胚胎学(完整版).doc

下篇胚胎学第20章胚胎学绪论一、胚胎学的内容和意义胚胎学（embryology)主要是研究从受 精卵发育为新生个体的过程及其机制的科学，研究内容包括生殖细胞发生、受精、胚 胎发育、胚胎与母体关系、先天性畸形等。人胚胎在母体子宫中的发育经历38周 (约266天），可分为两个时期：从受精卵 形成到第8周末为胚期（embryonic peri-od)Q在此期，受精卵由单个细胞经过迅速 而复杂的增殖分化，历经胚（embryo)的 不同阶段，发育为各器官、系统与外形都 初具雏形的胎儿（fetus)。此时只有3cm 长，堪称“袖珍人”。从第9周至出生为 胎期（fetal period)。此期内胎儿逐渐长大，各器官、系统继续发育，多数器官出现不同程度的功能活动。胚期质变剧烈，胎期量变显著。因此，胚期是研究和学习的重点。个体出生后，许多器官的结构和功能 还远未发育完善，还要经历相当长时期的继续发育和生长方逆成熟，然后维持一段时期，继而衰老死亡。出生后的这一过程 可分为婴儿期、儿童期、少年期、青年期、成年期和老年期。研究出生前和出生后生 命全过程的科学则称为人体发育学（devel-opment of human ) 胚胎学包括以下分支学科。1.描述胚胎学（descriptiveembryology) 主要应用组织学和解剖学的方法（如 光镜、电镜技术）观察胚胎发育的形态演 变过程，包括外形的演变、从原始器官到永久性器官的演变、系统的形成、细胞的增 殖、迁移和凋亡等，是胚胎学的基础内容。2.比较胚胎学（comparativeembryology) 以比较不同种系动物（包括人类） 的胚胎发育为研究内容，为探讨生物进化 过程及其内在联系提供依据，并有助于更 深刻地理解人胚的发育。3.实验胚胎学（experimentalembryology) 对胚胎或体外培养的胚胎组织给予 化学或物理因素刺激，或施加显微手术， 观察其对胚胎发育的影响，旨在研究胚胎发育的内在规律和机制。4.化学胚胎学（chemicalembryology)应用化学与生物化学技术揭示胚胎生长发 育过程中诸多化学物质的质与量的变化及代谢过程。5.分子胚月台学(molecularembryology) 用分子生物学的理论和方法探索胚胎发生过程中基因表达的时间顺序、空间分 布与调控因素，研究基因表达产物即各种 蛋白质在胚胎发育中的作用，以从根本上 阐明胚胎发育的分子过程和机制。这是当 前与今后胚胎学理论研究的前沿领域。6.畸形学（teratology)在胚胎发育过程中，由于遗传因素或环境有害因素的 影响，可导致胚胎异常发育，从而引起先天性畸形。畸形学旨在研究各种先天性畸 形发生的原因、机制和预防措施。7.生殖工程学(reproductiveengineering) 这是胚胎学中新兴的研究领域，通过 人工介入早期生殖过程，以获得人们期望 的新生个体。主要技术有体外受精、早期 胚胎培养、胚胎移植、卵质内单精子或细 胞核注射、配子和胚胎冻存等。试管婴儿 和克隆动物是该领域中最著名的成就。本教科书的胚胎学部分，以人体发生 的描述胚胎学为主要内容，并适当地介绍 了畸形学以及其他分支学科的研究成果。显然，胚胎学兼具重要的理论意义和 实用价值，是一门内容丰富多彩的学科， 或者用著名的加拿大胚胎学家摩尔 (Moore)的话说，是一门充满魅力的学科。 其理论意义体现在，能帮助人们用科学唯 物主义的观点理解生命个体的发生和发育。 对于医学生来说，只有在学习了胚胎学之 后，才算真正完整地了解人，了解作为个 体的人是如何来到人世间的，其外形、体 内各系统、器官、组织、细胞是如何发生 演化的；才能更深人地理解解剖学、组织 学、病理学、遗传学等学科中的某些内容， 如组织学中干细胞的概念，病理学中按细 胞的胚层来源对恶性肿瘤进行的分类。其 实用价值主要体现于临床应用方面。产科 医生只有掌握了有关胚胎发育全过程以及 胚胎和母体关系的知识，才能对孕妇进行 正确的妊娠跟踪和保健指导；先天性崎形 的检测和防治都需以畸形学作为基础；生 殖工程学更是为不育症患者带来福音。胚胎从一个细胞（受精卵）发育为(57) x 1012个细胞构成的足月胎儿的过程 中，每一部分都在发生复杂的动态变化。 这是胚胎学的研究对象不同于组织学的显 著特点。因此，学习者既要了解某一时期 胚胎的立体形态（三维结构），也要掌握在 不同时期这些结构演变的来龙去脉，即胚 胎的时间与空间的结构变化。这不仅对于 学好胚胎学十分必要，而且对于训练和培 养动态的空间思维方法也很有裨益。二、胚胎学发展简史与现代胚胎学古希腊学者亚里士多德（Aristotle)最 早对胚胎发育进行过观察，他推测人胚胎 来源于月经血与精液的混合，并对鸡胚的 发育做过一些较为正确的描述。1651年， 英国学者哈维（Harvey)发表论动物的生 殖，记述了多种鸟类与哺乳动物胚胎的生 长发育，提出“一切生命皆来自卵”的假 设。显微镜问世后，荷兰学者列文虎克 (Leeuwenhoek )与格拉夫（Graaf)分别发 现精子与卵泡，意大利学者马尔比基 (Malpighi)观察到鸡胚的体节、神经管和 卵黄血管。他们提出“预成论”学说，认 为在精子或卵内存在一微小个体，由此逐 渐发育长大为胎儿。18世纪中叶，德国学者沃尔夫（Wolff) 指出，早期胚胎中没有预先存在的微小个 体，胚胎的四肢和器官是经历了从无到有、 由简单到复杂的渐变过程而形成的，因而 提出了 “渐成论”。1828年，爱沙尼亚学者 贝尔（Baer)发表论动物的发育一书， 报告了多种动物及人卵的发现；他观察到 人和各种脊椎动物的早期胚胎极为相似， 随着发育的进行才逐渐出现纲、目、科、 属、种的特征（此规律被称为贝尔定律）。 他认为，对不同动物胚胎的比较比成体的 比较能更清晰地证明动物间的亲缘关系。 贝尔的研究成果彻底否定了 “预成论”，并 创立了比较胚胎学。1855年，德国学者雷 马克（Remark )根据沃尔夫与贝尔的*些 报告及自己的观察，提出胚胎发育的三胚 层学说，这是描述胚胎学起始的重要标志。 1859年，英国学者达尔文在物种起源中对贝尔定律给予强有力的支持，指出不 同动物胚胎早期的相似表明物种起源的共 同性，后期的相异则是由于各种动物所处 外界环境的不同所引起。至19世纪60年 代，德国学者穆勒（Miiller) 与海克尔 (Haeckel)进步提出“个体发生是种系发 生的重演”的学说，简称“重演律”。这一 学说基本上是正确的，但由于胚胎发育期 短暂，不可能重演全部祖先的进化过程， 如哺乳动物胚胎中可见到类似鱼的鳃裂， 但并不发展为鳃。自19世纪末，人们开始探讨胚胎发育 的机制。德国学者斯佩曼（Spemann)应用 显微操作技术对两栖动物胚进行了分离、 切割、移植、重组等实验。如移植的视杯 可导致体表外胚层形成晶状体；移植原口 背唇至另一胚胎的腹侧，便产生了第二个 胚胎。根据这些结果，斯佩曼提出了诱导 学说，认为胚胎的某些组织（诱导者）能 对邻近的组织（反应者）的分化方向起诱 导作用。在这些实验与理论的基础上，实 验胚胎学逐渐发展起来，斯佩曼也因此于 1935年荣获诺贝尔生理学或医学奖。其他 著名学说还有细胞分化决定、胚区定位、 胚胎场与梯度等。与此同时，一些学者应 用化学和生物化学技术，研究胚胎发育过 程中细胞与组织内的化学物质变化、能量 消长、新陈代谢特点以及这些化学因素与 胚胎形态演变的关系。英国学者李约瑟 (Needham )总结了这方面的研究成果，于 1931年发表化学胚胎学一书。现代胚胎学是从20世纪50年代开始发 展起来的，以分子胚胎学和生殖工程学作 为其理论和技术进步的两大标志。50年代， 随着DNA结构的阐明和中心法则的确立， 诞生了分子生物学。用分子生物学的观点 和方法研究胚胎发育过程，便产生了分子 胚胎学。其研究结果表明，在发育过程中， 最重要的不是个别基因的表达，而是这些 表达在时间和空间上的联系与配合，即发 育的遗传程序；而遗传程序是由调节基因 控制的。迄今，这方面的研究主要应用生 命周期短并易于操作的果蝇进行。已发现 的重要调节基因群有：母体基因，其表达产物在卵细胞质内有特定的分布模式，可 选择性地激活细胞核内的基因，从而决定 胚胎的体轴；分节基因，能奠定体轴分节 发育的格局；同源异形基因，进一步决定 各体节的演化方向和形态特征，如头、胸、 腹。这些基因群对果蝇胚胎发育构成了多 层次的调控网络。和同源异形基因类似的 基因也已在包括人在内的多种脊椎动物的胚 胎中发现，统称同源框基因（homeobox gene)。分子胚胎学与实验胚胎学、细胞生 物学、分子遗传学等学科互相渗透，形成了一 个交叉学科，即发育生物学（developmental biology) o生殖工程学是把某些实验胚胎学技术 向应用方面发展而形成的。例如把体外受 精、胚胎移植等技术用于治疗女性不孕症， 便于1978年在英国诞生了第一例试管婴儿； 把研究两栖类动物体细胞核的再分化能力 所用的核移植技术用于哺乳动物，克隆羊 多莉便于1997年轰动世界。我国的胚胎学研究始于20世纪20年 代。朱洗（ 18991962)、童第周（1902 1979)、张汇泉（18991986)等对这一领域 的科研和教学均卓有贡献。朱洗对受精的研 究，童第周对卵质与核的关系、胚胎轴性、 胚层相互作用的研究，张汇泉对畸形学的研 究，都开创和推动了我国胚胎学的发展。克隆动物的先驱戈登1994年秋，在曼彻斯特大学举行的一 次学术盛会上，有来自全英的著名生命科 学家做演讲。我本章作者有幸在座。 演讲内容五花八门，听得人头昏脑胀。又 换人了。和前面那些高大硕壮的男女相比， 这回是个瘦小老头，华发苍颜，神色肃谨。 幻灯片打出来了-剑桥的Gurdon!当学生时我读过他在20世纪60年代 初做的实验介绍。他把爪蟾耕抖的小肠上 皮细胞核吸出来，注进去核的卵细胞，结 果一部分卵发育成蝌蚪，其中一部分蝌蚪 又发育为成熟的爪蟾。核移植是斯佩曼在 2世纪30年代末提出的，目的在于检验 巳分化细胞的核是否还保留完全的遗传信息和再分化能力。在50年代，有人成功地 用早期蛙胚细胞核进行了这种实验。但用 完全分化的细胞核，戈登是第一人。后来， 他又用成体的表皮细胞核进行移植，卵发 育到了蝌蚪阶段。这些实验结果还提示， 在卵发育的早期阶段，卵细胞质发挥了决 定性的作用，这又导致了母体基因的发现。 时隔30年，戈登仍在用他喜爱的蟾蜍胚胎 进行形态发生子（morphogen)研究。1997年，Wilmut在爱丁堡宣布，用 成体细胞核移植成功的克隆羊多莉诞生了， 这一消息立即被国际传媒爆炒。不懂的人 问我。我说，这不过是第一头克隆哺乳动 物，克隆癞蛤蟆在三十几年前就有了。我不由回忆被今日的明星Wi1mut踩着肩膀的那位瘦小巨人。我想，这一代代踩着肩 膀向上攀登的胚胎学家们最终可能达到的 顶峰是什么呢？其实，当年戈登的实验结 果一公布，人们就猜到了 ：人的无性繁殖， 现称克隆人。这可是一只禁果，总有人按 捺不住品尝的欲望，而社会伦理的上帝不 允许。第21章胚胎发生总论在胚期，受精卵发育为初具人形的胎 儿，这是整个胚胎发育的关键时期。本章 叙述其总体的发生过程以及胚胎与母体的 关系。胚体各个系统的发生过程将在以后各章介绍。一生殖细胞和受精(一）生殖细胞生殖细胞（germ cell)又称配子（gamete), 包括精子和卵子（见第18、19章）。精子为单倍体细胞，核型为23，X或 23，Y，它们具有定向运动的能力和使卵 子受精的潜力，但是尚无穿过卵子周围的 放射冠、释放顶体酶、穿过透明带的能 力。这是由于精子头的外表面被一层来自 精液中的糖蛋白覆盖，能阻止顶体酶释 放。精子通过子宫和输卵管时，该糖蛋白被去除，从而使精子获得了使卵子受精的 能力，此现象称获能（capacitation )。精子在女性生殖管道内的受精能力一般可维 持1天。从卵巢排出的卵子处于第二次减数分 裂的中期，进人并停留在输卵管壶腹部。 当与精子相遇，受到精子穿入其内的激发， 卵子才完成第二次减数分裂。若未受精， 则在排卵后1224小时退化。(二）受精受精（fertilization)指精子与卵子结合 形成受精卵的过程，一般发生在输卵管壶 腹部。正常成年男性一次可射出3亿5亿 个精子，其中300500个最强壮的精子能通 过鞭毛运动抵达输卵管壶腹部。虽然最终 只有一个精子能与卵子结合，但其他精子 的作用必不可少。受精的过程可分为三期 (图 21-1)。1.大量获能的精子接触到卵子周围的 放射冠时；即开始释放顶体酶，解离放射 冠的卵泡细胞，这样部分精子可径直接触 到透明带。2.接触到透明带的精子与ZP3，即精 子受体结合，然后释放顶体酶，在透明带 中溶蚀出一条孔道，精子头部便接触到卵 子。精子释放顶体酶，溶蚀放射冠和透明 带的过程称顶体反应（acrosome reaction)。 在这一过程中顶体的前膜与精子头部表面 的细胞膜融合后破裂，形成许多小孔，顶 体内含的酶类得以排出。3.精子头侧面的细胞膜与卵子细胞膜 融合，随即精子的细胞核及细胞质进人卵 子内，精子与卵子的细胞膜融合为一体。 精卵结合后，卵子浅层胞质内的皮质颗粒 立即释放酶类，使透明带结构发生变化， 特别是使ZP3分子变性，不能再与精子结 合，从而阻止了其他精子穿越透明带，这 '过程称透明带反应（zona reaction)。这* 反应保证了正常的单精受精。偶尔，也有 两个精子同时进入卵子，然而，三倍体的 胚胎或者中途流产，或者出生后夭亡。同时，卵子迅速完成第二次减数分裂， 排出一个第二极体。此时精子和卵子的细 胞核分别称为雄原核（male pronucleus)和 雌原核（female pronucleus )。两个原核逐渐在细胞中部靠拢，核膜消失，染色体混合， 形成二倍体的受精卵（fertilized ovum)，又 称合子（zygote)(图21-2)，受精过程到此完成。发育正常并已获能的精子与发育正常 的卵子在限定的时间相遇是受精的基本条 件。应用避孕套、子宫帽、输卵管或输精 管结扎等措施，可阻止精、卵相遇，达到 避孕目的。受精的意义在于：精子与卵子的结 合，恢复了细胞的二倍体核型；同时，来 自双亲的遗传物质随机组合，加之生殖细 胞在减数分裂时曾发生染.色体联合和片段 交换，因而由受精卵发育而来的新个体既 维持了双亲的遗传特点，又具有与亲代不 完全相同的性状。受精决定新个体的遗传性别。带有Y染色体的精子与卵子结合， 发育为男性；带有X染色体的精子与卵子 结合，发育为女性。精子进人卵子，犹 如中子轰击入铀原子核后引发剧烈的级联 反应一样，使原本相对静止的卵子转入旺 盛的能量代谢与生化合成，受精卵开始进 行细胞分裂，启动了胚胎发育的进程。张民觉为“试管婴儿”铺路的人生殖是生物最基本的特征之一，物种 主要依赖生殖细胞而延续。交配后雌雄生 殖细胞的融合过程（受精）一直是研究热 点之一。体外受精（In vitro fertilization， IVF)是指在体外环境完成精 |卵结合的过程。早在1878年，德国的 Schenk将卵细胞和附睾内精子放入子宫液 中进行孵育，观察到第二极体的产生及卵 裂现象。但是，直到20世纪40年代，只 有极少数研究者进行哺乳动物体外受精获 得成功，.但实验难以重复，说明这一阶段 的体外受精工作主要是建立在经验基础上， 带有偶然性。1951年，美籍华人学者张民觉设计了 在雌兔排卵前和排卵后不同时间将雄兔精液置于雌兔输卵管中，观察受精情况。结果发现，只有在排卵前6小时置入输卵管 内的精子才能与卵子结合。说明至少要6 小时，精子才能具有受精能力。因此，他提出获能是受精的先决条件。同年， Austln也发现获能现象。他们的发现，被称为“张-奥斯汀原理”。获能现象的发现 有力地推动了体外受精研究。1959年，张 民觉用体外获能的兔精子进行体外受精， 然后将早期胚胎植入子宫，获得世界上首例“试管动物”试管兔。1963年，张 民觉等发现，只需在简单培养液中对精子 做获能处理，即可进行体外受精，这又加速了体外受精研究的进程。张民觉的工作 为后来试管婴儿的研究奠定了基础。1978 年，第一例试管婴儿Louise Brown在英 国出生，这是体外受精技术走向成熟的划 时代事件，是医学和生物学的一次革命。30年来，世界上巳有数十万试管婴儿 (test tube baby)出生，为不育家庭带 来了幸福。(徐晨)参考读物张民觉研究哺乳动物 精作用的历史和背景.生理科学进展， 1983，14： 289-291.二.胚泡形成和植入(一）卵裂和胚泡形成受精卵一旦形成，便开始一边向子宫 方向移行，一边进行细胞分裂。由于子细胞被透明带包裹，在分裂间期无生长过程， 仅原受精卵的胞质被不断分到子细胞中， 因而随着细胞数目增加，细胞体积逐渐变 小。受精卵的这种特殊的有丝分裂称卵裂 (cleavage )，卵裂产生的子细胞称卵裂球 (blastomere)。到第3天，卵裂球数达1216个，共同组成一个实心胚，外观如桑椹，故 称桑堪胚（morula)(图 212、图 213)。于第4天，桑椹胚进入子宫腔，其细 胞继续分裂，当卵裂球数达到100个左右 时，细胞间出现若干小的腔隙，它们逐渐 汇合成一个大腔，腔内充满液体。此时透明带溶解，胚呈现为囊泡状，故称胚泡 (blastocyst)。胚泡中心为胚泡腔（blasto-coele)。胚泡壁由单层细胞构成，与吸收营 养有关，称滋养层（trophoblast)。位于胚 泡腔内一侧的一群细胞，称内细胞群（in-ner cell mass)(二）植入胚泡进入子宫内膜的过程称植入implantation )，又称着床（imbed )。植入约于 受精后第56天开始，于第1112天完成。 植入时，内细胞群侧的滋养层首先与子宫内膜接触，分泌蛋白水解酶，在内膜溶蚀 出一个缺口，然后胚泡陷入缺口，逐渐被 包埋其中（图21-4)。在植入过程中，与内 膜接触的滋养层细胞迅速增殖，滋养层增 厚，并分化为内、外两层。外层细胞互相 融合，细胞间界线（即细胞膜）消失，称合体滋养层（syncytiotrophoblast)；内层细胞界限清楚，由单层立方细胞组成，称细 胞滋养层（cytotrophoblast)。后者的细胞通过分裂使细胞数目不断增多，并补充、融 入合体滋养层。胚泡全部植入子宫内膜后，缺口修复， 植入完成。这时胚泡的整个滋养层均分化为 两层，并迅速增厚。在合体滋养层内出现一些小的腔隙，称滋养层陷窝，因与子宫内膜的小 血管相通，其内充满母体血液（图21-5)。植入时的子宫内膜正处于分泌期，植 入后血液供应更丰富，腺体分泌更旺盛， 基质细胞变得十分肥大，富含糖原和脂滴， 内膜进一步增厚。子宫内膜的这些变化称 蜕膜反应，此时的子宫内膜改称蜕膜（de -cidua)，基质细胞改称蚊膜细胞（decidual cell)。根据蜕膜与胚的位置关系，将其分为 三部分：基蚊膜（decidua basalis)，位于 胚深面；包脱膜（decidua capsularis )，覆 盖在胚的子宫腔侧；壁鋭膜（decidua pari-etalis)，是子宫其余部分的蚁膜（图21-6)。胚泡的植入部位通常在子宫的体部和 底部，最多见于后壁。若植入位于近子宫 颈处，在此形成的胎盘，称前置胎盘（placenta previa)，分晚时堵塞产道，导致胎儿 娩出困难。若植入在子宫以外部位，称宫 外孕（ectopic pregnancy)，常发生在输卵 管，偶见于子宫阔韧带、肠系膜、子宫直 肠陷窝，甚至卵巢表面（图21-7)。宫外孕 胚胎多因营养供应不足，早期死亡，被吸 收；少数植入输卵管的胚胎发育到较大后， 引起输卵管破裂和大出血。植入过程受母体雌激素和孕激素的精 细调节，这些激素的正常分泌使子宫内膜 保持在分泌期。若母体内分泌紊乱，子宫 内膜的周期性变化与胚泡发育不同步，植 入便不能完成。胚泡的植人还需要有正常 的子宫腔内环境。子宫有炎症或有避孕环， 均可阻碍胚泡植入。三、胚层的形成(一）二胚层胚盘及相关结构的形成在第2周胚泡植人过程中，内细胞群 增殖分化，逐渐形成圆盘状的胚盘（embryonic disc),由两个胚层组成，也称二胚 层胚盘。邻近滋养层的一层柱状细胞为上 胚层（epiblast)，靠近胚泡腔侧的一层立方 细胞为下胚层（hypoblast)。两个胚层紧贴， 中间隔以基膜（图21-5、图21-8)。胚盘 是人体发生的原基。继之，由于上胚层细胞增殖，其内出 现一个充满液体的小腔隙，称羊膜腔，腔 内液体为羊水。贴靠细胞滋养层的一层上 胚层细胞形状扁平，称成羊膜细胞，它们 形成最早的羊膜，并与上胚层的其余部分 共同包裹羊膜腔，所形成的囊称羊膜嚢。 上胚层构成羊膜囊的底。下胚层的周缘细胞向腹侧生长延伸， 形成由单层扁平上皮细胞围成的另一个囊， 即卵黄嚢。下胚层构成卵黄囊的顶。羊膜 囊和卵黄囊对胚盘起保护和营养作用（见 后述）。此时胚泡腔内出现松散分布的星状细 胞和细胞外基质，充填于细胞滋养层和卵 黄囊、羊膜囊之间，形成胚外中胚层（图 21 -5)。继而胚外中胚层细胞间出现腔隙， 腔隙逐渐汇合增大，在胚外中胚层内形成 一个大腔，称胚外体腔（图21-9)。胚外中 胚层则分别附着于滋养层内面及卵黄囊和羊膜囊的外面。随着胚外体腔的扩大，二胚层胚盘和其背腹两侧的羊膜囊、卵黄囊 仅由少部分胚外中胚层与滋养层直接相连， 这部分胚外中胚层称体蒂（body stalk)。体蒂将发育为胳带的主要成分。(二）三胚层胚盘及相关结构的形成 第3周初，部分上胚层细胞增殖较快， 在上胚层正中线的一侧形成一条增厚区， 称原条（primitive streak)。原条的头端略膨 大，为原结（primitive node)(图 21 10)。 继而在原条的中线出现浅沟，原结的中心 出现浅凹，分别称原沟（primitive groove ) 和原凹（primitive pit)。原沟深部的细胞在 上、下胚层之间向周边扩展迁移。一部分 细胞则在上、下两胚层之间形成一个夹层， 称胚内中胚层，即中胚层（mesoderm)，它 在胚盘边缘与胚外中胚层衔接。一部分细 胞进人下胚层，并逐渐全部置换了下胚层 的细胞，形成一层新的细胞，称内胚层 (endoderm)。在内胚层和中胚层出现之后， 原上胚层改称外胚层（ectoderm )。于是， 在第3周末，三胚层胚盘形成，三个胚层 均起源于上胚层。原条的出现使胚盘有头、尾端之分， 原条所在的一端为尾端。由于头端大，尾端小，此时的胚盘呈梨形。从原凹向头端 增生迁移的细胞，在内、外胚层之间形成 一条单独的细胞索，称脊索（notochord )， 它在胚胎早期起一定支架作用（图21-11)。 在脊索的头侧和原条的尾侧，各有一个无 中胚层的小区，此处内、外胚层相贴，呈 薄膜状，分别称口咽膜和泄殖腔膜。随着胚体发育，脊索向头端生长、增长，原条相 对缩短，最终消失。若原条细胞残留，在未 来人体骶尾部可增殖分化，形成由多种组织 构成的崎胎瘤（teratoma)(图21 12)。四、三胚层的分化和胚体形成(一)三胚层的分化在第48周，三个胚层逐渐分化形成 各种器官的原基（它们进一步的演化将在 以后各章详述）。1.外胚层的分化脊索形成后，诱导 其背侧中线的外胚层增厚呈板状，称神经 板（neural plate )。构成神经板的这部分外 胚层，也称神经外胚层，而其余部分常称 表面外胚层。神经板随脊索的生长而增长， 且头侧宽于尾侧。继而神经板中央沿长轴 向脊索方向凹陷，形成神经沟（neuralgroove),沟两侧边缘隆起称神经權（neural fold)。两侧神经褶在神经沟中段靠拢并融 合，融合向头尾两端进展，最后在头尾两端 各有一开口，分别称前神经孔和后神经孔， 它们在第4周闭合，使神经沟完全闭合为神 经管（neural tube)。神经管两侧的表面外胚 层在管的背侧靠拢并融合，使神经管位居于 表面外胚层的深面（图21-13图21-16)。 神经管是中枢神经系统的原基，将分化为脑 和脊髓以及松果体、神经垂体和视网膜等。 如果前、后神经孔未闭合，将会分别导致无 脑畸形和脊髓裂（见第26章）。在神经沟闭合为神经管的过程中，神 经板外侧缘的细胞也随之进入神经管壁的 背侧，并很快从管壁迁移出来，形成位于 神经管背外侧的两条纵行细胞索，称神经神 经板外侧缘的细胞也随之进入神经管壁的 背侧，并很快从管壁迁移出来，形成位于 神经管背外侧的两条纵行细胞索，称神经崎（neural crest)(图21 17)。神经峰是周 围神经系统的原基，将分化为脑神经节、 脊神经节、自主神经节及周围神经；部分 细胞还迁人肾上腺原基，分化为髓质嗜铬 细胞。另外，部分神经嵴细胞迁入表皮， 分化为黑素细胞；在头端的神经嵴细胞还 参与颅面部骨骼和结缔组织的形成。表面外胚层将分化为皮肤的表皮及其 附属器，以及牙釉质、角膜上皮、晶状体、 内耳膜迷路、腺垂体、唾液腺、口腔、鼻 腔及肛管下段的上皮等。2.中胚层的分化 脊索两旁的中胚层细胞增殖较快，从内向外依次分化为轴旁 中胚层、间介中胚层和侧中胚层。中胚层 的细胞通常先形成间充质（mesenchyme， 见第3章），然后分化为各种结缔组织、肌 组织和血管等。(1)轴旁中胚层（paraxialmesoderm )：紧邻脊索两侧的中胚层细胞迅速增殖，形 成一对纵行的细胞索，即轴旁中胚层。它 随即裂为块状细胞团，称体节（somite) (图21-15、图21-16)。体节左右成对，从 颈部向尾部依次形成，并逐渐增多。第5 周时，体节全部形成，共4244对。体节 将主要分化为背侧的皮肤真皮、骨骼肌和 中轴骨骼（如脊柱）。脊索的大部分将退化 消失，仅在脊柱的椎间盘内残留为髓核。(2)间介中胚层（intermediatemesoderm)： 位于轴旁中胚层与侧中胚层之间，分 化为泌尿生殖系统的主要器官（见第24章）。(3)侧中胚层（lateralmesoderm):是中 胚层最外侧的部分。其内部先出现一些小的 腔隙，然后融合为一个大的胚内体腔，并 与胚外体腔相通，侧中胚层便分为两层 (图21-13、图21-18)。与外胚层相贴的为 体壁中胚层（parietal mesoderm)，将主要分 化为胸腹部和四肢的皮肤真皮、骨骼肌、骨骼和血管等；与内胚层相贴的为脏壁中 胚层（visceral mesoderm)，覆盖于由内胚层演化形成的原始消化管外面，将分化为消 化、呼吸系统的肌组织、血管、结缔组织和间皮等。胚内体腔从头端到尾端将分化 为心包腔、胸膜腔和腹膜腔。3.内胚层的分化内胚层被包入胚体形成原始消化管，将分化为咽喉及其以下的消化管、消化腺、呼吸道和肺的上皮组织，以及中耳、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、膀胱等器官的上皮组织。(二）胚体形成伴随三胚层的分化，胚盘边缘向腹侧卷折形成头褶、尾褶和左右侧褶，扁平形胚盘逐渐变为圆柱形的胚体。胚盘卷折主要是由于各部分生长速度的差异而引起。胚盘中轴部由于神经管和体节的生长而向背侧隆起，又由于外胚层的生长速度快于内胚层，旁 中胚层、间介中胚层和侧中胚层。中胚层 的细胞通常先形成间充质（mesenchyme， 见第3章），然后分化为各种结缔组织、肌 组织和血管等。(1)轴旁中胚层（paraxialmesoderm )：紧邻脊索两侧的中胚层细胞迅速增殖，形 成一对纵行的细胞索，即轴旁中胚层。它 随即裂为块状细胞团，称体节（somite) (图21-15、图21-16)。体节左右成对，从 颈部向尾部依次形成，并逐渐增多。第5 周时，体节全部形成，共4244对。体节 将主要分化为背侧的皮肤真皮、骨骼肌和 中轴骨骼（如脊柱）。脊索的大部分将退化 消失，仅在脊柱的椎间盘内残留为髓核。(2)间介中胚层（intermediatemesoderm)： 位于轴旁中胚层与侧中胚层之间，分 化为泌尿生殖系统的主要器官（见第24章）。(3)侧中胚层（lateralmesoderm):是中 胚层最外侧的部分。其内部先出现一些小的 腔隙，然后融合为一个大的胚内体腔，并 与胚外体腔相通，侧中胚层便分为两层 (图21-13、图21-18)。与外胚层相贴的为 体壁中胚层（parietal mesoderm)，将主要分 化为胸腹部和四肢的皮肤真皮、骨骼肌、骨骼和血管等；与内胚层相贴的为脏壁中 胚层（visceral mesoderm)，覆盖于由内胚层 演化形成的原始消化管外面，将分化为消 化、呼吸系统的肌组织、血管、结缔组织 和间皮等。胚内体腔从头端到尾端将分化 为心包腔、胸膜腔和腹膜腔。3.内胚层的分化内胚层被包入胚体 形成原始消化管，将分化为咽喉及其以下 的消化管、消化腺、呼吸道和肺的上皮组 织，以及中耳、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、 膀胱等器官的上皮组织。(二）胚体形成伴随三胚层的分化，胚盘边缘向腹侧 卷折形成头褶、尾褶和左右侧褶，扁平形胚 盘逐渐变为圆柱形的胚体。胚盘卷折主要是 由于各部分生长速度的差异而引起。胚盘中 轴部由于神经管和体节的生长而向背侧隆 起，又由于外胚层的生长速度快于内胚层，这样导致了侧褶，使外胚层包于胚体外表， 内胚层卷到胚体内部。胚体头尾方向的生长 速度快于左右侧向的生长；头端由于脑和颜 面器官的发生，故其生长速度又快于尾端， 因而胚盘卷折为头大尾小的圆柱形胚体，胚 盘边缘则卷折到胚体腹侧，并逐渐靠拢，最 终在成胳处会聚（图21-18)。圆柱形胚体形成的结果是，胚体凸入 羊膜腔，浸泡于羊水中；体蒂和卵黄囊于 胚体腹侧中心合并，外包羊膜，形成脐带； 口咽膜和泄殖腔膜分别转到胚体头和尾的 腹侧；外胚层包于胚体外表；内胚层卷折 到胚体内部，形成头尾方向的原始消化管， 其中段的腹侧与卵黄囊相通（两者相连的 一段卵黄囊相对狭窄，称卵黄蒂），头端由 口咽膜封闭，尾端由泄殖腔膜封闭。至第8 周末，胚体外表已可见服、耳、鼻及四肢， 初具人形（图21-19、图21-20)。五、胎膜和胎盘胎膜和胎盘是对胚胎起保护、营养、 呼吸、排泄等作用的附属结构，不参与胚 胎本体的形成。有的结构还有内分泌功能。 胎儿娩出后，胎膜、胎盘即与子宫壁分离， 并被排出体外，总称衣胞（afterbirth)。(一）胎膜月台膜（fetal membrane )包括域毛膜、 羊膜、卵黄囊、尿囊和胳带（图21-21)。1.线毛膜（chorion) 由滋养层和衬于 其内面的胚外中胚层组成。植入完成后， 滋养层已分化为细胞滋养层和合体滋养层 两层（图21_5)。继之细胞滋养层局部增 殖，伸入合体滋养层内，形成许多绒毛状 突起。这样，外表的合体滋养层和内部的 细胞滋养层构成了初级绒毛干。第3周时， 胚外中胚层伸入绒毛干内，改称次级绒毛 干。此后，绒毛干胚外中胚层的间充质分 化为结缔组织和血管，并与胚体内的血管 相通，此时改称三级绒毛干。各级绒毛干 的表面都发出分支，形成许多细小的绒毛 (图21-22、图21-23)。同时，绒毛干末端 的细胞滋养层细胞增殖，穿出合体滋养层，伸抵蜕膜组织，将绒毛干固着于蜕膜上。 这些穿出的细胞滋养层细胞还沿蜕膜扩展， 彼此连接，在绒毛膜表面形成一层细胞滋 养层壳，使绒毛膜与子宫蜕膜牢固连接。原滋养层陷窝演变为域毛干之间的绒毛间隙，其内充满来自子宫螺旋动脉的母 体血，绒毛浸浴其中，胚胎通过绒毛汲取 母血中的营养物质并排出代谢产物。胚胎早期，整个绒毛膜表面的绒毛均 匀分布。之后，由于包蜕膜侧的血供匮乏，绒毛逐渐退化、消失，形成表面无绒毛的 平滑级毛膜（smooth chorion )。基蚁膜侧 的血供充足，该处绒毛反复分支，生长茂 密，称丛密级毛膜（villous chorion)，它与 基蜕膜一起组成胎盘。丛密绒毛膜内的血 管通过跻带与胚体内的血管通连。此后， 随着胚胎的发育增长及羊膜腔的不断扩 大，羊膜、平滑绒毛膜和包蜕膜进一步凸 向子宫腔，最终与壁蜕膜融合，子宫腔消 失（图 21-21、图 21-24)。在绒毛膜发育过程中，若血管发育不 良或与胚体血管未通连，胚胎可因缺乏营 养而发育迟缓或死亡。若滋养层细胞过度 增生，绒毛内结缔组织变性水肿，血管消失，胚胎发育受阻，绒毛呈水泡状或葡萄 状，称水泡状胎块或葡萄胎。若滋养层细 胞癌变，则称绒毛膜上皮癌。2_羊膜（amnion) 为半透明薄膜，由 一层羊膜上皮和少量胚外中胚层构成。羊膜腔内充满羊水（amniotic fluid)，胚胎浸泡在羊水中。羊膜最初附着于胚盘的边缘， 与外胚层连续。随着胚体形成、羊膜腔扩 大和胚体凸入羊膜腔内，羊膜在胚胎的腹 侧包裹体蒂，形成跻带。羊膜腔的扩大逐 渐使羊膜与绒毛膜相贴，胚外体腔消失。妊娠早期的羊水呈无色透明状，由羊 膜不断分泌和吸收。释娠中期以后，胎儿 开始吞咽羊水，其消化、泌尿系统的排泄 物及脱落的上皮细胞也进入羊水，羊水变 得混浊。羊膜和羊水在胚胎发育中对胚胎起着 重要的保护作用，如胚胎在羊水中可较自 由地活动，有利于骨骼和肌肉发育，并防 止胚胎局部粘连或受外力的压迫与震荡。 临产时，羊水还具有扩张宫颈与冲洗产道 的作用。随着胚胎长大，羊水也相应增多， 足月分娩时有10001500ml。羊水过少 (500ml以下），易发生羊膜与胎儿粘连，影 响正常发育；羊水过多（2000ml以上），也 可影响胎儿正常发育。羊水含量不正常， 还与某些先天性畸形有关，如胎儿无肾或 尿道闭锁可致羊水过少；无脑畸形或消化 管闭锁可致羊水过多。穿刺抽取羊水，进行细胞染色体检查、DNA分析或测定羊水 中某些物质的含量，可以早期诊断某些先 天性异常。3.卵黄囊（yolk sac) 位于原始消化 管腹侧（图21-18)。鸟类胚胎的卵黄囊贮有大量卵黄，为胚胎发育提供营养。人胚 胎的卵黄囊内没有卵黄，其出现也是种系 发生和进化过程的重演。人胚胎卵黄囊被 包入胳带后，与原始消化管相连的卵黄蒂于第6周闭锁，卵黄囊逐渐退化。4.尿囊（allantois)是从卵黄囊尾侧向体蒂内伸出的一个盲管，随着胚体尾端 的卷折而开口于原始消化管尾段的腹侧 (图21-18)。当从后者演化出膀胱时，尿囊 成为从膀胱顶部至胳内的一条细管，称脐 尿管。脐尿管将闭锁，成为胳中韧带。尿 囊壁的胚外中胚层中形成的尿囊动脉和尿 囊静脉，以后演变为脐带内的胳动脉和胳 静脉。.5.胳带（umbilicalcord) 是连于胚胎脐部与胎盘间的索状结构。胳带外覆羊膜， 内含黏液性结缔组织。结缔组织内除有闭锁 的卵黄囊和脐尿管外，还有脐动脉和跻静 脉。脐血管连接胚胎血管和胎盘绒毛血管。 脐动脉有两条，因其长于脐带，故呈螺旋状 走行。脐动脉将胚胎血液运送至胎盘绒毛血管，与绒毛间隙内的母体血进行物质交换。 跻静脉仅有一条，将吸纳了丰富营养和氧的 血液送回胚胎。胎儿出生时，脐带长40 60cm,粗1.52cm。胳带过短，胎儿挽出时易引起胎盘过早剥离，造成出血过多；胳带过长，易缠绕胎儿四肢或颈部，可致局部发育不良，甚至造成胎儿窒息死亡。(二）胎盘1 胎盘的结构胎盘（placenta)是由 胎儿的丛密绒毛膜与母体的基蜕膜共同组 成的圆盘形结构（图21-25、图21-26)。 足月胎儿的胎盘重约500g，直径1520cm， 中央厚，周边薄，平均厚约2.5cm。胎盘的 胎儿面光滑，覆有羊膜，跻带附于中央或 稍偏，透过羊膜可见呈放射状走行的脐血