зародыша и исчезновения хвоста и
способствует формированию мочепрямокишечной
Перегородки. В результате пролиферации мезодермы в области клоакальной
мембраны и прикрепления пуповины образуется возвышение - половой
бугорок. По мере развития нижнего отдела передней брюшной стенки
половой бугорок и место прикрепления пуповины расходятся все дальше.
Клоакальная мембрана исчезает только после разделения клоаки, поэтому
мочеполовой синус и прямая кишка открываются наружу отдельными
отверстиями. Мочеполовой синус имеет цилиндрическую форму, краниально
сообщается с аллантоисом и
открывается наружу мочеполовым отверстием. Прямая кишка открывается
наружу задним проходом.
В мочеполовой синус постепенно врастают вольфо-вы протоки. К 7-й неделе
эмбриогенеза вольфовы протоки и мочеточники открываются в мочеполовой
синус отдельными отверстиями. Между ними появляется скопление
мезодермы. Затем отверстия вольфовых (будущих семявыбрасывающих)
протоков смещаются вниз и медиально, а отверстия мочеточников - вверх и
ла-терально. Описанное выше скопление мезодермы ос-
Рисунок 2.2. Развитие нефронов. Вокруг каждой собирательной трубочки образуется скопление клеток метанефрогенной ткани. Позже внутри каждого из них формируется полость. Из скоплений клеток метанефрогенной ткани развиваются почечные канальцы. С одной стороны они соединяются с ближайшей собирательной трубочкой, а с другой - образуют клубочек и его капсулу.
т
ается ограниченным отверстиями вольфовых
протоков и мочеточников (рис. 2.3). В будущем из него формируется
треугольник мочевого пузыря. Таким образом, эпителий треугольника
мочевого пузыря имеет мезодермаль-ное
происхождение,
в то время как остальной эпителий мочевого пузыря и мочеиспускательного
канала - энто-дермальное.
В мочеполовом синусе выделяют два сегмента. Их разделяет плоскость,
проходящая через мюллеров бугорок (см. ниже). Он образуется на
дорсальной стенке мочеполового синуса, где с ней соприкасаются
слившиеся мюл-леровы протоки. Первый сегмент включает вентральный
и тазовый отделы мочеполового синуса, куда впадают мочеточники. Из этого
сегмента образуются мочевой пузырь, женский мочеиспускательный канал и
часть мужского мочеиспускательного канала. Второй сегмент образован
уретральным отделом мочеполового синуса. С ним контактируют вольфовы и
слившиеся мюллеровы протоки. Из этого сегмента образуются
часть
мужского мочеиспускательного канала, дистальная часть влагалища (одна
пятая) и преддверие влагалища.
На 3-м месяце эмбриогенеза вентральный отдел мочеполового синуса
расширяется и превращается в эпителиальный мешок, верхушка которого
сужается, Образуя мочевой проток. Тазовый отдел мочеполового синуса
остается в виде узкой трубки и образует женский мочеиспускательный
канал или предстательную часть мужского мочеиспускательного канала
прокси-мальнее семенного холмика. Мезодерма, окружающая вентральный и
тазовый отделы мочеполового синуса, дифференцируется в гладкомышечные
клетки и наружную соединительнотканную оболочку. К 12-й
неделе эмбриогенеза стенка мочеиспускательного канала и мочевого пузыря
формируется полностью (рис. 2.4).
Уретральный отдел мочеполового синуса образует дистальную часть влагалища, его преддверие (рис. 2.5.), а также дистальный отдел (дистальнее семенного холмика) предстательной части и перепончатую часть мужского мочеиспускательного канала. Губчатая часть мочеиспускательного канала формируется при вентральном сращении мочеполовых складок. У плодов женского пола мочеполовые складки не срастаются и превращаются в малые половые губы. Мочевой пузырь сначала достигает пупка, где соединяется с аллантоисом.
Рисунок 2.3. Развитие мочеточниковых выростов. Мочеточниковые выросты появляются на 4-й неделе эмбриогенеза. Расположенные каудальнее них участки вольфовых протоков образуют стенку мочеполового синуса. В результате мочеточники и вольфовы протоки открываются в мочеполовой синус отдельными отверстиями. Часть вольфова протока, участвующая в образовании мочеполового синуса, формирует треугольник мочевого пузыря.
Рисунок 2.4. Дифференцировка мочеполового синуса у плодов мужского пола. На 5-й неделе эмбриогенеза мочепрямокишечная перегородка разделяет прямую кишку и мочеполовой синус, в который впадают вольфовы протоки и мочеточниковые выросты. Стенка мочеполового синуса сохраняется в первоначальном виде до 12-й недели. Затем из окружающей мезенхимы начинает формироваться мышечная оболочка. Предстательная железа развивается из множественных эпителиальных выростов формирующегося мочеиспускательного канала краниальнее и каудальнее вольфовых протоков. На 3-м месяце эмбриогенеза вентральный отдел мочеполового синуса расширяется, образуя мочевой пузырь. Из узкого тазового отдела формируется часть мужского мочеиспускательного канала. Tanagho EA , Smith DR : Mechanisms of urinary continence . 1. Embryologic , anatomic , and pathologic considerations . JUrol 1969,100:640 .
К15-й неделе эмбриогенеза аллантоис на уровне пупка облитерируется. К 18-й неделе мочевой пузырь начинает смещаться вниз. Его верхушка вытягивается, сужается и увлекает за собой облитерированный аллантоис, который теперь называется мочевым протоком. К 20-й неделе эмбриогенеза мочевой пузырь значительно отстоит от пупка, а мочевой проток образует срединную пупочную связку.
Пороки развития
Если в процессе эмбриогенеза клоака не разделяется, наблюдается редкий порок развития - врожденная клоака. Чаще из-за неполного разделения клоаки формируются врожденные свищи между прямой кишкой и мочевым пузырем, мочеиспускательным каналом или влагалищем. Как правило, это сочетается с атрезией заднего прохода.
Нарушение смещения мочевого пузыря вниз и неза-ращение мочевого протока приводят к образованию пу-зырно-пупочного свища или кисты либо дивертикула мочевого протока.
Если половой бугорок закладывается каудальнее, чем в норме, то пещеристые тела формируются каудальнее мочеполового синуса. В результате мочеполовая бороздка оказывается на дорсальной поверхности пеще-
ристых тел и остается частично или полностью открытой (эписпадия). При полной эписпадии отсутствует вся передняя стенка мочеиспускательного канала вплоть до мочевого пузыря. Еще более тяжелый порок развития - экстрофия мочевого пузыря - отсутствие передней стенки мочевого пузыря и части передней брюшной стенки. Нарушение срастания мочеполовых складок вызывает гипоспадию - частичное или полное отсутствие задней стенки губчатой части мочеиспускательного канала.