Lo sviluppo dell'embrione umano

Per comprendere le caratteristiche individuali della struttura del corpo umano, è necessario familiarizzare con lo sviluppo del corpo umano nel periodo prenatale. Ogni persona ha caratteristiche individuali di aspetto esteriore e struttura interna, la cui presenza è determinata da due fattori. Innanzitutto, si tratta dell'ereditarietà: caratteristiche ereditate dai genitori, nonché il risultato dell'influenza dell'ambiente esterno in cui una persona cresce, si sviluppa, studia e lavora.

Lo sviluppo individuale, o sviluppo ontogenetico, avviene in tutti i periodi della vita, dal concepimento alla morte. Nell'ontogenesi umana si distinguono due periodi: prima della nascita (intrauterino, prenatale; dal greco natos - nato) e dopo la nascita (extrauterino, postnatale). Nel periodo intrauterino, dal concepimento alla nascita, il feto (embrione) si trova nel corpo della madre. Durante le prime 8 settimane, si verificano i principali processi di formazione degli organi e delle parti del corpo. Questo periodo è chiamato embrionale e l'organismo della futura persona è un embrione. A partire dalla 9a settimana, quando le principali caratteristiche esterne umane hanno già iniziato a comparire, l'organismo è chiamato feto e il periodo è chiamato fetale.

Dopo la fecondazione (fusione di spermatozoo e ovulo), che solitamente avviene nella tuba di Falloppio, le cellule sessuali fuse formano un embrione unicellulare, uno zigote, che possiede tutte le proprietà di entrambe le cellule sessuali. Da questo momento inizia lo sviluppo di un nuovo organismo (figlio).

La prima settimana di sviluppo embrionale

Questo è il periodo di divisione dello zigote in cellule figlie. Durante i primi 3-4 giorni, lo zigote si divide e simultaneamente si muove lungo la tuba di Falloppio verso la cavità uterina. Come risultato della divisione dello zigote, si forma una vescicola multicellulare: una blastula con una cavità interna (dal greco blastos, germoglio). Le pareti di questa vescicola sono costituite da due tipi di cellule: grandi e piccole. Le pareti della vescicola, il trofoblasto, si formano dallo strato esterno di piccole cellule chiare. Successivamente, le cellule del trofoblasto formano lo strato esterno delle membrane embrionali. Le cellule scure più grandi (blastomeri) formano un ammasso: l'embrioblasto (nodulo embrionale, rudimento embrionale), che si trova medialmente rispetto al trofoblasto. L'embrione e le strutture extraembrionali adiacenti (ad eccezione del trofoblasto) si sviluppano da questo ammasso di cellule (embrioblasto). Una piccola quantità di liquido si accumula tra lo strato superficiale (trofoblasto) e il nodo embrionale.

Entro la fine della prima settimana di sviluppo (6-7 giorni di gravidanza), l'embrione si impianta nella mucosa uterina. Le cellule superficiali dell'embrione, che formano una vescicola - il trofoblasto (dal greco trophe - nutrizione, trophicus - trofico, nutriente), secernono un enzima che disgrega lo strato superficiale della mucosa uterina. Quest'ultima è già pronta per l'impianto dell'embrione. Al momento dell'ovulazione (il rilascio dell'ovulo dall'ovaio), la mucosa uterina si ispessisce (fino a 8 mm). Al suo interno si sviluppano ghiandole uterine e vasi sanguigni. Sul trofoblasto compaiono numerose escrescenze - i villi - che aumentano la sua superficie di contatto con i tessuti della mucosa uterina. Il trofoblasto si trasforma in una membrana nutritiva dell'embrione, chiamata membrana villosa o corion. Inizialmente, il corion presenta villi su tutti i lati, poi questi villi si conservano solo sul lato rivolto verso la parete uterina. In questa sede, un nuovo organo, la placenta (la sede del bambino), si sviluppa dal corion e dalla mucosa uterina adiacente. La placenta è un organo che collega il corpo della madre al feto e gli fornisce nutrimento.

La seconda settimana dello sviluppo embrionale

Questa è la fase in cui le cellule dell'embrioblasto si dividono in due strati (due piastre), da cui si formano due vescicole. La vescicola ectoblastica (amniotica), piena di liquido amniotico, si forma dallo strato esterno di cellule adiacenti al trofoblasto. La vescicola endoblastica (vitellone) si forma dallo strato interno di cellule del nodo germinale dell'embrioblasto. Il rudimento ("corpo") dell'embrione si trova nel punto in cui la vescicola amniotica entra in contatto con la vescicola vitellino. Durante questo periodo, l'embrione è uno scudo a due strati costituito da due foglietti germinali: quello esterno, l'ectoderma (dal greco ektos, esterno, e derma, pelle) e quello interno, l'endoderma (dal greco ёntos, interno). L'ectoderma è rivolto verso la vescicola amniotica e l'endoderma è adiacente alla vescicola vitellino. In questa fase, è possibile determinare le superfici dell'embrione. La superficie dorsale è adiacente al sacco amniotico, mentre la superficie ventrale è adiacente al sacco vitellino. La cavità trofoblastica attorno al sacco amniotico e al sacco vitellino è scarsamente riempita da filamenti di cellule mesenchimali extraembrionali. Entro la fine della seconda settimana, l'embrione è lungo solo 1,5 mm. Durante questo periodo, lo scudo embrionale si ispessisce nella sua parte posteriore (caudale). Qui iniziano a svilupparsi gli organi assiali (cordone, tubo neurale).

Terza settimana di sviluppo embrionale

Il periodo di formazione dello scudo a tre strati. Le cellule dello strato ectodermico esterno dello scudo embrionale si spostano verso la sua estremità posteriore, con conseguente formazione di una cresta estesa in direzione dell'asse dell'embrione. Questo filamento cellulare è chiamato stria primaria. Nella parte anteriore (testa) della stria primaria, le cellule crescono e si moltiplicano più rapidamente, con conseguente formazione di una piccola elevazione: il nodo primario (nodo di Hensen). La stria primaria determina la simmetria bilaterale del corpo dell'embrione, ovvero i suoi lati destro e sinistro. La posizione del nodo primario indica l'estremità craniale (testa) del corpo dell'embrione.

Come risultato della rapida crescita della stria primaria e del nodo primario, le cui cellule crescono lateralmente tra l'ectoderma e l'endoderma, si forma lo strato germinativo intermedio, il mesoderma. Le cellule del mesoderma situate tra gli strati dello scutello sono chiamate mesoderma intraembrionale, mentre quelle che migrano oltre i suoi limiti sono chiamate mesoderma extraembrionale.

Alcune cellule del mesoderma all'interno del nodo primario crescono in avanti in modo particolarmente attivo, formando il processo cefalico (cordale). Questo processo penetra tra gli strati esterno e interno dalla testa all'estremità caudale dell'embrione e forma un filamento cellulare: la corda dorsale. La parte cefalica (craniale) dell'embrione cresce più velocemente della coda (caudale), che, insieme all'area del tubercolo primario, sembra ritirarsi all'indietro. Alla fine della terza settimana, una striscia longitudinale di cellule in crescita attiva, la piastra neurale, si protende davanti al tubercolo primario nello strato germinativo esterno. Questa piastra si piega presto, formando un solco longitudinale: il solco neurale. Man mano che il solco si approfondisce, i suoi bordi si ispessiscono, si avvicinano e si uniscono, chiudendo il solco neurale in un tubo neurale. Successivamente, l'intero sistema nervoso si sviluppa dal tubo neurale. L'ectoderma si chiude sul tubo neurale formatosi e perde la connessione con esso.

Durante questo stesso periodo, un'escrescenza digitiforme, l'allantoide, penetra dalla parte posteriore dello strato interno (endodermico) dello scudo embrionale nel mesenchima extraembrionale (il cosiddetto peduncolo amniotico), ma non svolge alcuna funzione specifica nell'uomo. Lungo l'allantoide, i vasi sanguigni ombelicali (placentari) crescono dall'embrione attraverso il peduncolo amniotico fino ai villi coriali. Il filamento contenente i vasi sanguigni, che collega l'embrione alle membrane extraembrionali (placenta), forma il peduncolo addominale. Pertanto, entro la fine della terza settimana, l'embrione umano assume l'aspetto di uno scudo a tre strati. Nell'area dello strato embrionale esterno è visibile il tubo neurale e, più in profondità, compaiono il cordone dorsale, ovvero gli organi assiali dell'embrione umano.

La quarta settimana dello sviluppo embrionale

È il periodo in cui l'embrione, che si presenta come uno scudo a tre strati, inizia a piegarsi in direzione trasversale e longitudinale. Lo scudo embrionale diventa convesso e i suoi bordi sono delimitati dall'amnios da un profondo solco: la piega del tronco. Il corpo dell'embrione si trasforma da uno scudo piatto in uno tridimensionale, e l'esoderma ricopre il corpo dell'embrione da tutti i lati.

L'endoderma, che si trova all'interno del corpo dell'embrione, si avvolge a forma di tubo e forma il rudimento embrionale del futuro intestino. La stretta apertura attraverso la quale l'intestino embrionale comunica con il sacco vitellino si trasforma in seguito nell'anello ombelicale. L'endoderma forma l'epitelio e le ghiandole del tratto digerente e respiratorio. L'ectoderma forma il sistema nervoso, l'epidermide della pelle e i suoi derivati, il rivestimento epiteliale della cavità orale, la sezione anale del retto e la vagina. Il mesoderma dà origine agli organi interni (ad eccezione dei derivati dell'endoderma), al sistema cardiovascolare, agli organi dell'apparato muscolo-scheletrico (ossa, articolazioni, muscoli) e alla pelle stessa.

L'intestino embrionale (primario) è inizialmente chiuso anteriormente e posteriormente. Nelle estremità anteriore e posteriore del corpo dell'embrione compaiono invaginazioni dell'ectoderma: la fossetta orale (la futura cavità orale) e la fossetta anale. Tra la cavità dell'intestino primario e la fossetta orale si trova una placca (membrana) anteriore (orofaringea) a due strati (ectoderma ed endoderma), mentre tra l'intestino e la fossetta anale si trova la placca (membrana) cloacale (anale), anch'essa a due strati. La membrana anteriore (orofaringea) si rompe nella quarta settimana di sviluppo. Al terzo mese, si rompe la membrana posteriore (anale).

A causa della curvatura, il corpo dell'embrione è circondato dal contenuto dell'amnios, il liquido amniotico, che funge da ambiente protettivo, proteggendo l'embrione da danni, principalmente meccanici (scuotimenti). Il sacco vitellino rallenta la crescita e nel secondo mese di sviluppo intrauterino assume l'aspetto di un piccolo sacco, per poi ridursi completamente. Il peduncolo addominale si allunga, diventa relativamente sottile e in seguito prende il nome di cordone ombelicale.

Durante la quarta settimana, continua la differenziazione del mesoderma, iniziata alla fine della terza settimana di sviluppo embrionale. La parte dorsale del mesoderma, situata ai lati della notocorda, forma delle protrusioni pari: i somiti. I somiti sono segmentati, cioè divisi in sezioni metameriche. Pertanto, la parte dorsale del mesoderma è detta segmentata. La segmentazione dei somiti avviene gradualmente in direzione antero-posteriore. Al ventesimo giorno si forma la terza coppia di somiti, al trentesimo giorno se ne formano già 30 e al trentacinquesimo giorno 43-44 coppie. La parte ventrale del mesoderma non è divisa in segmenti, ma è rappresentata su ciascun lato da due placche (la parte non segmentata del mesoderma). La placca mediale (viscerale) è adiacente all'endoderma (intestino primario) ed è chiamata splancnopleura, la placca laterale (esterna) è adiacente alla parete del corpo dell'embrione, all'ectoderma, ed è chiamata somatopleura. Il rivestimento epiteliale delle membrane sierose (mesotelio), così come la placca propria delle membrane sierose e la base sottosierosa, si sviluppano dalla splancnopleura e dalla somatopleura. Il mesenchima della splancnopleura contribuisce anche alla costruzione di tutti gli strati del tratto digerente, ad eccezione dell'epitelio e delle ghiandole, che si formano dall'endoderma. L'endoderma dà origine alle ghiandole dell'esofago, dello stomaco, del fegato con i dotti biliari, al tessuto ghiandolare del pancreas, al rivestimento epiteliale e alle ghiandole degli organi respiratori. Lo spazio tra le placche della parte non segmentata del mesoderma si trasforma nella cavità del corpo dell'embrione, che è suddiviso nelle cavità addominale, pleurica e pericardica.

Il mesoderma al confine tra i somiti e la splancnopleura forma i nefrotomi (gambe segmentali), da cui si sviluppano i tubuli del rene primario. Dalla parte dorsale del mesoderma si formano tre rudimenti: i somiti. La parte ventromediale dei somiti, lo sclerotomo, è utilizzata per costruire il tessuto scheletrico, che dà origine alle ossa e alle cartilagini dello scheletro assiale, la colonna vertebrale. Lateralmente ad esso si trova il miotomo, da cui si sviluppano i muscoli scheletrici striati. Nella parte dorsolaterale del somite si trova il dermatomo, dal cui tessuto si forma la base connettiva della pelle: il derma.

Nella quarta settimana, i rudimenti dell'orecchio interno (prima le fosse uditive, poi le vescicole uditive) e il futuro cristallino dell'occhio, situato sopra la protrusione laterale del cervello - la vescicola ottica - si formano nella sezione della testa su ciascun lato dell'embrione, a partire dall'ectoderma. Contemporaneamente, le sezioni viscerali della testa si trasformano, raggruppandosi attorno alla cavità orale sotto forma di processi frontali e mascellari. Caudalmente a questi processi, sono visibili i contorni degli archi viscerali mandibolare e sottolinguale (ioideo).

Sulla superficie anteriore del corpo dell'embrione si distingue il tubercolo cardiaco, seguito dal tubercolo epatico. La depressione tra questi tubercoli indica il punto di formazione del setto trasverso, uno dei rudimenti del diaframma.

Caudalmente al tubercolo epatico si trova il peduncolo ventrale, che contiene grandi vasi sanguigni e collega l'embrione alla placenta (cordone ombelicale).

Il periodo dalla quinta all'ottava settimana di sviluppo dell'embrione

Periodo di sviluppo degli organi (organogenesi) e dei tessuti (istogenesi). Questo è il periodo dello sviluppo precoce del cuore, dei polmoni, della complicazione della struttura del tubo intestinale, della formazione degli archi viscerali e branchiali e delle capsule degli organi di senso. Il tubo neurale è completamente chiuso e si espande nella sezione della testa (il futuro cervello). All'età di circa 31-32 giorni (5a settimana, la lunghezza dell'embrione è di 7,5 cm), compaiono rudimenti a forma di pinna (abbozzi) delle braccia a livello del segmento cervicale inferiore e del primo segmento toracico del corpo. Entro il 40° giorno si formano i rudimenti delle gambe (a livello del segmento lombare inferiore e del segmento sacrale superiore).

Alla sesta settimana si notano i primi rudimenti dell'orecchio esterno e, dalla fine della sesta alla settima settimana, le dita delle mani e poi quelle dei piedi.

Entro la fine della settima settimana, le palpebre iniziano a formarsi. Grazie a ciò, gli occhi appaiono più definiti. Nell'ottava settimana, la deposizione degli organi dell'embrione è completata. Dalla nona settimana, ovvero dall'inizio del terzo mese, l'embrione assume l'aspetto di un essere umano e viene chiamato feto.

Il periodo di sviluppo dell'embrione da 3 a 9 mesi

A partire dal terzo mese e per tutto il periodo fetale, si verificano la crescita e l'ulteriore sviluppo degli organi e delle parti del corpo già formati. Contemporaneamente, inizia la differenziazione dei genitali esterni. Vengono deposte le unghie. Dalla fine del quinto mese, sopracciglia e ciglia diventano evidenti. Al settimo mese, le palpebre si aprono e il grasso inizia ad accumularsi nel tessuto sottocutaneo. Al nono mese, nasce il feto. Le caratteristiche legate all'età dello sviluppo dei singoli organi e apparati sono descritte nelle sezioni pertinenti del libro di testo.