胚胎学11-生殖系统的发生(一)

(一)睾丸和卵巢的发生

生殖腺由生殖腺嵴表面的体腔上皮、上皮下的间充质和迁入的原始生殖细胞共同发育而成。

1. 未分化期

  • 第5周时,生殖腺嵴表面的上皮细胞增生,伸入下方的间充质,形成许多不规则的细胞索条,称初级性索;

  • 在人胚第4周初,靠近尿囊根部的卵黄囊壁内胚层出现大而圆形的一类细胞,称原始生殖细胞;

  • 到人胚第4周,原始生殖细胞沿后肠背系膜向生殖腺嵴迁移,第6周迁入初级性索,此时的生殖腺无性别特征,称未分化性腺。

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原始生殖细胞迁移示意图

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未分化性腺的发生示意图

2. 睾丸的发生

  • 如果胚胎的遗传性别为男性,其原始生殖细胞即携带 XY 性染色体;

  • Y染色体短臂上有性别决定区(SRY),可编码睾丸决定因子(TDF),该因子能使未分化性腺向睾丸方向分化;

  • 人胚第7~8周时,在 TDF 影响下,初级性索与表面上皮分离,继续向深部增生,形成许多界限清楚,互相吻合的细长弯曲的睾丸索;

  • 初级性索上皮细胞演变成支持细胞,原始生殖细胞则增殖分化为精原细胞;

  • 睾丸索的末端吻合成睾丸网;

  • 第8周时,表面上皮下方的间充质形成白膜,睾丸索之间的间充质细胞分化为睾丸间质细胞有分泌雄激素的功能。

3. 卵巢的发生

  • 女性胚胎细胞的性染色体为XX,无Y染色体,故其未分化性腺自然发育为卵巢;

  • 人胚第10周后,性腺在向卵巢发生过程中,初级性索退化,被基质和血管代替,成为卵巢髓质;

  • 未分化性腺的表面上皮增生,再次向间充质伸入,形成次级性索,又称皮质索;

  • 皮质索与上皮分离后构成卵巢皮质;

  • 上皮下的间充质形成白膜;

  • 第3~4个月时,皮质索断裂,形成许多细胞团,细胞团中央为原始生殖细胞分化成的卵原细胞,周围是一层由皮质索上皮细胞分化成的扁平的卵泡细胞,二者构成原始卵泡;

  • 卵原细胞继续增殖,原始卵泡也分裂增多;

  • 胎儿出生时,两侧卵巢中有70万~200万个原始卵泡,其中的卵原细胞已分化为初级卵母细胞,并停留在第一次減数分裂的前期。

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睾丸与卵巢的分化示意图

4. 睾丸和卵巢的下降

  • 生殖腺最初位于腹后壁,随着体积的增大,逐渐突入腹膜腔,由厚而短的系膜悬吊于腹腔腰部;

  • 随后系膜变得细长,逐步形成纤维索状连于生殖腺尾端与阴唇阴囊隆起之间,称引带;

  • 随着胚体生长、腰部直立、引带相对缩短而牵拉生殖腺下降;

  • 第3个月时,卵巢停留在盆腔;

  • 睾丸继续下降,停留在腹股沟管内口;

  • 第7~8个月时,睾丸与包绕它的双层腹膜经腹股沟管降入阴囊;

  • 双层腹膜构成鞘突,覆盖在睾丸的前面及侧面,成为鞘膜;

  • 出生前后,鞘膜腔与腹膜腔之间的通路逐渐闭合。

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睾丸下降过程示意图

(二)生殖管道的发生与演化

1. 未分化期

  • 第6周时,胚体内已先后出现左、右两对生殖管道,即一对中肾管和一对中肾旁管,后者又称米勒管;

  • 中肾旁管由尿生殖嵴头端外侧的体腔上皮凹陷后闭合而成;

  • 其起始部呈漏斗形,开口于体腔,上段较长,纵行于中肾管外侧;

  • 中段经中肾管腹侧向内弯曲横行,在中线与对侧中肾旁管相遇;

  • 下段并列下行,其末端为盲端,突入尿生殖窦背侧壁,在窦腔内形成一隆起,称窦结节;

  • 中肾管开口于窦结节的两侧。

2. 男性生殖管道的分化

  • 睾丸形成后,其支持细胞产生抗中肾旁管激素,使中肾旁管退化;

  • 睾丸间质细胞分泌雄激素,促使中肾管延长弯曲形成附睾管、输精管、精囊和射精管;

  • 与睾丸相邻的十余条中肾小管分化为附睾的输出小管。

3. 女性生殖管道的分化

  • 卵巢形成后,由于缺乏雄激素,中肾管退化;

  • 同时亦无抗中肾旁管激素的抑制作用,中肾旁管进一步发育,其上段和中段演化为输卵管,起始端以漏斗形开口于体腔,形成输卵管漏斗部;

  • 下段左、右合并后,演变为子宫及阴道穹隆部;

  • 窦结节增生延长,形成阴道板;

  • 第5个月时,阴道板演化成中空的阴道,上端与子宫相通,下端以处女膜与阴道前庭相隔。

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生殖管道的演变示意图

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子宫与阴道的形成模式图

胚胎学12-生殖系统的发生(二)

(一)外生殖器的发生

1. 未分化期

  • 第3周末,泄殖腔膜周围的间充质细胞增生,形成头尾走向的两条弧形皱褶,称泄殖腔褶;

  • 第6周时,伴随泄殖腔和泄殖腔膜的分隔,泄殖腔褶被分隔为腹侧较大的尿生殖褶和背侧较小的肛褶;

  • 尿生殖褶之间的凹陷为尿生殖沟,沟底为尿生殖窦膜;

  • 尿生殖褶的头端靠拢,增殖隆起为生殖结节;

  • 左、右尿生殖褶外侧的间充质增生,形成一对大的纵行隆起,称阴唇阴囊隆起。

2. 男性外生殖器的分化

  • 在雄激素作用下,生殖结节明显伸长、增粗,形成阴茎;

  • 左、右尿生殖褶随生殖结节生长,在腹侧中线闭合,形成尿道海绵体,参与阴茎的形成;

  • 左、右阴唇阴囊隆起向尾端牵拉,于中线融合,形成阴囊。

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外生殖器演变模式图

3. 女性外生殖器的分化

  • 无雄激素作用,外生殖器自然分化为女性;

  • 生殖结节稍增大为阴蒂;

  • 左、右尿生殖褶发育为小阴唇;

  • 两侧阴唇阴囊隆起继续增大隆起,形成大阴唇,其头端合并为阴阜,尾端合并形成后联合;

  • 尿生殖沟扩展,参与形成阴道前庭。

(二)相关畸形

1. 隐睾

  • 睾丸未完全下降,停留在腹膜腔或腹股沟处称隐睾;

  • 隐睾可发生于单侧或双侧;

  • 双侧腹膜腔内隐睾,由于温度高影响精子发生,可致男性不育。

2. 先天性腹股沟疝

若鞘膜腔与腹膜腔之间的通路不闭合或闭合不全,当腹内压增高时,部分肠管可突入鞘膜腔,导致先天性腹股沟疝。

3. 尿道下裂

如果左、右尿生殖褶闭合不全,导致阴茎腹侧有尿道开口,称尿道下裂。

4. 双子宫与双角子宫

  • 左右中肾旁管下段未融合可导致双子宫,常伴有双阴道;

  • 若仅中肾旁管下段的上半部分未融合,则形成双角子宫。

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A.隐睾 B.先天性腹股沟疝 C.尿道下裂 D.双子宫双阴道

5. 阴道闭锁

  • 窦结节未形成阴道板,或形成阴道板后未形成管道,则导致阴道闭锁;

  • 也有的外观看不见阴道,仅由于处女膜在出生前后未穿通所致。

6. 两性畸形

  • 又称半阴阳,是因性分化异常导致的性别畸形,患者的外生殖器介于男女两性之间;

  • 根据生殖腺的性别,两性畸形可分为三种:

①真两性畸形:患者既有睾丸又有卵巢,核型为46,XX/46,XY 嵌合型,极罕见,原因不明;

②男性假两性畸形:生殖腺为睾丸,核型为46, XY,因雄激素分泌不足导致外生殖器向女性方向不完全分化;

③女性假两性畸形:生殖腺为卵巢,核型46,XX,因肾上腺分泌过多的雄激素,使外生殖器向男性方向不完全分化。

7. 雄激素不敏感综合征

  • 又称睾丸女性化综合征;

  • 患者生殖腺为睾丸,核型为46,XY,可分泌雄激素,但由于体细胞与中肾管细胞缺乏雄激素受体,生殖管道和外生殖器均不能向男性方向发育;

  • 由于睾丸支持细胞产生抗中肾旁管激素,致使输卵管和子宫也不发育;

  • 外生殖器及青春期后的第二性征均呈女性表型。

胚胎学13-原始心血管系统的建立
  • 原始心血管系统左右对称;

  • 由心管、原始动脉系统和原始静脉系统组成

  • 心血管的管壁构造,最初为内皮性管道,以后其周围的间充质分化出肌组织和结缔组织,参加管壁的形成,从而演变成心脏、动脉和静脉。

1. 胚外血管的发生

  • 人胚第3周,卵黄囊壁的胚外中胚层细胞密集成索或团状,称血岛,继而体蒂和绒毛膜等处的胚外中胚层细胞也形成血岛;

  • 不久血岛内出现间隙,其周边的细胞分化为扁平的内皮细胞,中央的细胞分化成游离的造血干细胞;

  • 管道不断向外出芽延伸,使相邻血岛形成的内皮管道互相融合通连,逐渐形成胚外毛细血管网。

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血岛和血管的形成

2. 胚内血管的发生

  • 人胚第18~20天,胚体内各处间充质出现许多裂隙,裂隙周围的间充质细胞变扁,分化为内皮细胞,形成胚内毛细血管,相邻血管内皮以出芽方式连接,形成胚内原始血管网;

  • 第3周,胚体内和胚体外的毛细血管网经过体蒂相通,造血干细胞进入胚体内,形成了人胚早期原始血管通路;

  • 此时的血管在结构上尚无法区分动脉和静脉,根据它们将来的归属以及与心脏发生的关系进行命名;

  • 以后,内皮管周围的间充质细胞密集,分化平滑肌纤维和结缔组织,形成中膜和外膜,演化出动脉和静脉的组织结构。

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人胚早期血液循环

3. 胚体早期血液循环

  • 第3周末,已有一对心管、一对连接心管头端的腹主动脉、一对背主动脉,以及连接同侧腹主动脉和背主动脉的第一对弓动脉;

  • 背主动脉在卵黄囊壁分出若干对卵黄动脉,经过体蒂在绒毛膜分出一对脐动脉;

  • 卵黄囊毛细血管汇合成一对卵黄静脉,绒毛膜中毛细血管汇合成一条脐静脉,卵黄静脉和脐静脉分别运送血液回心管的静脉端,从而形成卵黄囊循环和脐循环;

  • 心管合二为一时,两条腹主动脉融合为主动脉囊;

  • 两条背主动脉合并,沿途的分支将血液输送至胚体各部;

  • 胚体前部形成一对前主静脉,后部形成了一对后主静脉,分别汇流至左、右总主静脉,再运至心管的静脉端,形成胚体循环;

  • 人胚早期心脏和血管是左、右对称的,随着
    血流动力学的变化以及体内各器官的发生,管道不断经过扩张、延长、合并、退化以及新生等过程,演变成为非对称的心血管布局。

胚胎学14-心脏的发生(一)
  • 心脏发生于生心区;

  • 在三胚层胚盘形成过程中,生心区由部分中胚层细胞在胚盘前缘口咽膜的头端汇聚形成;

  • 生心区头侧为原始横膈。

(一)原始心脏的形成

1. 心管和围心腔的发生

  • 人胚第18~19天,生心区出现腔隙,称围心腔;

  • 其腹侧的间充质细胞聚集成一对长条细胞索,称生心索;

  • 生心索中央逐渐出现腔隙,形成并列的左、右两条纵管,称心管;

  • 胚体由扁平的胚盘向圆柱形胚体的转变过程中,随着头褶的发生,胚体头端向腹侧卷曲,原来位于口咽膜头侧的心管和围心腔转位约180°,围心腔转至腹侧,心管则转至围心腔的背侧;

  • 当胚体发生侧褶时,左、右心管逐渐向中线靠拢,并从头端向尾端融合,于22天时,成为一条心管;

  • 围心腔不断扩大并向心管的背侧扩展,使心管与前肠之间的间充质由宽变窄,形成心背系膜,将心管悬连于围心腔的背侧壁;

  • 心背系膜中央部逐渐退化消失,形成一个左、右相通的孔道,即心包横窦;

  • 心管的头,尾侧仍留有心背系膜,其余部分完全游离于围心腔内;

  • 围心腔发育为心包腔。

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原始心脏位置变化示意图

2. 心壁的形成

  • 心管合并时,心管内皮形成心内膜的内皮层;

  • 心管周围的间充质逐渐密集,形成心肌外套层,间充质分化为心肌细胞和结缔组织,以后分化为心肌膜和心外膜;

  • 心肌外套层分化出一层扁平细胞,形成心外膜的间皮;

  • 心管内皮和心肌外套层之间较疏松的胶样结缔组织,称心胶质,将形成心内膜内皮下层的结缔组织。

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原始心脏发生示意图

A.约19天;B.约20天;C.约21天;D.约22天;

E、F.约28天

(二)心脏外形的演变

  • 心管各段生长速度不同,由头向尾形成膨大,依次为心球、心室、心房和静脉窦,静脉窦末端分为左、右角,左右总主静脉、脐静脉和卵黄静脉分别通入;

  • 心球的远侧份较细长,为动脉干,动脉干头端连接动脉囊;

  • 心管的头端与动脉相连,为鳃弓固定;

  • 尾端与静脉相接,为横膈固定;

  • 在心管的发生过程中,由于两端固定,而游离部,尤其是心球和心室的生长速度又远快于心包腔的扩展速度,因此心球和心室朝右、腹、尾侧弯曲,形成一个“U”字形的球室,随后,心房逐渐脱离横膈,移至心室头端背侧,并稍偏左;

  • 静脉窦也从原始横膈内游离出来,位于心房的尾侧,此时心脏的外形为“S”形;

  • 由于心房的腹侧有心球和动脉干,背侧有食管,因此其生长腹背受限,即逐渐上移并膨出于心球和动脉干的两侧;

  • 随着心房扩大,其与心室之间的房室沟逐渐加深;

  • 心球的尾段膨大,被心室吸收,成为原始右心室;

  • 原来的心室成为原始左心室,左、右心室之间的表面出现室间沟,此时,初具成体心脏的外形。

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心脏外形的改变

A.约21天;B.约22天;C.约23天;D.约24天;

E.约25天

胚胎学15-心脏的发生(二)

(三)心脏内部的分隔

  • 第5周初,心脏外形的建立已初步完成,但内部的分隔尚不完全;

  • 心脏各部的分隔同时进行,于第7周末完成。

1. 房室管的分隔

  • 随着心房和心室之间的房室沟逐渐加深,相应的心腔也形成一狭窄的管道,称房室管;

  • 第4周,房室管的背侧壁和腹侧壁正中的心内膜组织增厚;

  • 分别形成背、腹心内膜垫;

  • 二者彼此相对生长,向中央靠拢,至第6周时相互愈合,将房室管分隔为左、右房室管;

  • 围绕房室孔的间充质局部增生并向腔内隆起,演变成二尖瓣和三尖瓣。

2. 心房的分隔

  • 在心内膜垫发生的同时,于心房头端背侧壁的正中线处发生一个薄的半月形薄膜,称第一房间隔;

  • 其向心内膜垫方向生长,游离缘与心内膜垫之间暂时留一孔,称第一房间孔;

  • 第一房间隔继续增长,隔的上部中央变薄出现若干小孔,逐渐融合成一孔,称第二房间孔;

  • 心内膜垫组织向上凸起并与第一房间隔游离缘融合,第一房间孔封闭;

  • 第5周末,在第一房间隔右侧,从心房的头方腹侧壁再长出一较厚的新月形隔,称第二房间隔;

  • 此隔下缘呈弧形,渐向心内膜垫方向生长,覆盖了第二房间孔,当其前、后缘与心内膜垫接触时,下方留有一卵圆孔;

  • 卵圆孔的位置比第二房间孔稍低,两孔交错重叠;

  • 第一房间隔在左侧下方覆盖卵圆孔,薄而软的第一房间隔相当于瓣膜,称卵圆孔瓣;

  • 出生前,由于肺循环不行使功能,左心房压力低于右心房,右心房的血液可经卵圆孔流入左心房,反之则不能;

  • 出生后,肺循环开始,左心房压力增大,致使两个隔紧贴并逐渐融合,卵圆孔关闭形成一个完整的房间隔,左、右心房完全分隔。

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心脏内部的分隔仿真图

3. 心室的分隔

  • 人胚第4周末,于心尖处心室底壁组织向上凸起形成一个较厚的半月形的肌性隔膜,称室间隔肌部;

  • 此隔向心内膜垫方向生长,游离缘凹陷与心内膜垫之间留有一半月状孔,称室间孔;

  • 第7周末,由于心球内部形成左、右心球嵴,彼此对向生长、融合,并向下延伸,分别与肌性隔的前缘和后缘融合,关闭了室间孔上部的大部分;

  • 心内膜垫的间充质增生、室间隔肌部上缘向上生长,与心球嵴愈合形成室间隔膜部;

  • 至此,室间孔封闭,左、右心室完全分隔。

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室间隔膜部的形成及室间孔闭锁示意图

A.5周 B.7周

4. 心球与动脉干的分隔

  • 第5周,心球和动脉干的内膜组织局部增生,形成一对心球嵴和动脉干嵴;

  • 相应的嵴对向生长,在中线融合,形成螺旋状走行的隔,称主动脉肺动脉隔,将心球和动脉干分隔成相互缠绕的主动脉和肺动脉;

  • 主动脉和肺动脉起始处的内膜组织向腔内增生,各形成三个薄片状隆起,逐渐演变为半月瓣;

  • 室间孔封闭后,肺动脉干与右心室相通,主动脉与左心室相通。

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5. 静脉窦的演变和永久性

  • 左、右心房的生成 静脉窦位于原始心房尾端的背面,窦的左、右角分别与同侧的总主静脉、脐静脉和卵黄静脉相连;

  • 起初,静脉窦开口于心房的中央部,两个角是对称的,后因血液多经右角回流心脏,右角逐渐扩大,窦房口逐渐移向右侧。窦左角逐渐退化萎缩,近侧段成为冠状窦,远侧段成为左心房斜静脉的根部。
    第7~8周,原始右心房扩展很快,静脉窦右角被吸收并人右心房,形成永久性右心房固有部(平滑部),原始右心房则变为右心耳(粗糙部);

  • 原始左心房最初只有一条原始肺静脉通入,此静脉分出左、右属支,再各分为2支;

  • 以后由于左心房扩大,逐渐把原始肺静脉根部及左、右属支吸收并人左心房,使4条肺静脉直接开口于左心房;

  • 肺静脉及其属支参与形成永久性左心房固有部(平滑部),原始的左心房则成为左心耳(粗糙部)。

胚胎学16-主要血管的演变

(一)弓动脉的发生和演变

  • 弓动脉起自主动脉囊,第4~6 周相继发生6对,分别走行于各对鳃弓内,与同侧的背主动脉相连;

  • 6对弓动脉并不同时存在,常是后1对出现时,前1对已退化或发生演变;

  • 第6~8周,弓动脉的演变如下:

  • 第1、2对弓动脉:

基本退化消失,但与其相连的一段背主动脉保留。

  • 第3对弓动脉:

左、右各发出1个分支,形成左、右颈外动脉;

以颈外动脉的起始点为界,近侧段及部分主动脉囊发育成颈总动脉,远侧段及与其相连的背主动脉共同形成颈内动脉。

  • 第4对弓动脉:

左侧与动脉囊左半共同形成主动脉弓;

动脉囊右半形成头臂干;

左侧背主动脉背侧发出的第7节间动脉形成左锁骨下动脉;

右侧第4弓动脉及与其相连的尾侧背主动脉和右侧第7节间动脉共同组成右锁骨下动脉;

第3和第4对弓动脉之间的背主动脉萎缩消失。

  • 第5对弓动脉:

发育不全并很快退化。

  • 第6对弓动脉:

近侧段形成肺动脉的基部,左侧远侧段形成动脉导管,右侧远侧段退化;

随着动脉干的分隔,肺动脉与肺动脉干通连。

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动脉干、主动脉囊、肺动脉和背主动脉的演变示意图

(二)卵黄静脉的演变

  • 左、右卵黄静脉与卵黄蒂一起进入胚体,穿过原始横膈注入静脉窦;

  • 在卵黄囊与原始横膈之间,左、右卵黄静脉形成许多吻合支;

  • 肝形成后,原来的卵黄静脉被分化为三段:

  • 与肝相邻的一段,并入肝内形成肝血窦;
  • 出肝后的近心段,左侧支消失,右侧支形成肝静脉和下腔静脉的近心段;
  • 入肝前的远心段,形成了一条“S”形的血管,发育形成门静脉。

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(三)脐静脉的演变

  • 脐静脉的分支入肝与肝血窦相通;

  • 以后,右脐静脉全部退化,左脐静脉在肝与静脉窦之间的一段也退化消失,脐至肝的一段则一直保留至出生,穿行于肝内的小血管渐合并扩大成一条静脉导管;

  • 静脉导管一端与左脐静脉相连,另一端通入下腔静脉,将从胎盘回流的血液导入下腔静脉,再流入静脉窦右角。

  • 出生后,静脉导管闭锁。