Prenatálny vývoj človeka: Od oplodnenia po pôrod

Úvod do prenatálneho vývoja

Prenatálny vývoj človeka, fascinujúca cesta od oplodnenia po narodenie, je komplexný proces plný zmien a míľnikov. Tento vývin, známy aj ako ontogenetický vývin alebo ontogenéza, zahŕňa všetky fázy života organizmu od jeho začiatku až po koniec.

U pohlavne sa rozmnožujúcich organizmov, vrátane človeka, sa ontogenéza začína tvorbou pohlavných buniek (gametogenézou), pokračuje oplodnením a vývojom nového jedinca a končí smrťou. Obdobie ontogenézy zahŕňa rast, dozrievanie, reprodukciu a nakoniec aj starnutie.

Prenatálne obdobie, teda obdobie vývinu pred narodením, trvá v priemere 38 týždňov (266 dní) od oplodnenia. V gynekologickej praxi sa tehotenstvo často počíta od poslednej menštruácie, čo je približne 2 týždne pred oplodnením, a preto sa dĺžka prenatálneho obdobia zaokrúhľuje na 40 týždňov (280 dní, 10 lunárnych mesiacov).

Je to obdobie obrovského vývinového tempa, kedy sa z oplodneného vajíčka o veľkosti 0,1 až 0,3 milimetra na začiatku obdobia vyvinie ľudský jedinec so všetkými telesnými časťami, dosahujúci dĺžku približne 50 centimetrov.

V organizme gravidnej matky dochádza počas tohto obdobia k viacerým fyziologickým zmenám. Zvyšuje sa ventilácia pľúc, aby telo malo dostatok kyslíka pre seba aj pre rastúci plod. Rovnako sa zvyšuje funkcia obličiek na spracovanie zvýšeného množstva odpadových látok a mení sa látková premena (metabolizmus) s cieľom zabezpečiť dostatok živín pre vývoj plodu.

Prenatálne obdobie sa delí na dve hlavné fázy:

• Embryonálny vývin (od oplodnenia do konca 8. týždňa) - počas tejto fázy sa vyvíja zárodok (embryo).
• Fetálny vývin (od 9. týždňa do pôrodu) - počas tejto fázy sa vyvíja plod (fetus).

Proontogenéza (Gametogenéza)

Aby sme pochopili celý vývin jedinca, musíme sa vrátiť na úplný začiatok, kde sa tvorba nového jedinca začína procesom tvorby pohlavných buniek, nazývaným gametogenéza. Toto obdobie sa niekedy označuje aj ako proontogenéza alebo progenéza.

Pohlavné bunky, mužské spermie a ženské vajíčka, majú oproti telovým (somatickým) bunkám polovičný (haploidný) počet chromozómov. U človeka je to 23 chromozómov. Splynutím spermie a vajíčka sa obnovuje diploidný stav (46 chromozómov), čo je nevyhnutné pre ďalší vývin. Tento proces umožňuje špeciálne delenie jadra nazývané meióza.

Princípom vývinu pohlavných buniek je práve redukcia počtu chromozómov na polovicu v procese meiózy:

1. Pred meiózou dochádza k zdvojnásobeniu DNA (v S-fáze), takže každý chromozóm je zložený z dvoch chromatíd (2c).
2. Počas I. meiotického delenia sa párujú homologické chromozómy, vymenia si úseky DNA (crossing-over) a po rozdelení bunky vzniknú dve dcérske bunky s polovičným (haploidným) počtom (n) chromozómov, ale stále s dvojnásobným množstvom DNA (2c).
3. V II. meiotickom delení sa rozdelia aj tieto dvojchromatidové chromozómy, takže každá z výsledných dcérskych buniek získa len po jednej kópii DNA (1c).

Okrem redukcie počtu chromozómov dochádza počas vývinu pohlavných buniek aj k výraznej morfologickej diferenciácii:

• Spermie sú najmenšie bunky ľudského tela (hlavička len 5 µm, bičík asi 50 µm), majú minimálnu cytoplazmu a sú pohyblivé.
• Vajíčko je najväčšia bunka tela (asi 100 µm), má veľa cytoplazmy a je nepohyblivé.

V závislosti od pohlavia rozlišujeme:

• Spermatogenéza (spermiogenéza) - vznik mužských pohlavných buniek (spermií).
• Oogenéza (ovogenéza) - vznik ženských pohlavných buniek (vajíčok).

Spermatogenéza

Spermie vznikajú v mužských pohlavných orgánoch - semenníkoch. Optimálna teplota pre spermatogenézu je o približne 2 °C nižšia ako telesná teplota, preto sú semenníky umiestnené v miešku mimo tela. Táto teplota je regulovaná krvným obehom a kontrakciou hladkej svaloviny pod kožou mieška.

Spermatogenéza prebieha nepretržite od puberty až do staroby. Začína sa z diploidných prvopohlavných buniek nazývaných spermatogónie. Malé množstvo spermatogónií je prítomné v semenníkoch už pri narodení, ale sú neaktívne až do puberty. V puberte ich aktivuje folikulostimulačný hormón (FSH) a mužský pohlavný hormón testosterón, pričom významnú úlohu zohráva aj stimulácia Leydigovými bunkami.

Aktivované spermatogónie sa mitoticky delia, čím sa zvyšuje ich počet. Niektoré spermatogónie zostávajú ako prekurzorické bunky, zatiaľ čo iné sa vyvíjajú na primárne spermatocyty (spermatocyty I. rádu) a vstupujú do meiózy.

Po I. meiotickom delení vznikajú z jedného primárneho spermatocytu dva sekundárne spermatocyty (spermatocyty II. rádu) s polovičným počtom chromozómov, ale s dvojchromatidovými chromozómami. Po II. meiotickom delení vznikajú spermatidy s 23 jednochromatidovými chromozómami. Z každého primárneho spermatocytu tak vzniknú celkovo 4 spermatidy.

Spermatidy ďalej dozrievajú procesom nazývaným spermiogenéza. Ich cytoplazma sa predlžuje do žubrienkovitého tvaru a na konci sa tvorí bičík. Dôležitú úlohu pri tomto procese zohrávajú Sertoliho bunky v stenách semenotvorných kanálikov.

V ejakuláte (objem 4-5 ml) sa nachádza približne 400-500 miliónov spermií. Podiel málo pohyblivých, morfologicky abnormálnych alebo nezrelých spermií by nemal presiahnuť 15 %, inak sa to považuje za faktor znižujúci plodnosť. V súčasnosti sa pozoruje všeobecný pokles počtu spermií a nárast podielu abnormálnych foriem, čo súvisí s nezdravým životným štýlom.

Spermia sa skladá z troch častí:

• Hlavička - obsahuje jadro s polovicou genetickej informácie a akrozóm v prednej časti, ktorý pomáha prieniku do vajíčka.
• Krčok - stredná časť s mitochondriami, ktoré zabezpečujú energiu pre pohyb.
• Bičík - zabezpečuje aktívny pohyb spermie.

Oogenéza

Vajíčka vznikajú v ženských pohlavných orgánoch - vaječníkoch. Na rozdiel od spermií, ktoré vznikajú až v puberte a tvoria sa nepretržite, má dievča pri narodení najviac vajíčok (približne 700 000). Ich počet sa postupne znižuje a nové už nevznikajú. Počas života sa ich počet dramaticky znižuje: medzi 16-25 rokom je ich asi 150 000, medzi 26-35 rokom asi 50 000, medzi 36-45 rokom asi 34 000 a po menopauze (45-55 rokov) úplne vymiznú.

Vo vaječníku sa nachádzajú nezrelé vajíčka, ktoré postupne dozrievajú počas ovariálneho cyklu.

Z prvopohlavných buniek vznikajú diploidné oogónie, ktoré sa mitoticky množia do spomínaného počtu. Po ukončení mitotickej aktivity vstupujú do meiózy, avšak ich prvé meiotické delenie sa zastavuje v štádiu profázy I (diploténne štádium) a pokračuje až s nástupom pohlavnej zrelosti. V tomto štádiu sa bunka nazýva primárny oocyt (oocyt I. rádu).

Primárny oocyt prechádza rastovou fázou, počas ktorej sa v ňom ukladajú záložné látky pre budúce embryo a ako zdroj energie. Tým dochádza k zväčšovaniu objemu cytoplazmy.

Primárne oocyty sú obalené okolitým tkanivom a vytvárajú primárny folikul. Primárne folikuly dozrievajú v pravidelných mesačných intervaloch počas ovariálneho cyklu, kedy sa niekoľko primárnych folikulov vyvinie do Graafovho folikulu.

Pri ovulácii (uvoľnenie vajíčka z Graafovho folikulu) dochádza k ukončeniu I. meiotického delenia a vzniku dvoch nerovnocenných buniek: veľkého sekundárneho oocytu (oocytu II. rádu) a malého pólového telieska. Rast a zrenie vajíčok riadia gonadotropné hormóny hypofýzy a pohlavné hormóny vaječníkov.

Druhé meiotické delenie nastane až po oplodnení vajíčka spermiou, po ktorom vzniká zrelé vajíčko - ootida (ovum) - a ďalšie pólové teliesko. Aj prvé pólové teliesko sa môže rozdeliť, avšak vzhľadom na minimálne množstvo cytoplazmy v pólových telieskach všetky zanikajú.

Keďže vajíčko "dozreje" až po oplodnení spermiou (čo je definícia zygoty), u človeka sa so zrelým vajíčkom ako samostatnou bunkou prakticky nestretávame. Vždy je súčasťou folikulu alebo je obklopené bunkami (vrstva cumulus oophorus), ktoré sú potrebné pre samotné oplodnenie.

Oplodnenie

Po pohlavnom styku (koitus) sa spermie dostávajú cez pošvu a maternicu do vajíčkovodov, kde zostávajú životaschopné 1-2 dni. Počas tohto času prechádzajú procesom kapacitácie, ktorý im umožňuje oplodniť vajíčko. Ak v tomto období nastane ovulácia, je oplodnenie vysoko pravdepodobné. Pohybu spermií napomáha aj sekrét vajíčkovodu, ktorého tvorba sa zvyšuje ku koncu folikulárnej fázy.

Z pôvodného počtu 200-300 miliónov spermií sa k vajíčku dostane len asi 300-500, pričom len jedna spermia ho oplodní.

Pri styku spermie s vajíčkom dochádza k:

• Enzymatickej akrozómovej reakcii: rozrušenie obalu vajíčka (zona pellucida) a prienik spermie do vajíčka.
• Oplodňovacej reakcii vajíčka: táto reakcia zabráni prieniku ďalších spermií.

Prienik spermie je zároveň impulzom k dokončeniu druhého meiotického delenia vajíčka (ktoré bolo v štádiu oocytu II. rádu). Krátko na to dochádza k splynutiu oboch haploidných jadier, čím je oplodnenie dovŕšené a začínajú procesy prípravy na prvé delenie.

Ak dôjde k oplodneniu dvoch vajíčok dvomi spermiami, narodia sa dvojvaječné (dizygotné) dvojčatá s odlišnou genetickou informáciou. Ak sa z jedného oplodneného vajíčka oddelia a samostatne vyvinú dve embryá (blastoméry), vznikajú jednovaječné (monozygotné) dvojčatá s rovnakou genetickou informáciou.

Štádiá prenatálneho vývoja

Prenatálny vývin sa delí na dve hlavné obdobia: embryonálne a fetálne.

Embryonálny vývin (1. až 8. týždeň)

Toto obdobie je charakteristické rýchlymi a kvalitatívnymi zmenami, počas ktorých sa formujú základné orgány a telesné štruktúry. Je mimoriadne citlivé na pôsobenie škodlivých činiteľov (teratogénov), ako sú chemické látky (lieky, alkohol), ionizujúce žiarenie alebo stres, ktoré môžu viesť k potratu alebo vzniku vrodených vývinových chýb. Príčinami vzniku vrodených chýb sa zaoberá veda nazývaná teratológia.

Blastogenéza (1. a 2. týždeň)

1. týždeň:

• Brázdenie zygoty: Oplodnené vajíčko (zygota) začína charakteristické mitotické delenie. Medzi jednotlivými bunkami vznikajú hlboké brázdy. Jedno delenie prebieha približne raz za 24 hodín, celkový objem vajíčka sa nezväčšuje, pretože je stále obalené zona pellucida. Jednotlivé bunky sa nazývajú blastoméry.
• Morula (1.-4. deň): Vzniká útvar zložený z 16-32 buniek.
• Blastocysta (5.-7. deň): Z plného útvaru sa stáva dutý útvar. V blastocyste sa diferencujú povrchové bunky - trofoblast (zabezpečuje nidáciu a výživu v ranom štádiu) a vnútorné bunky - embryoblast (budúce embryo).
• Nidácia (implantácia): Blastocysta sa zbavuje obalu zona pellucida a začína sa zarezávať do sliznice maternice (endometria).

2. týždeň:

• Ukončenie implantácie.
• Z embryoblastu sa diferencuje zárodkový štít s dvomi vrstvami: epiblast (priľahá na trofoblast) a hypoblast (pod ním).
• Vzniká amniónová dutina (naplnená plodovou vodou) a žĺtkový vak (u cicavcov nemá primárne výživovú funkciu).
• V trofoblaste sa vytvárajú dutinky - lakúny, ktoré sa spájajú a tvoria základ budúceho placentárneho krvného obehu po kontakte s cievami maternice.

Skorá organogenéza (3. až 8. týždeň)

Toto obdobie je charakteristické tvorbou základných orgánov a telesných štruktúr z troch zárodočných listov.

3. a 4. týždeň:

• V epiblaste sa vytvára primitívny prúžok, cez ktorý migrujú bunky a vytvárajú tretiu zárodočnú vrstvu - mezoderm. Pôvodné bunky epiblastu sa budú nazývať ektoderma a bunky, ktoré nahradia hypoblast, sa budú nazývať endoderma.
• Vzniká notochorda (chorda dorsalis), ktorá má význam pri indukcii vývinu neurálnej trubice (základ centrálnej nervovej sústavy) a postupnom vývine prvosegmentov (somitov) - základov lebky, stavcov, svaloviny a kožnej zamše.
• Gastrulácia: Proces tvorby troch zárodočných listov (ektoderm, mezoderm, endoderm).
• Neurulácia: Z ektodermu nad chordou vzniká neurálna trubica, ktorá sa neskôr uzavrie a vytvorí centrálny nervový systém.
• Flexia embrya: Embryo sa ohýba do tvaru písmena C, čím sa endoderma stáva vnútornou vrstvou a formuje primitívne črevo.
• Vznikajú základy pre sluchový a zrakový orgán, obličky, pečeň, srdce a tráviaci trakt. Začínajú sa tvoriť končatiny.
• Srdce sa začína vyvíjať a už v 3. týždni bije a koluje v ňom krv.
• V 4. týždni sa uzaviera neurálna trubica, objavujú sa prvé náznaky ciev, žaberné oblúky, sluchové jamky a očné váčky.

5. a 6. týždeň:

• Tvárová časť postupne nadobúda ľudský tvar. Zreteľné sú uši, pery a nos.
• Vyvíja sa hmat, čuch a neskôr aj sluch.
• Na končatinách sa vytvárajú pršteky.
• Na ultrazvuku sú už viditeľné pohyby plodu, aj keď ich matka ešte necíti.
• Vznikajú základy pre prsty na rukách a nohách.

7. a 8. týždeň:

• Oči sú takmer úplne vyvinuté, aj keď sú stále zatvorené.
• Vyvíjajú sa pohlavné orgány (u dievčat vaječníky, u chlapcov semenníky).
• Vznikajú zárodky zubov.
• Vytvára sa dýchacia trubica.
• Srdce má vyvinuté štyri predsiene.
• Na konci 8. týždňa embryo meria približne 7-9 cm a váži asi 1 gram. Hlava tvorí takmer polovicu celkovej dĺžky tela.

Fetálny vývin (9. týždeň do pôrodu)

Od 9. týždňa sa embryo nazýva plod (fetus). Toto obdobie je charakterizované predovšetkým rastom a dozrievaním už vytvorených orgánov. Plod sa stáva čoraz viac podobný novorodencovi.

9. až 12. týždeň:

• Z embrya sa stáva plod. Všetky vnútorné orgány sú čiastočne alebo úplne vyvinuté a budú sa ďalej zdokonaľovať.
• Formujú sa vonkajšie pohlavné orgány, bránica a kĺbiky na rukách a nohách.
• Začína obdobie tzv. rastového špurtu. Pršteky sú oddelené, rozvíja sa čuch.
• Na jazyku sa tvoria chuťové poháriky. Obličky začínajú vylučovať moč do močového mechúra.
• Plod si precvičuje svaly na tváričke - usmieva sa, mračí, zíva.
• Na konci 12. týždňa plod meria asi 7-9 cm. Oči sú stále zavreté, ústa sa občas otvárajú. Objavuje sa sací reflex.
• Je rozlíšené pohlavie plodu, ktoré je však zatiaľ ťažko rozoznateľné ultrazvukom.
• Placenta je plne vyvinutá a preberá funkciu výživy plodu (pred 12. týždňom sa hovorí o chorione ako predstupeň placenty).

13. až 16. týždeň:

• Vývoj svalovej sústavy je dokončený.
• Očné viečka sú zrastené. Plod si môže dávať palček do úst.
• Dozrievajú žľazy s vnútornou sekréciou a začínajú produkovať hormóny.
• Pohlavné žľazy sú rozlíšené a pohlavie plodu je možné ultrazvukom určiť, ak má vhodnú polohu.
• Tvár dieťaťa je dobre vyvinutá.
• Plod v 16. týždni vie žmurkať očami, mračiť sa a usmievať vďaka mimickým svalom.

17. až 20. týždeň:

• V období medzi 18. až 21. týždňom nastávajú prvé pohyby plodu, ktoré matka môže cítiť.
• Dieťa kope nohami, mení polohy.
• V 20. týždni plod meria približne 14-16 cm (od temena po zadoček).
• Dieťa je schopné prehltávať malé množstvo plodovej vody, ktorú následne vylučuje vo forme moču. Môže začať aj štikútať, čo sa prejavuje ako krátke, rytmické pohyby bruška.
• Vyvíja sa zmyslové vnímanie, primárne hmat.

21. až 24. týždeň:

• Vývoj tváre je takmer ukončený.
• Oči sú takmer úplne vyvinuté, majú modrú farbu.
• Telo je stále chudé, ale začína sa ukladať tuk.
• Na tvári sa objavuje obočie a riasy, na prstoch krátke nechtíky.
• V 24. týždni plod váži okolo 600-700 gramov.

25. až 28. týždeň:

• V 27. týždni má dieťa približne 85 % šancu na prežitie pri predčasnom pôrode.
• V 28. týždni plod meria asi 25 cm (od temena po zadoček) a váži okolo 1 kg.
• Telo sa viac obaľuje tukom.
• Mozog je už takmer úplne vyvinutý.
• Hlavičku pokrývajú jemné vlásky.

29. až 32. týždeň:

• V tomto období sa zvyšuje tlak na hrudný kôš matky, keďže plod sa zväčšuje a siaha nožičkami k rebrám.
• Plod veľmi dobre vníma tlkot srdca matky a prostredníctvom sluchu spoznáva svet okolo seba. Hlas matky bude prvý, ktorý rozpozná po pôrode.
• V pľúcach dochádza k tvorbe surfaktantu - látky nevyhnutnej pre ich správnu funkciu po pôrode.
• Na mozgovej kôre sa vytvárajú prvé ryhy a záhyby.
• V črevách sa tvorí smolka (meconium) - prvá stolica.
• Na konci 32. týždňa plod meria asi 30 cm (od temena po zadoček) a váži okolo 1,5 kg.

33. až 36. týždeň:

• V maternici je už plodu tesno, čo obmedzuje jeho pohyb.
• Počúva okolité zvuky, občas skopne, ale väčšinu času prespí.
• Hlavičku pokrýva hustý porast vlasov.
• Oči majú modrú farbu.
• Plod má oveľa viac chuťových pohárikov a dokáže zachytiť chute z potravy matky.
• Tvár sa vyhladzuje a zaokrúhľuje.
• Lanugo (jemné chĺpky pokrývajúce telo) začína postupne vypadávať.
• Vlásky, mihalnice a obočie silnejú.
• V 36. týždni je plod považovaný za ľahko nedonoseného pri pôrode.

37. až 40. týždeň:

• Vývoj mozgu, nervového systému a pľúc sa dostáva do finálnych fáz.
• Plod je pripravený na pôrod. V tomto období sa hlavička plodu často otočí nadol.
• Na konci 38. týždňa plod meria asi 45 cm (od temena po päty) a váži okolo 2,5 kg.
• Na konci 40. týždňa sa očakáva pôrod. Dieťatko je dokonale vyvinuté a pripravené na príchod na svet.

Zaujímavosti vývoja plodu v maternici

Výmena plodovej vody: Bábätko prispieva k tvorbe a obmene plodovej vody tým, že ju pije. Voda prechádza jeho tráviacim a močovým traktom a je opäť vylúčená v podobe moču. Tento cyklus je dôležitý pre tréning orgánov ako žalúdok, obličky a močový mechúr. Nedostatok plodovej vody (oligohydramnion) je vážny problém.

Štikútanie: Štikútanie bábätka v brušku je dôležitým tréningom jeho bránice a dýchacích svalov.

Budovanie vzťahu: Rodičia môžu budovať vzťah s bábätkom ešte pred narodením. Rozprávanie sa rovnakým tónom hlasu pomáha dieťatku zapamätať si hlas rodičov, čo môže byť upokojujúce po pôrode. Spievanie obľúbených piesní tiež vytvára známe melódie.

Veľkosť plodu počas tehotenstva

Veľkosť a váha plodu sú dôležitými ukazovateľmi správneho vývoja a optimálnych podmienok v maternici. Lekári sledujú rast plodu pomocou ultrazvuku. Skratka CRL (Crown-Rump Length) v tehotenskej knižke označuje dĺžku plodu od temena po zadoček a používa sa najmä v prvej polovici tehotenstva. Neskôr sa merajú iné parametre, ako obvod hlavy, brucha a dĺžka stehennej kosti.

Dôležité míľniky a pojmy

• Hranica viability (prežitia): Teoretická možnosť prežitia plodu pri predčasnom pôrode. V 30. týždni je šanca na prežitie 98 %. V 34. týždni je plod považovaný za ľahko nedonoseného. V 37. týždni je už plod vnímaný ako novorodenec narodený v približnom termíne pôrodu.
• Obrat vonkajšími hmatmi: Lekársky zákrok na otočenie plodu v maternici, ak nie je v správnej polohe pred pôrodom.
• Poloha plodu: Dôležitá pre priebeh pôrodu. Dieťa sa zvykne otočiť hlavičkou nadol v neskorších fázach tehotenstva.
• Plodové obaly: Amnión a choriom, ktoré chránia plod a udržiavajú optimálne prostredie.

tags: #prenatalny #vyvoj #cloveka