Строение эмбриона человека на 14-й день развития: морфогенетические особенности и клинико-анатомическое значение

Четырнадцатый день постконцепционного развития человека представляет собой один из наиболее значимых этапов раннего эмбриогенеза. В этот период начинается гаструляция, в ходе которой из двухслойного зародышевого диска формируются три зародышевых листка – эктодерма, мезодерма и энтодерма. 

Это переходный этап между имплантацией и активной гаструляцией. На этом этапе начинается взаимодействие между эмбрионом и материнским организмом через лакуны синцитиотрофобласта. 

Одновременно устанавливаются основные оси тела, которые закладывают план организации будущего организма: 

• кранио-каудальная; 
• дорсо-вентральная; 
• лево-правая. 

Параллельно с этими процессами продолжается формирование внезародышевых структур, необходимых для нормального обмена между эмбрионом и материнским организмом.

Морфология эмбриона на 14-й день

К этому сроку размер эмбрионального диска составляет около 1,5–2 мм. Несмотря на небольшие размеры, диск сохраняет двухслойное строение, но уже активно вступает в фазу перестройки. 

Эпибласт

Верхний слой представлен эпибластом – высокими цилиндрическими клетками с выраженным апикально-базальным поляритетом и высокой митотической активностью. Эпибласт является источником всех эмбриональных тканей и одновременно формирует стенку амниотической полости. 

Его клетки образуют прочные межклеточные контакты за счет экспрессии E-кадгеринов, однако в зоне каудального конца эти связи постепенно ослабляются, что подготавливает эпибласт к миграции. 

Гипобласт

Нижний слой эмбрионального диска представлен гипобластом, состоящим из уплощенных клеток, образующих тонкую пластинку. Клетки гипобласта не участвуют напрямую в формировании тканей зародыша, но обеспечивают развитие внезародышевой энтодермы и формирование желточного мешка. 

Кроме того, они секретируют сигнальные молекулы – LEFTY1, Cer1 и DKK1, которые ингибируют экспрессию WNT и NODAL в краниальной области, что позволяет избежать избыточной мезодермализации и способствует правильному развитию передних структур.

Формирование первичной полоски

На каудальном конце диска формируется первичная полоска – утолщение эпибласта, которое является первым морфологическим признаком начинающейся гаструляции и задает кранио-каудальную ось эмбриона. 

Клетки полоски теряют апикально-базальную полярность, перестраивают цитоскелет с участием Rho-GTPаз и приобретают свойства миграции. 

В краниальной части полоски возникает первичный узел (узел Хензена), который служит центром организации. Его клетки секретируют NODAL, FGF8 и WNT3A, активирующие процессы эпителиально-мезенхимального перехода, в результате чего эпибластные клетки начинают активно перемещаться внутрь диска.

Формирование зародышевых листков

Начиная с 14 дня наблюдается миграция эпибластных клеток, которая имеет строго упорядоченный характер. 

1. Первая волна клеток вытесняет гипобласт и образует дефинитивную энтодерму – зародышевый листок, дающий начало эпителию пищеварительной трубки и дыхательной системы. 
2. Следующие волны формируют мезодерму, которая закладывается между эпибластом и энтодермой и в дальнейшем даст начало мышцам, сосудам, костям, почкам и сердцу.
3. Клетки, которые остаются на поверхности, образуют эктодерму, из которой будут развиваться нервная система, органы чувств и эпидермис. 

Таким образом, именно на этом этапе происходит окончательное выделение трех зародышевых листков – эктодермы, мезодермы и энтодермы, что становится основой дальнейшего органогенеза.

Установление пространственных осей

В краниальной области диска формируется прекардиальная пластинка — локальное уплотнение клеток мезодермы, которое служит ранним маркером ротовой мембраны и важным ориентиром краниального конца эмбриона. 

Параллельно с этими морфогенетическими процессами устанавливаются пространственные оси зародыша. 

• Кранио-каудальная ось определяется формированием первичной полоски и прекардиальной пластинки; 
• Дорсо-вентральная ось фиксируется различием между эпибластом, расположенным дорсально, и гипобластом, занимающим вентральное положение; 
• Лево-правая асимметрия формируется благодаря работе узла Хензена: реснички его клеток создают направленный ток жидкости, а локальная экспрессия генов NODAL и LEFTY2 активирует транскрипционный фактор PITX2 исключительно слева, что закладывает левостороннюю программу органогенеза.

Ниже представлена подробная схема строения:

1. Амнион (голубая сфера):
   • Образуется из эпибласта;
   • Формирует амниотическую полость, заполненную амниотической жидкостью;
   • Функция: защита зародыша от механических повреждений и поддержание постоянной среды.

2. Желточный мешок (жёлтая сфера снизу):
   • Производное гипобласта;
   • На данном этапе является вторичным желточным мешком;
   • Участвует в первичном кроветворении и закладке зачатков половой системы.

3. Эмбриональный диск (розово-красная пластинка)
   • Двухслойный: эпибласт (верхний) и гипобласт (нижний);
   • На 14-й день начинается гаструляция, образование трех зародышевых листков.

4. Первичная полоска (красная полоса):
   • Закладывается на каудальном конце эмбрионального диска;
   • Определяет ось «голова–хвост» (кранио-каудальная ориентация);
   • Клетки эпибласта мигрируют через нее, формируя мезодерму и эндодерму.
5. Узел Хензена (темно-красная точка на переднем конце полоски):
   • Организатор эмбриональной оси;
   • Регулирует движение клеток, закладку хорды и симметрию тела.
6. Миграция клеток (стрелки):
   • Зеленые стрелки → Эндодерма
     Клетки замещают гипобласт и формируют внутренний слой, дающий начало дыхательной и пищеварительной системам.
   • Синие стрелки → Мезодерма
     Клетки располагаются между эктодермой и эндодермой, образуя скелетные мышцы, кости, соединительную ткань, сосуды и почки.
   • Фиолетовые стрелки → Эктодерма
     Клетки, оставшиеся в эпибласте, формируют наружный слой, из которого развиваются кожа и нервная система.
7. Оси (подписи вокруг схемы):
   • Кранио-каудальная (голова ↔ хвост);
   • Лево-право (будущая симметрия тела);
   • Дорсо-вентральная (спина ↔ живот).

Внезародышевые структуры 

На этом этапе развитие зародыша тесно связано с формированием внезародышевых структур, которые обеспечивают его питание, защиту и закладку будущей плаценты.

Амнион

Амнион образуется из клеток амниобластов, происходящих из эпибласта. Эти клетки формируют тонкую мембрану, выстилающую амниотическую полость, которая располагается над эпибластом. Амниотическая полость постепенно увеличивается, наполняясь амниотической жидкостью. Уже на данном этапе амнион начинает выполнять защитную функцию, создавая оптимальную среду для развития эмбриона.

Желточный мешок

К 14-му дню желточный мешок принимает вид вторичного (дефинитивного) мешка. Его стенка выстлана клетками гипобласта и внезародышевой энтодермы. В дальнейшем именно в желточном мешке закладываются очаги первичного кроветворения и формируются зачатки половых клеток. 

Несмотря на то, что у человека желточный мешок не участвует в питании эмбриона, он имеет важное значение как источник клеточных линий и временный орган кроветворения.

Хорион

Хорион формируется из клеток трофобласта и прилежащей внезародышевой мезодермы. На данном этапе в хорионе происходят ключевые изменения, определяющие будущее формирование плаценты. Внедрение трофобласта в эндометрий сопровождается развитием ворсинчатого аппарата: формируются первичные ворсины, которые состоят из центрального слоя цитотрофобласта и покрывающего его слоя синцитиотрофобласта.

В толще синцитиотрофобласта появляются лакуны, которые постепенно заполняются материнской кровью. Этот процесс знаменует собой начало установления примитивного материнско-эмбрионального обмена веществ – первой формы плацентарной циркуляции.

Аллантоис (начальная закладка)

Хотя аллантоис начинает формироваться чуть позже (примерно на 16-й день), уже на этом этапе в каудальной части эмбрионального диска закладывается область, из которой он вырастет. Аллантоис играет важную роль в формировании кровеносных сосудов плаценты и закладке мочевого пузыря.

Стадии эмбриогенеза по Карнеги

В эмбриологии развитие человека принято описывать по стадиям Карнеги (Carnegie stages) – это универсальная система классификации, основанная не на возрасте эмбриона в днях, а на его морфологических признаках. Всего выделяют 23 стадии, которые охватывают период от оплодотворения до конца 8-й недели (56-й день). 

На данном этапе эмбрион относится к стадия Карнеги 6. В клиническом смысле – это момент, когда эмбрион еще не имеет четких осей тела (голова–хвост, спина–живот), но уже формируются основные внезародышевые структуры, обеспечивающие его дальнейший рост и имплантацию. 

Ключевым событием данной стадии является формирование условий для гаструляции, которая начнётся на следующей стадии. Для стадии Карнеги 6 характерно:

• Возраст эмбриона: примерно 13-15 день после оплодотворения;
• Размер эмбриона: около 0,1-0,2 мм;
• Характеристика: это стадия двухслойного зародышевого диска (билиминарного эмбрионального диска).

Главные процессы включают:

• Эмбрион представлен плоским диском, состоящим из эпибласта и гипобласта;
• Над эпибластом образуется амниотическая полость, выстланная амниобластами;
• Под гипобластом развивается первичный (а затем вторичный) желточный мешок.
  Между цитотрофобластом и экзоцеломом появляется внезародышевая мезодерма, в которой вскоре формируется внезародышевое целомическое пространство;
• Начинается закладка хориона с его первичными ворсинами (цито- и синцитиотрофобласт).

Прогрессия эмбриогенеза по Карнеги (5–7 стадии)

Найдите больше научно обоснованных материалов в наших социальных сетях

Подпишитесь и не пропустите новейшие ресурсы

Молекулярная регуляция гаструляции и осей

Формирование первичной полоски и разделение зародыша на три зародышевых листка осуществляется под контролем сложных сигнальных каскадов. 

Центральная роль NODAL (семейство TGF-β)

Ключевым регулятором является система NODAL, необходимая для:

• запуска миграции клеток эпибласта;
• индукции энтодермы;
• индукции мезодермы.

Эффект зависит от уровня экспрессии:

• высокая экспрессия → формирование энтодермы;
• более низкая экспрессия → формирование мезодермы.

Пространственная активность NODAL строго контролируется его антагонистами – LEFTY1, LEFTY2 и CER1, что предотвращает избыточное образование мезодермы.

Сигнальный путь WNT и взаимодействие с BMP4

Белки WNT3 и WNT3A:

• активируют экспрессию NODAL;
• усиливают процессы мезодермогенеза.

Взаимодействие WNT с BMP4:

• усиливает формирование первичной полоски;
• способствует развитию латеральной мезодермы.

Однако требуется строгое равновесие:

• BMP4 стимулирует мезодерму;
• его ингибиторы (CHORDIN, NOGGIN, FOLLISTATIN) ограничивают активность в дорсальной области;
• это обеспечивает формирование осевой мезодермы и будущей хорды.

Регуляция клеточной миграции: роль FGF8

Белок FGF8, секретируемый клетками первичной полоски:

• регулирует миграцию клеток эпибласта;
• подавляет экспрессию E-кадгерина;
• снижает межклеточную адгезию;
• запускает эпителиально-мезенхимальный переход.

В результате клетки эпибласта приобретают способность перемещаться внутрь эмбриона.

Параллельно с этим закладываются оси эмбриона.

• Кранио-каудальная ось формируется благодаря экспрессии ингибиторов WNT и BMP (CER1, DKK1, LEFTY1) в краниальной области, что предотвращает избыточную мезодермализацию и позволяет развиваться головным структурам;
• Дорсо-вентральная ось задается градиентами BMP и его антагонистов (CHORDIN, NOGGIN, FOLLISTATIN). Высокая концентрация BMP формирует вентральные структуры, а его подавление в дорсальной области – дорсальные;
• Лево-правая асимметрия инициируется в области узла Хензена. Здесь экспрессируются NODAL и LEFTY2, которые активируют транскрипционный фактор PITX2 только на левой стороне эмбриона. Это ключевой механизм, задающий правильное расположение сердца, желудка и других асимметричных органов.

В этих процессах участвуют и транскрипционные факторы.

• BRACHYURY (T) необходим для образования мезодермы, особенно аксиальной (хорды);
• GOOSECOID экспрессируется в узле и регулирует миграцию клеток, поддерживая формирование краниальных структур;
• OTX2, LIM1 и HESX1 – ключевые факторы развития переднего мозга и головы;
• HOX-гены придают мезодерме сегментарную идентичность вдоль кранио-каудальной оси, что определяет расположение будущих сомитов и внутренних органов.

Одновременно продолжается развитие внезародышевых структур. Синцитиотрофобласт секретирует хорионический гонадотропин человека (hCG, кодируется генами семейства CGB), который поддерживает функцию желтого тела и обеспечивает секрецию прогестерона. 

Для успешной имплантации и развития плаценты необходимы металлопротеиназы (MMP2 и MMP9), которые разрушают межклеточный матрикс эндометрия и обеспечивают инвазию трофобласта. Факторы VEGF и PGF стимулируют рост сосудистой сети хориона, создавая условия для материнско-эмбрионального обмена. 

Наконец, экспрессия HLA-G обеспечивает иммунологическую толерантность матери, блокируя разрушение трофобласта NK-клетками и предотвращая иммунный конфликт.

Таким образом, развитие на этом этапе можно представить как взаимодействие двух систем:

• Эмбриональные сигналы (NODAL, WNT, BMP, FGF и их антагонисты) задают пространственно-временную организацию гаструляции и формирование осей;

Внезародышевые сигналы (CGB, MMP, VEGF, HLA-G) обеспечивают питание, инвазию и иммунную защиту эмбриона.