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1 発生学概論 Ⅰ 染色体 (chromosomes) 静止細胞では染色質として認識される M 期の時だけ光線顕微鏡で観察可能 動原体 ( くびれ ) を中心に長腕と短腕に分けられる 相同染色体 : 同形 同大の染色体 ( 父親 母親由来 ) 常染色体 : 44 本 (22 対 ) 性染色体 : X 染色体と Y 染色体 ( 男性 :XY 女性 :XX) Ⅱ 体細胞の有糸分裂と細胞周期 体細胞分裂 細胞 Ⅷ 細胞の分裂と分裂周期 (p24) を参照 Ⅲ 減数分裂 = 生殖細胞分裂 精子 卵子の形成途上に起こる 2 回の連続した有糸分裂 1 個の 2 倍体 diploid (2n) 細胞より 4 個の半数体 haploid (n) 細胞 ( 配偶子 ) ができる 第一次分裂 (DNA の合成の準備段階ののち分裂を開始 ) 相同染色体の対合 ( 二価染色体 ) 交叉 ( 相同組換え ) がおこる 第二次分裂染色分体の分離 DNA 合成はおきない 染色体異常 : 数的異常と構造的異常数的異常は染色体不分離による 例 ) ダウン症候群 : 第 21 染色体が 1 個余分 ( トリソミー trisomy) 構造的異常は 染色体が切断による ウイルス 放射線 薬物など転座 挿入 欠損など Ⅳ 精子形成と卵子形成卵子形成 1 個の一次卵母細胞から1 個の卵子と 3 個の極体ができる原始生殖細胞 1 個 有糸分裂卵祖細胞 有糸分裂 出生前に分裂停止一次卵母細胞 ( 卵母細胞 ) 第一減数分裂(1 個の二次卵母細胞 +1 個の一次極体 ) 一次 ( 原始 ) 卵胞 ( 卵胞上皮細胞に囲まれた一次卵母細胞 ) 二次卵胞 ( 果粒層 透明帯に囲まれる ) グラーフ卵胞 ( 三次卵胞 ) に成熟排卵直前に第一減数分裂が完了二次卵母細胞 ( 卵娘細胞 ) 第二減数分裂排卵 3 時間前に第二減数分裂中期で休止受精により第二減数分裂が完了 1 個の成熟卵子と 3 個の極体形成 精子形成 1 個の一次精母細胞から 4 個の精子細胞ができる原始生殖細胞 : 胎生期に分化 支持 ( セルトリ ) 細胞に囲まれる 生後に有糸分裂開始精祖細胞 : 思春期に活発に有糸分裂一次精母細胞 : 第一成熟分裂 (= 第一減数分裂 ) 二次精母細胞 ( 精娘細胞 ): 第二成熟分裂 (= 第二減数分裂 ) 精子細胞

2 Ⅴ 卵巣と子宮での出来事 ( 月経と排卵 ) 月経周期とは 下垂体の働き ( ホルモン ) と卵巣 ( 卵胞 ) 子宮 ( 粘膜 ) の周期的変化のこと ホルモンの働き視床下部から : 性腺刺激ホルモン放出ホルモン下垂体前葉から : 性腺刺激ホルモン (FSH と LH) 卵胞刺激ホルモン (FSH 卵胞成熟に働く ) 黄体化ホルモン (LH 卵胞破裂 排卵誘発 黄体化促進 プロゲステロン産生促進 ) 卵胞から : エストロゲン ( 卵胞ホルモン ): 子宮粘膜の肥厚 ( 増殖期 ) LH 分泌促進黄体から : プロゲステロン ( 黄体ホルモン ): 子宮粘膜を分泌期にする 卵胞の変化月経周期がはじまると 個の原始卵胞が発育開始 エストロゲン分泌 ( FSH) 月経周期中ごろに LH の急増排卵 : 1 個だけ 他は閉鎖卵胞 閉鎖体に退化基礎体温の上昇 月経中間期痛赤体 黄体 ( プロゲステロン分泌 ) 受精が起こらない場合 黄体細胞が退化して 白体 になる子宮内膜の変化子宮壁 = 子宮内膜 ( 粘膜 )+ 子宮筋層 + 子宮外膜 子宮内膜の周期的変化 ( 約 28 日 ) 卵胞期 ( 増殖期 ):2 週間子宮内膜の肥厚 エストロゲン分泌期 ( 妊娠前期 ):10-12 日間子宮腺の活性化 粘液分泌 プロゲステロン月経期 :4 日間受精が起きない場合 : 子宮内膜の脱落 プロゲステロン低下受精が起きた場合 : 子宮内膜固有層の組織液増加 内膜は脱落膜を形成閉経 : 卵胞からのエストロゲン分泌低下 (45-50 歳 ) 卵巣の委縮 Ⅵ 受精と着床 受精は卵管膨大部でおこなわれる 卵子の反応表層反応と透明帯反応 : 多精子受精の防止第二減数分裂の再開 : 第二極体 ( 後に消失 )+ 最終的卵子 ( 核 : 女性前核 n) 卵子の代謝活性化 : 男性前核 (n)( 精子の核 ) と女性前核の核膜消失 (2n) 受精卵の輸送受精後 3-4 日で子宮腔に達する 着床 ( 受精後 5~6 日 ) 輸送中に有糸分裂 着床時には胚盤胞絨毛膜がヒト絨毛性ゴナドトロピン hgh を分泌 妊娠黄体 ( プロゲステロン産生 )

3 Ⅶ 胎齢の数え方と妊娠週齡数 基数表記と序数表記 発生 4 週 = 受精後 満 4 週 (28 日 ) 発生第 4 週 = 受精後 満 3 週から満 4 週までの 1 週間 胎齢の実際産科臨床 : 最終月経後の胎齢発生学 : 受精後胎齢妊娠期間 : 最終月経の開始から 280 日 (40 週 )= 月経後胎齢受精後 266 日 (38 週 )= 受精後胎齢 Ⅷ 胚子発生全体の概略第 1 週受精 ~ 着床 受精卵の分割 内細胞塊の形成 将来の胚子第 2 週二層性胚盤の形成 2つの週 第 3 週三層性胚盤の形成 原腸形成期 原腸胚 第 3~8 週 胚子期 神経胚 主要な組織や器官が作られる時期第 38 週分娩 Ⅸ 着床から二層性胎盤形成まで 発生第 2 週中の出来事 ( 要約 ) 2 つの週 いろいろな構造物が分化して 2 つの構造物になる栄養膜の分化 栄養膜細胞層と栄養膜合胞体層胚外中胚葉の分化 胚外壁側中胚葉と胚外臓側中胚葉胚盤葉 上層と下層に分化羊膜腔と卵黄嚢の 2 つの腔ができる Ⅹ 三層性胚盤の形成発生第 3 週 原腸形成と三胚葉形成 発生学的には 原腸胚 原腸形成原始線条と原始結節の形成胚盤葉上層からの細胞遊走 ( 陥入 ) = 内 中胚葉胚盤葉上層の残りの細胞 = 外胚葉外胚葉 表皮 神経系など中胚葉 筋 結合組織 骨 心脈管 泌尿 生殖器系など内胚葉 消化管 肝臓 膵臓 甲状腺 呼吸器系などに含まれる上皮組織 脊索の形成原始窩から陥入した細胞 脊索 ( 神経系の誘導に重要 ) 栄養膜のその後の発達 一次絨毛 二次絨毛 ( 中胚葉の芯を持つ ) 三次絨毛 ( 絨毛毛細血管を持つ ) の確立 胚内循環系と連絡 のちに胎盤となる

4 Ⅺ 発生第 3 週 ~8 週 胚子期 ( 器官形成期 ) の出来事 多くの組織や器官が作られる 発生学的には 神経胚 と呼ばれる 外胚葉由来の構造神経管の形成 : 神経板 神経ヒダ 神経溝 神経管神経堤細胞の遊走と様々な組織への分化 : 上皮性 間葉性に変化 ** 注 ** 中胚葉 と 間葉 の違いに注意中胚葉由来の構造沿軸中胚葉 分節して体節分節 ( 頭側から尾側へ ) 頭部では神経分節体節 骨 ( 椎骨 肋骨など ) 筋 真皮などに分化中間中胚葉 泌尿生殖器系に分化側板中胚葉 壁側層 : 外胚葉と共に外側体壁ヒダの形成 腹側体壁の閉鎖骨 結合組織 真皮などへ分化臓側層 : 胚内内胚葉と共に腸管壁を形成 中皮膜 ( 漿膜 ) の形成漿膜腔 ( 腹膜腔 胸膜腔 心膜腔 ) 漿液の分泌 内胚葉由来の構造 消化管の形成 ( 内胚葉は 消化管壁のうち粘膜上皮のみに分化 ) 前腸 中腸 後腸の形成 この時期の発生異常発生第 3~8 週は遺伝 環境因子から影響を受けやすい時期催奇形因子に対しても非常に感受性が高い例 ) アルコールによる全前脳胞症母親は臨界期に妊娠を自覚していない可能性があるので注意が必要 ( 喫煙 飲酒など ) Ⅻ 心血管系の発生血液 血管の発生 ( 発生第 3~8 週 ) 血液 血管 : 中胚葉由来卵黄嚢壁の血島から血管芽細胞 ( 血管と血球の共通前駆細胞 ) 形成大動脈 - 生殖巣 - 中腎域 ( 中腎付近の大動脈を囲む中胚葉 ) から造血幹細胞が発生 血液 血管の発生 ( 発生第 2~7 か月 ) 造血幹細胞は肝臓へ入り込む最終的に骨髄に移動 ( 発生 7 か月以降 ) 心臓脈管系の発生 ( 発生第 3 週 ) 神経板のまわりに馬蹄形の心臓発生域心筒 : 頭屈 側方への折り畳みによって形成される筒心臓ループの形成 ( 発生 23~28 日 ): 屈曲と局所的拡張心臓中隔の形成心内膜隆起 1 心房中隔 ( 胎生第 4 週末 ) 一次中隔と一次口の形成 細胞死による二次口形成 二次中隔の形成 卵円孔 卵円孔弁 ( 一次中隔の遺残 ) 生後の肺循環開始と共に卵円孔が閉鎖 ( 卵円窩 ) 2 心室中隔筋性心室中隔の形成 = 心室中隔の筋性部心室間孔は下心内膜隆起からの組織の成長で閉じられる = 心室中隔の膜性部

5 大動脈弓と背側大動脈の発生 反回神経との関連を念頭に発生第 4~5 週に鰓弓の形成同時にすべての大動脈弓が存在するのではないことに注意 ( 頭側から尾側へ ) 第一大動脈弓消失 ( 一部は顎動脈として残る ) 第二大動脈弓消失 ( 残存部は舌骨動脈とアブミ骨動脈 ) 第三大動脈弓 総頚動脈と内頚動脈の起始部 ( 外頸動脈は第三動脈弓から芽出 ) 第四大動脈弓の左側 大動脈弓第四大動脈弓の右側 右鎖骨下動脈の近位部第五大動脈弓 形成しない あるいは形成不全で消失第六大動脈弓 ( 肺動脈弓 ) 右側 右肺動脈起始部 遠位部は消失左側 左肺動脈起始部 遠位部は動脈管 ( 動脈管索 ) 注 左右の反回神経との関係に注意第七節間動脈 左右鎖骨下動脈 胎生期血流路の出生後の変化動脈管 動脈管索静脈管 静脈管索臍静脈 肝円索臍動脈 臍動脈索卵円孔 卵円孔の機能的閉鎖 ( 出生後の最初の一息 ) 癒合 ( 生後 1 年 卵円窩 ) 心臓の発生異常ヒトの先天異常の中で最も多い異常心房中隔欠損 二次口の欠損心内膜隆起の異常 ( 大血管転換 ファロー四徴症など ) 円錐動脈管隆起には神経堤由来の細胞を含む = 同一個体内での心臓異常と頭蓋顔面異常 ⅩⅢ 頭頚部の発生頭部を構成する間葉沿軸中胚葉側板中胚葉神経堤外胚葉性プラコード 鰓弓 ( 咽頭弓 ) 各鰓弓に固有の筋 神経 動脈 (= 大動脈弓 ) を容れる顔面の形成 ( 上顎隆起 下顎隆起 鼻隆起 ) 舌 第一鰓弓由来甲状腺原基が舌盲孔を通って下降咽頭嚢第一咽頭嚢 中耳腔と耳管第二咽頭嚢 口蓋扁桃第三咽頭嚢 胸腺 下上皮小体 ( 副甲状腺 ) 第四咽頭嚢 鰓後体 ( 甲状腺傍濾胞細胞 ) 上上皮小体 ( 副甲状腺 ) 鰓溝 ( 咽頭溝 ) 第一鰓溝から外耳道

6 ⅩⅣ 消化器系と呼吸器系の発生呼吸器系胎生第 4 週 呼吸器憩室 ( 肺芽 ) が前腸腹側壁から芽出気管食道稜により気管 ( 腹側 ) と食道 ( 背側 ) に分割呼吸器系上皮組織 = 内胚葉由来 ( 消化管上皮と発生学的に同一 ) 消化器系人体構造実習の際に消化管 肝 膵 腹膜 ( 腔 ) 発生の詳細に触れる 前腸 呼吸器憩室 食道 胃 十二指腸 肝臓と胆嚢 膵臓中腸 十二指腸遠位部から横行結腸近位 2/3 腸と腸間膜の伸長 一次 ( 原始 ) 腸ループの形成 中腸の回転後腸 横行結腸の遠位 1/3 から肛門管の上部 ⅩⅤ 泌尿生殖器系の発生 泌尿器系前腎 : 痕跡的で無機能 消失中腎 : 胎生初期のみ機能腎細管 : ボーマン嚢毛細血管の房状分岐 : 糸球体中腎管 ( ウォルフ管 ): 縦走する集合管中腎 + 生殖腺 ( 中腎の内側 )= 尿生殖堤男性の尾側腎細管と中腎管は生殖器系の形成に関与 ( 女性では消失 ) 後腎 : 永久腎尿管芽 ( 中腎管 ) から発生 = 集合管系後腎組織 ( 後腎芽体 ) 内へ尿管芽の侵入 細管形成を誘導 = 排出管系後腎胞 ( 後腎組織帽 )+ 毛細血管 ( 糸球体 )= ネフロン腎臓の位置の上昇位置異常 : 骨盤腎 左右臍動脈に挟まれて滞留馬蹄腎 左右の腎臓下端が癒合 下腸間膜動脈に妨げられて滞留生殖器系生殖腺の発生胚盤葉上層由来の原始生殖細胞 生殖細胞が卵黄嚢の壁に出現 ( 第 3 週 ) 生殖堤の中に生殖細胞が遊走 ( 第 6 週 ) 生殖管の発生中腎管 ( ウォルフ管 ) のちの精管中腎傍管 ( ミュラー管 ) のちの卵管子宮管 : 左右の中腎傍管が癒合 のちの子宮 ⅩⅥ 遺伝疾患 先天異常について 遺伝疾患 : 遺伝子の異常による 素因遺伝は遺伝 疾患 とは言わない 染色体異常 : 数的異常と構造的異常 (Ⅲ の項目参照 ) 先天異常 : 出生時に見られる構造 機能 行動 代謝の異常奇形 破壊 変形 症候群に分類される奇形 : 環境因子 遺伝因子によって起きる発生第 3~8 週は 先天異常誘発因子に最も感受性が高い = 主要な組織 器官が形成される時期 ( 胎児期 ) 催奇形因子 : 環境因子 感染因子 放射線 化学物質 ホルモン 母体疾患 栄養欠乏 肥満 低酸素 重金属など

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