EMBRIOLOGIA ZWIERZĄT

WYKŁAD 1
ZARODEK – LISTKI ZARODKOWE

- komórki płciowe

- zygota

- morula

- blastula

- gastrula

Powstaje

- ektoderma – naskórek, układ krwionośny

- mezoderma – mezenchyma, tkanka łączna, naczynia krwionośne, mięśnie gładkie, skórka właściwa, układ moczowy

- entoderma – włosy, paznokcie, rogi, racice, gruczoły potowe, gruczoły łojowe, układ pokarmowy i oddechowy

Komórka – przejawy życiowe

- przemiana materii i wzrost

- ruch

- pobudliwość

- zdolność rozmnażania

Tkanka

- nabłonkowa

- łączna

- mięśniowa

- nerwowa

Tkanka nabłonkowa (nabłonek)

a)      Jednowarstwowe

- nabłonek jednowarstwowy płaski

- nabłonek jednowarstwowy sześcienny

- nabłonek jednowarstwowy walcowaty

b)      Wielorzędowy

c)       Wielowarstwowy

- nabłonek wielowarstwowy płaski

- nabłonek wielowarstwowy przejściowy

Trzustka ulega autolizie – po śmierci po jakimś czasie zanika.

Etapy rozwoju zarodka

1) Połączenie komórek płciowych, powstaje zygota, następuje dzielenie komórek (tworzy się morula) – z komórki powstaje pęcherzyk z którego wyróżniamy dwie warstwy:

- tarczę zarodkową

- trofoblast (odżywianie zarodka – po urodzeniu zostaje wydalony)

Następnie powstaje gastrula (tworzenie się listków zarodkowych, z których powstają potem narządy).

2)

- Protozol – jednokomórkowiec

- Tkankowce – metazole – wielokomórkowce (komórki nie mogą żyć poza organizmem, tylko w laboratoriach, np. komórki skóry)

Komórka kulista jest komórką wyjściową, ale są też inne kształty – różnokształtne, cylindryczne, płaskie, itd.

Przejawy życiowe komórki, np.

- komórka nerwowa – duża pobudliwość

- leukocyt – możliwość ruchu, ruch pełzakowaty (funkcje ochronne)

3) Tkanka – to zespół komórek o jednakowej budowie pochodzeniu i czynności, razem z substancją międzykomórkową.

Są cztery rodzaje tkanek:

Tkanka nabłonkowa (nabłonek) – brak istoty międzykomórkowej, komórki ściśle przylegają – pełni funkcje ochronne, ulegają rogowaceniu (włosy, paznokcie, rogi), mogą ulegać też zwapnieniu (np. szkliwo zębów)

Nabłonek jednowarstwowy płaski występuje np. w pęcherzykach płucnych, tylna powierzchnia rogówki, błony surowicze.

Nabłonek jednowarstwowy sześcienny występuje w tarczycy i nerkach.

Nabłonek jednowarstwowy walcowaty występuje np. w przewodzie pokarmowym.

Nabłonek wielowarstwowy płaski pokrywa całe ciało, ochrania i reguluje np. łuszczenie i łupież.

Tkanka łączna – włókna kolagenowe, włókna sprężyste (nadają tkance żółte zabarwienie, np. w aorcie)

a) tkanka łączna właściwa

- włóknista luźna (np. w krezce jelitowej)

- włóknista zwarta (np. w ścięgnie)

- sprężysta

- tłuszczowa

b) tkanka oporowa

- tkanka chrzęstna – składa się z chondrocytów, które łączą się ze sobą w grupy izogeniczne (np. w żebrach)

- tkanka szklista – mało elastyczna, np. przegroda nosa, powierzchnie stawowe

- tkanka sprężysta – np. małżowiny uszne

- tkanka włóknista

- tkanka kostna (tworzą ją osteocyty) – osteon

c) krew i chłonka - komórki + osocze (istota międzykomórkowa)

- ciałka krwi – czerwone (erytrocyty – okrągłe, bez jąder, u ptaków wydłużone i mają jąderka)

- białe (leukocyty) dzielą się na:

* granulocyty zasadochłonne

* granulocyty kwasochłonne

* agranulocyty – limfocyty (małe), monocyty (najmniejsze)

- trąbocyty (płytki krwi)

Tkanka mięśniowa

a)      gładka składa się z pojedynczych włókien, w środku mają  miofibryle – są niezależne od naszej woli

b)      poprzecznie prążkowana – mięśnie szkieletowe zależne od naszej woli

c)       sercowa

- wiele jąder, ma kształt syncytium

- niezależna od naszej woli

- włókna mięśnia sercowego nie regenerują się

Tkanka nerwowa komórki nerwowe i ciałka glejowe.

Komórka nerwowa (neuron) składa się z dendrytów, akson, ziarnistość Nissla.

Układy:

- kostny i połączeń kości (układ kostny)

- mięśniowy (układ ruchu)

- pokarmowy

- oddechowy

WYKŁAD 2
ZAPŁODNIENIE

Zapłodnienie to połączenie się jaja i plemnika w jedną komórkę.

Zaplemnienie – zbliżenie się do siebie dojrzałych gamet. Dzielimy je na wewnętrzne i zewnętrzne ( u organizmów wodnych, np. ryby; ok.25 000 gatunków).

Zaplemnienie zewnętrzne – poza drogami rodnymi samicy

Zwierzęta wodne przechodzące rozwój zarodkowy w wodzie (jamochłony, szkarłupnie, wiele robaków i mięczaków, większość ryb i płazów bezogonowych).

Zaplemnienie wewnętrzne – spotkanie jaja z plemnikiem w drogach rodnych lub w jamie ciała (bezkręgowce, ryby spodouste, gady, ptaki, ssaki).

- Monospermia

- Polispermia

Kapacytacja – proces dostatecznego dojrzewania plemników. Zachodzi u zwierząt o zapłodnieniu wewnętrznym podczas ich wędrówki przez macicę i jajowód.

Czynniki pobudzające:

- błona śluzowa jajowodu

- płyn jajowodowy

Przygotowanie błony komórkowej do reakcji akrosomowej i fuzji plemnika z błoną komórkową jaja:

- Zmiany w strukturze i składzie błony komórkowej nad akrosomem.

- Ubytek cholesterolu.

- Usunięcie płaszcza glikoproteinowego i zmiany w rozmieszczeniu białek i lipidów w błonie komórkowej nad akrosomem czyni ją przepuszczalną dla jonów wapnia, potasu i protonów.

Czynnik dekapacytacyjny DF

- Hamują kapacytozę – znajdują się w płynie najądrza i plazmie nasienia.

- Czynnikiem tym są substancje otaczające powierzchnię błony plemnika: glikoproteiny, peptydy i lipidy.

- DF działa stabilizująco na błonę komórkową i może blokować enzymy niezbędne do zapłodnienia.

- DF jest niszczony w płynie jajowodowym m. in. przez amylazę.

Starzenie się plemników

Okres starzenia się jest różny i zależy od gatunku:

- szczury, myszy – 12 – 14h

- koń – 144 h

- pies – 11 dni

- człowiek – 24 – 48 h

- nietoperz – plemniki przez  5 – 7 miesięcy nie tracą zdolności do zapłodnienia

Starzenie plemników jest związane z Kapacytacja i zmianami metabolicznymi.

Przechodzenie plemników przez osłony jajowe

- miękkie galaretowate osłonki jajowe – plemniki przechodzą w dowolnym miejscy;

- twarde osłonki – specjalne otworki – mikropyle – zapobiegają polispermii

Wzajemne oddziaływanie gamet

- U zwierząt o zapłodnieniu zewnętrznym substancje uwalniane z osłonki jajowej to atraktanty lub chemoatraktanty – zapobiegają zapłodnieniu poprzez inne gatunki.

- Działają w niskim stężeniu i na dużą odległość – powodują ruch plemnika zgodny ze zwiększającym się stężeniem czynnika. Działają na plemniki tego samego gatunku.

- Zapobiegają zapłodnieniu jaja przez plemniki innego gatunku

- U jeżowców osłonka jaja ulega stopniowemu rozpuszczeniu. Substancje z niej uwalniane powodują zwiększenie ruchliwości plemników – są to małe peptydy, które wiążą się z glikoproteinowymi receptorami na powierzchni plemnika.

Reakcja akrosomalna

- Plemnik wchodzi w kontakt z osłonką jajową (nić akrosomalna) ulega reakcji akrosomalnej).

- Rozerwanie błony akrosomalnej i wydostanie się na zewnątrz enzymów akrosomu

- U wielu zwierząt bezkręgowych wewnętrzna błona akrosomalna tworzy rurkę zwaną nicią akrosomalna, przez którą wprowadzane są enzymy rozpuszczające osłonkę jajową

- Główka plemnika wnika do osłony i przesuwa się w niej naprzód w kierunku jaja dzięki ruchom witki i uwalnianym w czasie reakcji akrosomalnej spermalizynom.

Reakcja akrosomalna plemnika ssaka

- Plemnik musi pokonać wieniec promienisty i wzgórek jajonośny i osłonkę przejrzystą.

Aby plemnik mógł się przebić przez osłonkę przejrzystą, musi ulec reakcji akrosomalnej.

Zmiany morfologiczne zachodzące w plemniku w czasie reakcji akrosomalnej:

- Sklejenie się i zlanie się błony komórkowej z błoną akrosomalna na główce plemnika tzw. fuzja

- Na skutek fuzji błon w wielu miejscach tworzą się okienka, następnie błony fragmentują się i rozpadają na pęcherzyki tzw. wesikulacja.

Następuje uwolnienie enzymów. Hialuromizoda rozpuszcza substancje międzykomórkową łączącą komórki wieńca promienistego i wzgórka jajonośnego. W reakcji zostanie odsłonięta błona akrosomu.

Przechodzenie plemnika przez osłonkę przejrzystą

- Mocne związanie się plemnika z osłonką. Mocne związanie zachodzi wyłącznie między plemnikiem a osłonką tego samego gatunku i jest uwarunkowane połączeniem komplementarnych receptorów plemnika i osłonki.

- Przyczepienie plemnika do osłonki – wnika pod kątem ostrym, przesuwa się na przód dzięki biczowatym ruchom witki, usztywniona główka.

- Akrosomalna błona wewnętrzna pokrywa główkę plemnika.

- Pełni ona rolę mechaniczną drążącą otwór i chemiczną przez działanie jej enzymów litycznych.

- Przy przejściu plemnika przez osłonkę tworzy w niej tunel zapłodnienia.

- W osłonce przejrzystej pod wpływem przechodzącego plemnika zachodzą zmiany właściwości fizykochemicznych, zwane reakcją osłonki lub reakcją zony.

- Reakcja ta blokuje przechodzenie przez osłonkę następnych plemników.

- Reakcja zony rozchodzi się promieniście po całej osłonce.

Wnikanie plemnika do jaja

Plemnik po przejściu przez osłonkę jajową dostaje się do przestrzeni okołożółtkowej, styka się z oolemmą i wnika do jaja. U bezkręgowców, robaków, mięczaków i szkarłupni po przejściu plemnika przez osłonki jajowe, na szczycie główki plemnika wytwarza się jedna lub kilka cieniutkich wypustek tzw. nici akrosomalnych. Nić akrosomalna zostaje objęta mikrokosmkami powierzchni jaja i dochodzi do fuzji błon. Błona cytoplazmatyczna plemnika tworzy jedna całość z oolemmą. Główka i witka plemnika zostają oblane ooplazmą, w skutek czego w miejscu wniknięcia plemnika tworzy się na powierzchni komórki wypukłość zwana wzgórkiem przyjęcia.

Aktywacja jaja – wniknięcie powoduje:

- podjęcie przerwanej metafazy II podziału mejotycznego

- powstanie błony zapłodnienia – odsunięcie błony żółtkowej

- reakcja korowa

- blok polispermii

- synteza wielu białek

Reakcja korowa i blok polispermii

- Powstawanie błony zapłodnienia

* odsunięcie się błony żółtkowej od oolemmy jaja powoduje powstanie przestrzeni okołożółtkowej

* równoczesne przekształcenia ziaren korowych w warstwie korowej cytoplazmy jaja

- Ziarna korowe cytoplazmy jaja pękają, a ich zawartość (mukopolisacharydy i białka) jest wyrzucana na zewnątrz do przestrzeni okołożółtkowej i reagują z błoną żółtkową, która przemienia się w błonę zapłodnienia.

- Reszta materiału pozostała po ziarnach korowych zlewa się w jednorodną warstwę hialitową. Uzupełnia ona błonę zapłodnienia i stanowi dodatkową barierę zapobiegającą wniknięciu do jaja dodatkowych plemników – zjawisko to nazwano blokiem polispermii.

Przedjądrza

- U większości zwierząt plemnik wnika do oocytów, które zatrzymały się w metafazie I lub II podziału mejotycznego.

- U zwierząt u których dojrzewanie oocytu zatrzymuje się na metafazie II podziału mejotycznego, po wyrzuceniu I ciałka kierunkowego chromosomy rozdzielają się na 2 płytki anafazalne. Przesuwają się one do biegunów wrzeciona i szybko kończy się podział wyrzuceniem II ciałka kierunkowego. Do niego przechodzi połowa chromosomów oraz niewielka ilość cytoplazmy.

- Pozostała w komórce jajowej połowa chromosomów zostaje otoczona otoczką jądrową i tworzy się haploidalne jądro komórkowe – przedjądrze żeńskie.

Przedjądrze męskie.

- Po wniknięciu plemnika do cytoplazmy jądro plemnika obraca się o około 180°, także centriola zostaje zwrócona w kierunku jaja. U ssaków zostaje odrzucona witka.

- Jądro zaczyna wędrować w kierunku jądra jaja. Otoczka jądrowa rozdziela się na małe pęcherzyki i odsłania chromatynę, która dostaje się pod wpływ cytoplazmy. Chromatyna rozluźnia się (tzw. dekondensacja chromatyny). Jądro zmienia kształt na owalny.

- Z pęcherzyków tworzy się ponownie otoczka jądrowa.

- W ten sposób powstaje przedjądrze męskie.

Kariogamia to najbardziej istotny moment zapłodnienia. Powstaje nowy osobnik zdolny do dalszego rozwoju.

- To proces zlania się obu przedjądrzy.

- Zapłodnione jajo nosi nazwę zygoty.

- Dwa typy kariogamii:
1. Ascaris.

2. jeżowców.

- W momencie kariogamii zostaje wyznaczona płeć osobnika.

- U zwierząt dwa główne typy determinacji płci.

- Jaja mogą być homogametyczne lub heterogametyczne.

Jaja homogametyczne

- U ssaków niektórych płazów i owadów.

- Wszystkie jaja są jednakowe i zawierają chromosom płciowy X.

Każda samica ma 2 chromosomy połciowe (2A, XX), które w podziałach podczas dojrzewania zostają rozdzielone między oocyt II rzędu i pierwsze ciało kierunkowe.

Plemniki heterogametyczne

- Samce mają dwa różniące się między sobą chromosomy płciowe (2A, XY).

W czasie podziału mejotycznego chromosom X przechodzi do jednego, a chromosom Y do drugiego spermatocytu II rzędu.

Przy zapłodnieniu płeć zygoty zostaje określona przez plemnik, który wniknie do jaja.

Jaja heterogametyczne

U ptaków, wielu ryb, płazów i zwierząt bezkręgowych jest odwrotnie;

- Samice są heterogametyczne;

- Samce homogametyczne.

Płeć zygoty zależy od garnituru chromosomalnego jaja.

WYKŁAD 3
ETAPY ROZWOJU ZARODKOWEGO

Bruzdkowanie – mnożenie komórek

Gastrulacja – różnicowanie

Organogeneza – tworzenie tkanek i narządów

Bruzdkowanie

- dwa podziały

- blastomery

- w strefie południowej i równikowej

- morula

- szpary

- płyn w środku zarodka

Blastomery – komórki powstałe w skutek podziałów

Typy – zależne od ilości żółtka zawartego w jaju:

- całkowite

- częściowe

Typy jaj

- Alecytalne, oligocytalne – bez lub skąpożółtkowe – woda: jamochłony, jeżowce

- Mezocytalne – o średniej zawartości żółtka – woda: płazy, ryby

- Policytalne – bogate w żółtko – woda i ląd: owady, gady, ptaki

Rozmieszczenie przestrzenne składników jaja

- izolecytalne - ssaki

- telolecytalne - kura

- centrocytalne - owady

Typy bruzdkowania

- całkowite, równomierne, digalecytane

- całkowite, nierównomierne, mezolecytalne (żaby)

- częściowe tarczowe /nierównomierne/ (ptaki) – dzieli się tylko tarczka

Epiblast/hipoblast/jama blastuli

Schemat przebiegu bruzdkowania danego gatunku zależy od:

- ilości żółtka w jaju,

- biegunów i symetrii jaja

- aktywności warstwy korowej cytoplazmy jaja

Wzór bruzdkowa...