Репродуктивная система женщины и мужчины

Репродуктивная функция женщин осуществляется, прежде всего, благодаря деятельности яичников и матки, так как в яичниках созревает яйцеклетка, а в матке под влиянием гормонов, выделяемых яичниками, происходят изменения по подготовке к восприятию оплодотворенного плодного яйца. Репродуктивный период характеризуется способностью организма женщины к воспроизводству потомства; продолжительность данного периода от 16–18 до 45–50 лет. Этот период переходит в климактерический, в котором, в свою очередь, выделяют пременопаузу, менопаузу и постменопаузу.

Менструальный цикл – одно из проявлений сложных биологических процессов в организме женщины. Менструальный цикл характеризуется циклическими изменениями во всех звеньях репродуктивной системы, внешним проявлением которых является менструация. Менструации – это кровянистые выделения из половых путей женщины, периодически возникающие в результате отторжения функционального слоя эндометрия в конце двухфазного менструального цикла. Первая менструация (menarche) наблюдается у девочек в возрасте 10–12 лет, но в течение 1–1,5 лет после этого менструации могут быть нерегулярными, а затем устанавливается регулярный менструальный цикл. Первый день менструации условно принимается за первый день менструального цикла. Следовательно, продолжительность цикла составляет время между первыми днями двух последующих менструаций. Для 60 % женщин средняя продолжительность менструального цикла составляет 28 дней с колебаниями от 21 до 35 дней. Величина кровопотери в менструальные дни 40–60 мл, в среднем 50 мл. Продолжительность нормальной менструации от 2 до 7 дней.

Во время менструального цикла в яичниках происходит рост фолликулов и созревание яйцеклетки, которая в результате становится готовой к оплодотворению. Одновременно в яичниках вырабатываются половые гормоны, обеспечивающие изменения в слизистой оболочке матки, способной воспринять оплодотворенное яйцо.

Половые гормоны (эстрогены, прогестерон, андрогены) являются стероидами, в их образовании принимают участие клетки фолликула.

Эстрогены способствуют формированию женских половых органов, развитию вторичных половых признаков в период полового созревания. Андрогены (мужские половые гормоны) вырабатываются не только у мужчин, но в небольшом количестве и у женщин. Они оказывают влияние на появление у женщин оволосения на лобке и в подмышечных впадинах. Прогестерон контролирует секреторную фазу менструального цикла, подготавливает эндометрий к имплантации яйцеклетки. Половые гормоны играют важную роль в процессе развития беременности и родов.

Циклические изменения в яичниках включают в себя три основных процесса:

– рост фолликулов и формирование доминантного фолликула;

– овуляцию;

– образование, развитие и регресс желтого тела.

При рождении девочки в ее яичнике находится около 2 млн фолликулов, однако 99 % этих фолликулов подвергаются в течение жизни атрезии (обратному развитию на одной из стадий своего формирования). Ко времени начала месячных в яичнике содержится около 200–400 тыс. фолликулов, из которых созревают до стадии овуляции лишь 300–400.

Принято выделять следующие основные этапы развития фолликула: примордиальный фолликул, преантральный фолликул, антральный фолликул, преовуляторный фолликул.

Примордиальный фолликул (фолликул первого порядка) состоит из незрелой яйцеклетки. В течение каждого менструального цикла у женщины начинают расти от 3 до 30 примордиальных фолликулов, и из них формируются преантральные, или первичные, фолликулы. Антральный, или вторичный, фолликул характеризуется дальнейшим ростом. Из множества антральных фолликулов, как правило, формируется один доминантный (третичный) фолликул (граафов пузырек) (рис. 1, 2). Обычно это определяется к 8-му дню цикла.

Овуляция – это разрыв доминантного фолликула и выход из него яйцеклетки. От периода наступления полового созревания до менопаузы у женщины в каждом менструальном цикле обычно созревает одна яйцеклетка. Зрелая яйцеклетка состоит из ядра, цитоплазмы, окружена блестящей оболочкой и клетками лучистого венца. Женская половая клетка обладает антигенными свойствами. Особенно богата различными антигенами ее блестящая оболочка (рис. 3). Овуляция сопровождается кровотечением из разрушенных капилляров, окружающих клетки фолликула. Гранулезные клетки фолликула подвергаются изменениям: увеличивается объем цитоплазмы и в клетках накапливаются липидные включения. Этот процесс именуется лютеинизацией, так как в его исходе формируется так называемое желтое тело (corpus luteum). Желтое тело – это транзиторная эндокринная железа, которая функционирует в течение 14 дней независимо от продолжительности менструального цикла. При отсутствии беременности желтое тело регрессирует, и из него формируется так называемое белое тело (corpus albicans) (рис. 4).

Рис. 1. Этапы формирования яйцеклетки (по: Дуда В. И. [и др.], 2007)

Рис. 2. Зрелый фолликул (граафов пузырек):

1 – зернистая оболочка; 2 – внутренний слой соединительной ткани; 3 – наружный слой соединительной ткани; 4 – полость, заполненная фолликулярной жидкостью; 5 – место разрыва фолликула; 6 – яйцевая клетка; 7 – яйценосный бугорок; 8 – яичниковый эпителий (по: Дуда В. И. [и др.], 2007)

В первую фазу менструального цикла, который длится от первого дня менструации до момента овуляции, организм находится под влиянием эстрогенов, а во вторую фазу (от овуляции до начала менструации) к эстрогенам присоединяется прогестерон, выделяющийся клетками желтого тела. Первая фаза менструального цикла называется также фолликулиновой, или фолликулярной, вторая фаза цикла – лютеиновой.

Циклическая секреция гормонов в яичнике определяет изменения во внутреннем слое матки – эндометрии. В первой фазе менструального цикла эндометрий представляет собой тонкий слой. По мере увеличения секреции эстрогенов растущими фолликулами яичников эндометрий претерпевает изменения: происходит активное размножение клеток. Образуется новый поверхностный рыхлый слой с вытянутыми трубчатыми железами. В лютеиновую фазу яичникового цикла под влиянием прогестерона увеличивается извилистость желез, а просвет их постепенно расширяется. Секреция желез усиливается. В просвете желез находят обильное количество секрета. Отмечается усиление кровоснабжения.

Рис. 3. Момент овуляции (схематический разрез яичника):

1 — примордиальные фолликулы; 2 – растущий фолликул; 3 – граафов пузырек (незрелый); 4 – граафов пузырек (созревший); 5 – овулировавшая яйцеклетка; 6 – лопнувший фолликул; 7 — желтое тело; 8 – белое тело; 9 – атретическое тело (по: Дуда В. И. [и др.], 2007)

Рис. 4. Изменения в яичнике в течение менструального цикла (по: Hanretty K. P., 2003)

Отторжение функционального слоя эндометрия представляет собой менструацию. Установлено, что начало менструации стимулируется выраженным снижением уровней прогестерона и эстрогенов вследствие регрессии желтого тела. К концу 24-го часа менструации отторгается 2/3 функционального слоя эндометрия. Однако с самого начала менструации в эндометрии начинаются процессы регенерации, идет восстановление разрушенных сосудов: артериол, вен и капилляров (рис. 5).

Циклические изменения в яичниках и матке происходят под влиянием двухфазной деятельности систем, регулирующих менструальную функцию, коры больших полушарий мозга, гипоталамуса, гипофиза. Важная роль ЦНС в регуляции функции репродуктивной системы подтверждается известными фактами нарушений овуляции при различных острых и хронических стрессах, нарушений менструального цикла при перемене климатогеографических зон, ритма работы. Известны также прекращения менструаций в условиях военного времени. У психически неуравновешенных женщин, страстно желающих иметь ребенка, менструации также могут прекратиться. В коре полушарий и во многих церебральных структурах (лимбической системе, гиппокампе, миндалевидных телах и др.) выявлены специфические рецепторы для эстрогенов, прогестерона и андрогенов.

Рис. 5. Изменения в эндометрии матки в течение менструального цикла (по: Hanretty K. P., 2003)

Важным звеном в системе репродукции является передняя доля гипофиза (аденогипофиз), в которой секретируются фолликулостимулирующий гормон (ФСГ, фоллитропин), лютеинизирующий гормон (ЛГ, лютропин) и пролактин (Прл), регулирующие функцию яичников и молочных желез. Органом-мишенью гонадотропных гормонов является яичник. В передней доле гипофиза синтезируются также тиреотропный (ТТГ) и адренокортикотропный (АКТГ) гормоны, а также гормон роста, соматотропный гормон (СТГ).

ФСГ стимулирует рост и созревание фолликулов яичника. ЛГ совместно с ФСГ стимулирует овуляцию, способствует синтезу прогестерона в желтом теле. Пролактин стимулирует рост молочных желез и лактацию, контролирует секрецию прогестерона желтым телом путем активации образования рецепторов к ЛГ.

Мужские половые органы (яички, семенники, тестикулы) выполняют в организме мужчины разнообразные функции. Во-первых, они выполняют функцию сперматогенеза (развития сперматозоидов), так как в них происходит созревание сперматозоидов. Кроме того, тестикулы выполняют функцию стероидогенеза, т. е. выработки мужских половых гормонов – андрогенов.

Сперматогенез начинается уже у мужских эмбрионов под влиянием гормональной активности семенников. Данный процесс связан с образованием стволовых клеток и их миграцией в семенники эмбриона, где они подвергаются митотическому делению, а затем длительное время не развиваются, сохраняясь в виде покоящихся клеток (сперматогониев), и составляют своего рода долгосрочный резерв. Сперматогенез завершается в период половой зрелости образованием зрелых сперматозоидов, обладающих способностью к оплодотворению. Анатомическое и функциональное дозревание сперматозоидов осуществляется в придатках яичка. Способность полноценно оплодотворять яйцеклетку сперматозоиды приобретают во время эякуляции, когда они в уретре смешиваются с секретами семенных пузырьков, простаты и добавочных желез, обильно продуцирующих семенную плазму. Такая смесь носит название семенной жидкости, или спермы. Семенная жидкость имеет сложный состав и содержит фруктозу, белковые вещества, протеазы, кислую фосфатазу, лимонную кислоту и биологически активные вещества – простагландины.

Рис. 6. Схема строения сперматозоида:

а — головка; б — шейка; в — срединная часть; г — хвост; 1 – преакросомальная шапочка; 2 – акросома, 3 — ядро; 4 — жгутик; 5 – митохондриальные фибриллы; 6 — цито-плазматическая мембрана (по: Дуда В. И. [и др.], 2007)

Зрелый сперматозоид состоит из головки, шейки, срединной части и хвоста. Почти всю головку занимает ядро, окруженное акросомой, ферменты которой обеспечивают проникновение сперматозоида через оболочку яйцеклетки. В срединной части имеется жгутик, окруженный спиралью митохондрий, обеспечивающих энергией подвижный хвост. Длина сперматозоида около 50 мкм. На своем пути к яйцеклетке сперматозоиды преодолевают до 10 см протяженности мужского и женского половых трактов, двигаясь за счет сокращений жгутика и добавочных вращений вокруг продольной оси (рис. 6).

Процесс оплодотворения Оплодотворением называется процесс слияния зрелых мужской (сперматозоид) и женской (яйцеклетка) половых клеток, в результате чего возникает зигота, несущая генетическую информацию как отца, так и матери. Оплодотворение – это сложный процесс, продолжающийся обычно 24 ч или дольше. Поэтому с биологической точки зрения говорить о «моменте оплодотворения» неправомерно (Jones H. W., Jr., Schrader C., 1989). Началом оплодотворения следует считать контакт сперматозоида с оболочкой яйцеклетки; завершается этот процесс объединением генетического материала яйцеклетки и сперматозоида. При половом сношении во влагалище женщины изливается в среднем около 3–5 мл спермы, в которой содержится 300–500 млн сперматозоидов. Часть сперматозоидов, в том числе и неполноценных, остается во влагалище и подвергается фагоцитозу. Вместе со сперматозоидами во влагалище попадают и другие составные части спермы, при этом особая роль принадлежит простагландинам. Под их влиянием происходит активация сократительной активности матки и маточных труб. В норме среда влагалища у женщины имеет кислую реакцию, которая неблагоприятна для жизнедеятельности сперматозоидов. Поэтому из влагалища сперматозоиды быстро поступают в слизь, выделяемую во время полового акта из цервикального канала матки. Наличие слабощелочной реакции цервикальной слизи способствует повышению двигательной активности сперматозоидов. Сперматозоиды продвигаются по направлению к матке.

В верхних отделах полового тракта женщины начинается процесс, называемый капацитацией спермы, т. е. приобретение ею способности к оплодотворению. Механизмы капацитации до настоящего времени полностью не изучены. Время капацитации различно у разных сперматозоидов, что, по-видимому, является важной приспособительной реакцией для процесса оплодотворения. Капацитированные сперматозоиды очень активны, однако продолжительность их жизни меньше, чем некапацитированных. Капацитированные сперматозоиды обладают повышенной способностью проникать в ткани, что имеет решающее значение в процессе оплодотворения яйцеклетки.

Транспорт сперматозоидов в матку, а затем и в маточные трубы в основном обеспечивается сокращениями гладкой мускулатуры этих органов. Полагают также, что трубно-маточные сфинктеры являются своеобразными дозаторами поступления сперматозоидов из полости матки в просветы маточных труб. Перемещение сперматозоидов по каналам репродуктивной системы женщины представляет собой чрезвычайно сложный и многокомпонентный процесс.

Существенным является вопрос о выживаемости сперматозоидов в половых путях женщины. Некоторые авторы полагают, что жизнеспособность спермы сохраняется в течение нескольких (до 5) дней. Однако следует учитывать, что сохранение подвижности сперматозоидов не обязательно свидетельствует об их оплодотворяющей способности. При благоприятных условиях, когда мужские половые клетки находятся в цервикальной слизи на фоне высокого содержания эстрогенов в организме женщины, оплодотворяющая способность сперматозоидов сохраняется до 2 сут. после эякуляции во влагалище. В связи с этим принято считать, что для достижения беременности оптимальная частота половых сношений в период до и после овуляции должна быть каждые 2 дня. При более частых половых сношениях способность спермы к оплодотворению снижается.

При слиянии с яйцеклеткой сперматозоида, являющегося носителем половой Х-хромосомы, из образующейся зиготы развивается эмбрион женского пола, при слиянии сперматозоида, имеющего половую Y-хромосому, возникает зародыш мужского пола (яйцеклетка всегда является носительницей половой Х-хромосомы) (рис. 7).

Рис. 7. Кариотип (хромосомный набор) человека (по: Zerucha T., 2009)

Y-хромосома необходима для формирования мужских половых желез (яичек) и двух мужских половых гормонов: тестостерона и ингибирующего фактора Мюллера. Первый гормон отвечает за «маскулинизацию», второй обеспечивает обратное развитие зачатков женских половых органов, присутствующих у всех эмбрионов, – матки и яйцеводов. В норме этот процесс начинается у эмбрионов мужского пола на сроке около 12 нед. внутриутробного развития. До этого срока все эмбрионы «по умолчанию» развиваются как эмбрионы женского пола.

Важно отметить, что половые гормоны также оказывают впоследствии влияние на формирующийся мозг плода, особенно на гипоталамус, который контролирует нейроэндокринный статус и половое поведение. Женский и мужской мозг отличаются морфологически и функционально. У мальчиков мозг оказывается несколько более асимметричным, и кора правого полушария немного толще. По-видимому, мужской половой гормон стимулирует рост коры правого полушария и тормозит левого. До активации Y-хромосомы зародыша мужского пола формирующийся мозг эквипотенциален, т. е. может развиваться как по женскому, так и по мужскому «сценарию». Полагают, что нарушение естественного процесса активации Y-хромосомы плода может лежать в основе различных вариантов последующих нарушений половой самоидентификации и полового влечения. Было обнаружено, что у мужчин-гомосексуалистов некоторые ядра гипоталамуса отличаются по размеру от соответствующих ядер в мозге гетеросексуальных мужчин (Лагеркрантц Х., 2010). Из сказанного следует, что неблагоприятные факторы, воздействующие на эмбрион и плод во время беременности матери, могут оказать существенное влияние на естественные процессы половой дифференцировки (см. гл. 3).

 

Развитие зародыша и плода

После оплодотворения (через 24 ч) начинается дробление оплодотворенной яйцеклетки. Первоначально дробление имеет синхронный характер. К 96 ч отмомента слияния ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки зародыш состоит из 16–32 клеток-бластомеров (так называемая стадия морулы). На этой стадии оплодотворенное яйцо (зигота) попадает в матку. Дробящаяся яйцеклетка не обладает самостоятельной подвижностью, и ее транспорт определяется взаимодействием сократительной активности маточной трубы, движениями ресничек эпителия слизистой маточных труб и капиллярным током жидкости. Транспорт яйцеклетки по маточной трубе регулируется уровнем гормонов, прежде всего эстрогенов и прогестерона. Проделав путь по маточной трубе в течение 4 сут, плодное яйцо на стадии морулы попадает в матку, где превращается в бластоцисту (рис. 8).

Стадия бластоцисты характеризуется тем, что бластомеры подвергаются определенным изменениям. Часть бластомеров, более крупных по своим размерам, образует так называемый эмбриобласт, из которого в дальнейшем развивается эмбрион. Другая часть клеток, более мелких и располагающихся по периферии плодного яйца, образует питательную оболочку – трофобласт (рис. 9). В дальнейшем наиболее развитая часть трофобласта превращается в плаценту.

Рис. 8. Движение оплодотворенной яйцеклетки (по: Hanretty K. P., 2003)

В полости матки бластоциста приближается к месту имплантации. Локализация имплантации имеет свои закономерности и в значительной степени определяется местными особенностями эндометрия. Как правило, бластоциста имплантируется в области передней или задней стенки матки. Происходит погружение бластоцисты в эндометрий, который к этому времени превращается в так называемую децидуальную оболочку.

Процесс имплантации также тесно связан с гормональными влияниями и сопровождается не только значительными изменениями клеточных элементов желез и стромы эндометрия, но и выраженными гемодинамическими сдвигами местного характера. Вблизи места имплантации бластоцисты отмечается расширение кровеносных сосудов и образование синусоидов, представляющих собой расширенные капилляры и венулы. Этим процессам принадлежит большая роль в процессах обмена между материнским организмом и зародышем.

Развитие эмбриона и плода начинается с момента оплодотворения и продолжается до конца беременности. В течение девяти месяцев внутриутробного развития плод претерпевает существенные изменения. Его масса увеличивается более чем в 40 000 раз, количество клеток достигает нескольких миллиардов, и из них впоследствии формируются высокоспециализированные органы.

Во внутриутробном развитии человека условно различают два периода: зародышевый (эмбриональный) и плодный (фетальный).

Рис. 9. Ранние этапы развития оплодотворенной яйцеклетки (по: Zerucha T., 2009)

Эмбриональный период длится от момента оплодотворения до 10–12 нед. беременности. Первые три недели этого периода характеризуются быстрым дроблением яйцеклетки, ее трансформацией в маленький эмбрион, который глубоко внедряется в слизистую оболочку матки. Происходит развитие начальной системы кровообращения. Далее образуются зачатки всех важнейших органов и систем, происходит формирование туловища, головы, конечностей. В конце этого периода эмбрион становится плодом, имеющим конфигурацию, отдаленно напоминающую ребенка.

Фетальный период начинается с третьего месяца беременности и заканчивается рождением ребенка. Он характеризуется быстрым ростом плода, дифференцированием тканей, развитием органов и систем из их зачатков, формированием и становлением новых функциональных систем, обеспечивающих жизнь плода в утробе матери и ребенка после рождения.

К концу 2-й недели беременности из бластоцисты формируется так называемый зародышевый диск, состоящий из двух слоев: нижнего, энтобласта, и верхнего, эктобласта. У комочка клеток зародыша появляется вентральная («живот») и дорсальная («спина») сторона, клетки начинают специализироваться. При этом включается ряд генов, и исчезает возможность для каждой клетки эмбриона превратиться в самостоятельного индивидуума. Так происходит важнейшее событие в жизни – гаструляция. Появляются зародышевые листки. Формируется ось «голова – хвост», формируются осевые органы (хорда, нервная трубка, кишечная трубка). Центральную роль в гаструляции играет так называемая нотохорда – трубка из клеток, проходящая через весь эмбрион, «от носа до хвоста». Снизу развивается кишечник, сверху – головной мозг, спинной мозг, позвоночник. Формируется первичная бороздка, которая постепенно превращается в нервную трубку – предшественницу головного и спинного мозга. Нервная трубка в дальнейшем закрывается на головном и хвостовом концах (Лагеркрантц Х., 2010). Были идентифицированы гены, принимающие участие в построении тела эмбриона, которые являются общими для беспозвоночных и позвоночных живых существ (так называемые гомеотические гены). Эти древние гены (их «возраст» составляет около 650 млн лет) располагаются на хромосоме рядом друг с другом, экспрессируются последовательно. Они закладывают план тела эмбриона, управляют развитием мозга, формированием черепно-мозговых нервов.

Зародышевый диск покрыт сверху клетками трофобласта, которые служат источником образования будущей плаценты. Эктобластический пузырек с помощью ножки связан с трофобластом, из него образуется амниотическая полость, стенкой которой является амниотическая оболочка. Энтобластический пузырек превращается в желточную полость. Клетки эктобласта и энтобласта, расположенные между амниотическим и желточным пузырьками, образуют зачаток зародыша, состоящий из трех листков: эктобласта, мезобласта и энтобласта. Это и есть основные структуры зародыша (рис. 10).

Из эктобласта в дальнейшем образуются нервная ткань и эпидермис; из мезобласта – скелет, мышцы, соединительная ткань и система кровообращения. Производными энтобласта являются пищеварительные железы, эпителий пищеварительного тракта и эпителий дыхательных путей. После завершения начальных стадий развития эмбрион окружен амниотической жидкостью и тремя оболочками: децидуальной (отпадающей), ворсинчатой и водной. Децидуальная оболочка – материнская (образуется из слизистой оболочки матки), ворсинчатая и водная – плодовые. Водная оболочка, или амнион, представляет собой замкнутый мешок, в котором находится плод. С возрастанием сроков беременности амниотическая полость увеличивается, занимая весь плодный пузырь. Амниотическая полость заполнена околоплодными водами. Это своеобразная внешняя жидкая среда обитания развивающегося плода. Околоплодные воды (амниотическая жидкость) продуцируются амнионом. Они состоят из белков, солей (главным образом солей натрия), микроэлементов, мочевины, жира, сахара. В состав околоплодных вод также входят некоторые гормоны (фолликулин, гонадотропный гормон). В них можно выявить вещества, способствующие сокращению матки (окситоцин).

Рис. 10. Схема строения эмбриона на ранних стадиях (по: Hanretty K. P., 2003)

Наиболее интенсивно образование околоплодных вод происходит в течение первых месяцев беременности. Количество околоплодных вод возрастает в среднем от 250 мл на 16-й неделе беременности до 800 мл к 38 нед. В дальнейшем их объем несколько уменьшается вплоть до момента родов (рис. 11). Околоплодные воды имеют большое физиологическое значение: они создают условия для свободного развития плода и его движений (недостаточное количество вод может быть причиной врожденных пороков развития плода); защищают нежный организм плода от неблагоприятных внешних воздействий; предохраняют пуповину от сдавливания между телом плода и стенкой матки; способствуют нормальному раскрытию шейки матки.

Таким образом, внутренней, ближайшей к плоду оболочкой является водная (амнион), к ней прилегает ворсинчатая оболочка (хорион), которая граничит с децидуальной (отпадающей) оболочкой полости матки (рис. 12).

Рис. 11. Динамика количества околоплодных вод на различных сроках беременности (по: Hanretty K. P., 2003)

Рис. 12. Формирование плаценты (по: Hanretty K. P., 2003)

Плацента (от лат. placenta – лепешка) – важнейший орган беременности, который обеспечивает обмен веществ между матерью и плодом, защиту его от инфекционных и других вредных факторов, от иммунной системы матери. Плацента также выполняет гормональную функцию, определяет гомеостаз во время беременности, подготовку матери к родам и последующей лактации. Благодаря плаценте совершается питание, выведение продуктов обмена веществ и дыхание плода. В ней образуются хорионический гонадотропин, прогестерон, эстрогены, соматотропный гормон. Плацента состоит из сильно разросшихся ворсин и части децидуальной оболочки, в толщу которой они погружены. По мере развития беременности количество ворсин возрастает, что способствует увеличению площади соприкосновения по пограничной поверхности между током крови плода и матери. Системы циркуляции плода и матери не смешиваются, но через разделительную мембрану к плоду поступают кислород, минеральные и органические вещества. Нарушение целостности плацентарного барьера ведет к гибели плода и прекращению беременности (рис. 13).

Слизистая оболочка матки во время беременности выполняет новые функции: снабжение зародыша питательными веществами и кислородом, иммунологическая защита плода (иммуносупрессия) и, наконец, отторжение вместе с плодом в родах.

Пуповина, или пупочный канатик, представляет собой образование, предназначенное для соединения плода с матерью, длиной40—60 см, диаметром около 1,5 см. Главное в строении пуповины – это сосуды: две артерии и вена. По артериям течет венозная кровь от плода к матери, по вене – артериальная от матери к плоду. Окружены сосуды вартоновым студнем, т. е. мезенхимой с большим количеством основного вещества и редко расположенными эмбриональными звездчатыми соединительнотканными клетками. Вдоль сосудов располагаются нервные волокна и клетки. В норме пуповина прикрепляется к плаценте в центре, реже – по краям (рис. 14).

Рис. 13. Плацентарный барьер (по: Hanretty K. P., 2003)

Все плодные образования – плацента, пуповина и оболочки (амнион, хорион, децидуальная ткань) составляют послед, который после отделения плаценты от стенок матки рождается через 10–15 мин после рождения плода (см. гл. 6).

С 3-й по 12-ю неделю беременности клетки всех трех слоев зародыша претерпевают трансформацию, которая приводит к образованию различных органов. В ходе своего развития эмбрион претерпевает выраженную динамику (рис. 15).

Рис. 14. Схема строения пуповины (по: Hanretty K. P., 2003)

Рис. 15. Стадии развития эмбриона (по: Zerucha T., 2009)

 

Формирование важнейших органов и систем плода

Кровь и сердечно-сосудистая система развиваются из мезобласта. Их дифференцировка начинается на 18—19-й день, к 24-му дню беременности у зародыша уже определяется сокращение сформировавшейся сердечной трубки. С конца 5-й недели начинает функционировать первичная система кровообращения эмбриона. В течение 6—7-й недели внутриутробного развития происходит дальнейшая перестройка системы кровообращения плода и возникают соотношения, более или менее близкие к окончательному строению сердечно-сосудистой системы. Основным кровообращением плода является хориальное (плацентарное), представленное сосудами пуповины. Плацентарное кровообращение начинает обеспечивать газообмен плода уже с конца 3-й – начала 4-й недели внутриутробного развития. Капиллярная сеть хориальных ворсинок плаценты сливается в главный ствол – пупочную вену, проходящую в составе пупочного канатика и несущую оксигенированную и богатую питательными веществами кровь. В теле плода пупочная вена направляется к печени и перед вхождением в печень через широкий и короткий венозный (аранциев) проток отдает существенную часть крови в нижнюю полую вену, а затем соединяется со сравнительно плохо развитой воротной веной. Таким образом, печень плода получает максимально оксигенированную кровь пупочной вены уже в некотором разведении с чисто венозной кровью воротной вены. Пройдя через печень, эта кровь поступает в нижнюю полую вену по системе возвратных печеночных вен. Смешанная в нижней полой вене кровь поступает в правое предсердие.

Сюда же поступает и чисто венозная кровь из верхней полой вены, оттекающая от краниальных областей тела. Однако строение этой части сердца плода таково, что здесь полного смешения двух потоков крови не происходит. Кровь из верхней полой вены направляется преимущественно через правое венозное отверстие в правый желудочек и легочную артерию, где разделяется на два потока, один из которых (меньший) проходит через легкие, а другой (больший) через артериальный (боталлов) проток попадает в аорту и распределяется между нижними сегментами тела плода. Кровь, поступившая в правое предсердие из нижней полой вены, попадает преимущественно в широко зияющее овальное окно и затем в левое предсердие. Там она смешивается с небольшим количеством венозной крови, прошедшей через легкие, и поступает в аорту до места впадения артериального протока, обеспечивая лучшее поступление кислорода и питательных веществ в головной мозг плода, а также в венечные сосуды и всю верхнюю половину тела. Кровь нисходящей аорты, отдавшая кислород, по пупочным артериям возвращается в капиллярную сеть хориальных ворсинок плаценты. Таким образом, функционирует система кровообращения, представляющая собой замкнутый круг, обособленный от системы кровообращения матери, и действующая за счет сократительной способности сердца плода (рис. 16). Определенную помощь в осуществлении гемодинамики плода оказывают и начинающиеся с 11—12-й недели внутриутробного развития дыхательные движения. Возникающие в ходе таких движений периоды отрицательного давления в грудной полости плода способствуют поступлению крови из плаценты в правую половину сердца. Жизнеспособность плода зависит от снабжения его кислородом и выведения углекислоты через плаценту в материнский круг кровообращения. Пупочная вена доносит насыщенную кислородом кровь только до нижней полой и воротной вен. Все органы плода получают смешанную кровь. Наилучшие условия оксигенации имеются в печени, головном мозге и верхних конечностях, худшие условия – в легких и нижней половине тела.

Условия плацентарного кровообращения и газообмена обеспечивают нормальное физиологическое развитие плода на всех этапах беременности. Факторами, существенно способствующими адаптации плода к этим условиям, являются увеличение дыхательной поверхности плаценты, увеличение скорости кровотока, нарастание количества гемоглобина и эритроцитов крови плода, наличие особо высокой кислородосвязывающей способности гемоглобина плода, а также более низкая потребность тканей плода в кислороде. Тем не менее по мере роста плода и увеличения срока беременности условия газообмена существенно ухудшаются. Причиной этого, вероятно, является относительное отставание в росте дыхательной поверхности плаценты.

Рис. 16. Кровообращение плода (схема) (по: Hanretty K. P., 2003):

ПП – правое предсердие, ПЖ – правый желудочек, ЛП – левое предсердие, ЛЖ – левый желудочек

Частота сердечных сокращений человеческого эмбриона сравнительно низкая (15–35 в минуту). По мере формирования плацентарного кровообращения она увеличивается до 125–130 в минуту. При нормальном течении беременности такая частота сердечных сокращений весьма устойчива, но при патологии может резко снижаться или увеличиваться. Кровообращение плода является важнейшим механизмом его жизнеобеспечения, и поэтому контроль деятельности сердца плода имеет самое непосредственное практическое значение при наблюдении за течением беременности.

Закладка и развитие зачатков щитовидной и паращитовидных желез происходит на 3—4-й неделе беременности. Надпочечники начинают формироваться на 5—7-й неделе внутриутробного развития.

Закладка органов пищеварения происходит на ранней стадии эмбрионального развития. Уже к 7–8 дню из энтодермы начинается формирование первичной кишки в виде трубки, а на 12-й день первичная кишка разделяется на две части: внутризародышевую (будущий пищеварительный тракт) и внезародышевую – желточный мешок. С 4-й недели эмбриогенеза начинается образование различных отделов пищеварительного тракта: из передней кишки развивается глотка, пищевод, желудок и часть двенадцатиперстной кишки с зачатками поджелудочной железы и печени; из средней кишки формируется часть двенадцатиперстной кишки, тощей и подвздошной кишок; из задней развиваются все отделы толстой кишки. В эмбриональном периоде основным видом питания является гистотрофное (зародыш питается секретом слизистой оболочки матки, а затем материалом желточного мешка). После образования плаценты (со 2—3-го месяца внутриутробного развития) отмечается гемотрофное питание плода (за счет трансплацентарного транспорта питательных веществ от матери плоду). Основой на этой стадии является внутриклеточное пищеварение. На фоне гемотрофного питания начиная с 16—20-й недели проявляется деятельность собственно органов пищеварения плода, что выражается в амниотрофном питании. Плод начинает заглатывать околоплодные воды и через кишечник получать питательные вещества: белок, глюкозу, воду, минеральные соли и др.

Органы дыхания развиваются из энто– и мезобласта с 3-й недели до 6 мес. беременности. К концу 3-й – началу 4-й недели эмбрионального развития появляется выпячивание стенки передней кишки, из которого формируются гортань, трахея, бронхи и легкие. Это выпячивание быстро растет, на каудальном («хвостовом») конце появляется колбовидное расширение, которое на 4-й неделе делится на правую и левую части (будущие правое и левое легкие). Каждая часть в дальнейшем делится на меньшие ветви (будущие доли легких). На 6-й неделе формируются долевые бронхи, на 8—10-й неделе – сегментарные бронхи. С 16-й недели начинают формироваться респираторные бронхиолы. К 16-й неделе формируется в основном бронхиальное дерево. Это так называемая железистая стадия развития легких. С 16-й недели начинается образование просвета в бронхах, а с 24-й недели – формирование будущих ацинусов легких (альвеолярная стадия). Формирование хрящевого каркаса трахеи и бронхов начинается с 10-й недели. С 13-й недели начинают образовываться железы в бронхах. К рождению ребенка дыхательные пути (гортань, трахея, бронхи и ацинусы) заполнены жидкостью, которая представляет собой продукт секреции клеток дыхательных путей. Она содержит незначительное количество белка и обладает низкой вязкостью, что облегчает ее быстрое всасывание сразу же после рождения с момента установления дыхания. Дыхательные движения у плода возникают на 13-й неделе внутриутробного периода. Однако они происходят при закрытой голосовой щели. В конце внутриутробного развития в легких ребенка начинает синтезироваться специфическое вещество: сурфактант. Недостаток системы сурфактанта лежит в основе тяжелой патологии: респираторного дистресс-синдрома, который чаще наблюдается у недоношенных детей и проявляется тяжелой дыхательной недостаточностью. Врожденные пороки трахеи и легких, такие как стеноз трахеи и агенезия легкого, являются результатом нарушения развития на очень ранних стадиях эмбриогенеза. Врожденные легочные кисты также являются следствием порока развития бронхов и накопления секрета в альвеолах. Часть передней кишки, из которой формируются легкие, в дальнейшем превращается в пищевод. При нарушении правильного процесса эмбриогенеза остается сообщение между первичной кишечной трубкой (пищеводом) и желобоватым выпячиванием (трахеей) – пищеводно-трахеальные свищи.

Почки формируются из мезобласта. Эмбриональное развитие почек проходит 3 стадии: пронефрос (предпочка), мезонефрос (первичная почка) и метанефрос (постоянная почка). В конце 3-й недели эмбриональной жизни происходит образование пронефроса, который располагается за брюшиной, в головном конце эмбpиoна. На 4-й неделе начинается 2-я стадия – формирование мезонефроса. Образуются канальцы и выводной проток, который открывается в клоаку.

У эмбриона длиной 5–6 мм начинается 3-я стадия развития почки – метанефрос (или постоянная почка), окончательное формирование которой завершается лишь после рождения ребенка. Мочеобразование наблюдается у плода с 9-й недели, однако во внутриутробном периоде основным выделительным органом эмбрионаиплода является плацента, через которую происходит выделение продуктов обмена.

Семенники и яичники происходят из первичных половых клеток (гаметобластов), выявляемых на 21-й день эмбриогенеза, а также из питательных поддерживающих клеток. Фолликулы яичников у зародышей женского пола и семенные канальцы у мужских эмбрионов образуются из половых канатиков. К концу 3-го месяца внутриутробной жизни происходит дифференцировка наружных половых органов, на пальцах конечностей определяются зачатки ногтей.

Головной и спинной мозг, а также периферические нервы происходят из эктобласта. Закладка нервной системы происходит на 1-й неделе внутриутробного развития в виде медуллярной пластинки, из которой в дальнейшем формируется медуллярная (нервная) трубка (рис. 17). Передний конецнервной трубки на 2-й неделе внутриутробного развития утолщается. В результате роста передней части нервной трубки на 5—6-й неделе образуются мозговые пузыри: передний (prosencephalon), средний (mesencephalon) и задний (rhombencephalon). В дальнейшем из указанных образований формируются известные 5 частей головного мозга:

Рис. 17. Эмбрион на этапе формирования сердечной трубки и нервной ткани (по: Hanretty K. P., 2003)

– два полушария, связанные между собой мозолистым телом (telencephalon);

– промежуточный мозг (diencephalon);

– средний мозг (mesencephalon);

– мостомозжечок (metencephalon);

– продолговатый мозг (myelencephalon), непосредственно переходящий в спинной мозг (рис. 18).

Рис. 18. Развитие головного мозга (по: Zerucha T., 2009)

Нервная пластинка и трубка на ранних стадиях развития состоят из клеток одного типа. Первоначально нервные клетки формируются в рыхлой ткани на внутренней стороне нервной трубки. Каждая такая клетка (так называемая стволовая клетка) проходит небольшое расстояние наверх и делится. Одна такая дочерняя клетка превращается в нейрон и выходит наверх к коре мозга, а вторая возвращается обратно и сохраняет функцию стволовой клетки до следующего цикла деления. Насчитываются 20 таких циклов. Число нервных клеток логарифмически увеличивается, примерно со скоростью трех генераций в день, и даже небольшие изменения скорости деления клеток в эти ранние стадии могут заметно повлиять на размеры и клеточный состав ЦНС (Sidman R. L., Rakic P., 1973). Каждая генерация клеток в дальнейшем предназначена для конкретного слоя коры больших полушарий. В результате образуется приблизительно 100 млрд нервных клеток – такое число нейронов имеется в мозге ребенка при рождении. К 8-й неделе эмбрионального развития стенка больших полушарий состоит из внутреннего слоя матрикса, межуточного слоя, корковой закладки и краевого слоя, лишенного клеточных элементов. На 5-м месяце выявляются особенности строения клеток различных полей коры, и к концу 6-го месяца кора имеет шестислойное строение. На 4-м месяце внутриутробного развития появляются особенности наружной конфигурации больших полушарий мозга.

Наибольшая интенсивность деления нервных клеток головного мозга приходится на период от 10-й до 18-й недели внутриутробного развития, что можно считать критическим периодом формирования центральной нервной системы. Различные отделы головного мозга имеют собственные закономерности сроков и темпа развития. Внутренний слой мозговых пузырей растет значительно медленнее, чем корковый, что приводит к образованию складок и борозд. Рост и дифференцировка ядер гипоталамуса, а также мозжечка наиболее интенсивно протекают на 4—5-м месяце внутриутробного периода. Развитие коры головного мозга особенно интенсивно в последние месяцы внутриутробного развития, однако уже на 6-м месяце внутриутробного развития начинает отчетливо выявляться функциональное преобладание высших отделов нервной системы.

Отдельные синапсы возникают у эмбриона уже на 6—8-й неделе беременности, как только появляются первые нервные клетки. Образование синапсов ускоряется на 12—17-й неделе, запускается в полной мере с 20-й недели и лавинообразно возрастает после рождения до 5—7-летнего возраста, сначала в зонах восприятия сигналов от органов чувств, а потом – в передней части коры мозга. Активное образование синапсов продолжается до подросткового возраста, позже оно существенно уменьшается, хотя этот процесс продолжается в течение всей жизни человека.

Разделение на серое и белое вещество в ЦНС является следствием дальнейшего развития миелиновых оболочек. Миелиновые оболочки нейронов необходимы для ускорения процесса проведения нервных импульсов. Развитие мозга индивида идет по пути увеличения степени миелинизации.

Одними из первых у плода миелинизируются пирамидные клетки коры, проводящие импульсы к мышцам конечностей. Это происходит на 23-й неделе беременности. Обонятельные и немного позже зрительные нервы миелинизируются примерно за 10 нед. до рождения.

Нейроны составляют не самую большую часть клеток мозга. Гораздо более широко представлена нейроглия, количество клеток которой в 3–5 раз превышает количество нейронов. Термин «глия» означает «мастика, клей». Глия создает каркас для нейронов, скрепляет их между собой. Кроме того, глия обеспечивает питание нервных клеток, в ней содержится гликоген, из которого образуется молочная кислота, используемая для питания нервными клетками при недостатке глюкозы. Глия также может поглощать глутамат и другие аминокислоты, которые в высоких концентрациях могут быть токсичны для нейронов. В процессе развития эмбриона клетки глии появляются несколько позже нейронов, но продолжают активно образовываться и после рождения ребенка, до двухлетнего возраста.

Развитие мозжечка начинается примерно на 32-й день. На 2–3 месяце происходит закладка его ядер, а через месяц – закладка корковой пластинки, приобретающей к 8 месяцу типичное строение. Параллельно с развитием мозговой ткани идет образование мозговых оболочек. Изменения наружной конфигурации развивающегося мозга сопровождаются изменениями желудочковой системы.

Масса головного мозга к концу внутриутробного периода составляет 11–12 % от общей массы тела ребенка, в то время как у взрослого она составляет 2,5 %. Масса мозжечка к моменту рождения ребенка составляет 5,8 % от массы головного мозга, а к концу 1-го года жизни она достигает 10,1 %. Только к 12 годам наружная топография и размеры мозга соответствуют мозгу взрослого человека (Sidman R., Rakic P., 1973).

Важной закономерностью развития мозга является и запрограммированная смерть части клеток и структурных элементов мозга – апоптоз. По данным ряда исследователей, у плода человека с 28 нед. до конца беременности исчезают около половины клеток мозга. Полагают, что процессу апоптоза подвергаются «ненужные» структуры, в частности избыточные дендриты и синапсы. Нарушения естественного течения процесса апоптоза (например, у детей, родившихся недоношенными) могут приводить к существенным отклонениям в структуре и функции мозга.

 

Рост плода

В ходе внутриутробного развития происходит интенсивное нарастание длины и массы тела плода за счет клеточного размножения. За 40 нед. внутриутробного развития происходит 44 последовательных клеточных деления, что обеспечивает увеличение массы в 6 х 1012 раз. То же относится и к длине плода, причем скорость нарастания тем выше, чем меньше срок внутриутробного развития. Главными факторами, регулирующими и определяющими рост плода, являются маточный кровоток и плацентарная перфузия. К концу внутриутробного развития скорость роста замедляется. Увеличение срока беременности (переношенная беременность) не влияет на длину тела и только незначительно сказывается на массе тела. Это связано с возникновением в конце беременности явлений «объемного торможения», т. е. тормозящего влияния ограниченного объема и упругости матки на развитие плода. Такое торможение является механизмом, посредством которого осуществляется формирование примерного анатомического соответствия размеров плода и родовых путей матери. При повторных беременностях или после абортов этот механизм может быть нарушен вследствие уменьшения упругости матки.

Для ориентировочного суждения о длине тела в зависимости от срока внутриутробного развития можно пользоваться следующими формулами.

Формула Гаазе: длина тела плода до 5 мес. внутриутробного развития равна квадрату месяца беременности; после 5 мес. длина плода равна числу месяцев, умноженному на 5; длина тела плода при сроке беременности от 25 до 42 нед. равна сроку беременности в неделях + 10 см.

Для определения массы тела плода в сроки 25—42-й недели пользуются следующей формулой: масса тела плода 30 нед. равна 1300 г, на каждую последующую неделю нужно прибавить 200 г, а на каждую недостающую отнять 100 г.

При оценке соответствия массы тела плода длине его тела можно исходить из следующего расчета: плод длиной 40 см имеет массу 1300 г; на каждый дополнительный сантиметр длины тела следует прибавить 200 г, а на каждый недостающий сантиметр вычесть 100 г.

Окружность груди плода при сроках гестации от 25 до 42 нед. равна сроку гестации (в неделях) – 7 см. Окружность головы при сроке гестации 34 нед. приблизительно равна 32 см. На каждую недостающую неделю нужно вычесть 1 см, на каждую последующую – прибавить 0,5 см.

Центильные величины массы, длины тела и окружности головы плода в зависимости от срока гестации представлены на рис. 19.

К концу 4-го месяца внутриутробного развития пол плода можно определить по фенотипическим признакам. Кожа его красноватая, тонкая, покрыта пушком (лануго, lanugo). Длина плода 15–17 см, масса 115–125 г. На 5-м месяце кожа плода уже темно-красного цвета, содержит сальные железы, выделяющие секрет, который, перемешиваясь с эпидермисом кожи, покрывает поверхность тела в виде сыровидной смазки (vernix caseosa). Мать ощущает движения его конечностей. Длина плода 24–26 см (одну треть составляет голова), масса 280–350 г. К концу 6-го месяца у плода отмечается отложение подкожной жировой клетчатки, хотя кожа остается морщинистой. По развитию органов и систем плод считается жизнеспособным начиная с 22 нед., даже если он рождается на этом сроке и находится вне утробы матери. Длина плода к этому времени составляет 30–32 см, масса 600–700 г.

Рис. 19. Центильные величины массы тела, длины тела и окружности головы плода в зависимости от сроков гестации (по: Fenton T., 2003)

К концу 7-го месяца плод подобен доношенному ребенку, но имеет ряд особенностей: «старческий» вид, плотно прилегающие к черепу мягкие ушные раковины; ногти плода еще не достигают кончиков пальцев; у мальчиков яички еще не опущены в мошонку, а у девочек недоразвиты большие половые губы. Длина плода 35–37 см, масса 1000–1200 г. К концу 8-го месяца кожа плода более гладкая, но еще покрыта пушком. Длина его в среднем 40 см, масса 1500–1700 г. К концу 9-го месяца формы тела плода округляются за счет обильного отложения подкожного жира, кожа становится гладкой и розовой, морщинистость исчезает, пушок редеет. При рождении такой ребенок уже громко кричит (а не пищит), открывает глаза, имеет хорошо выраженный сосательный рефлекс. Масса плода 2400–2600 г и более, длина 44–46 см. К концу 10-го месяца внутриутробной жизни плод достигает своего полного развития (рис. 20).

Рис. 20. Плод в конце беременности:

1 – стенка матки; 2 – децидуа; 3 – хорион, 4 – плод; 5 – пуповина; 6 – плацента; 7 – амнион (по: Дуда В. И. [и др.], 2007)

 

Формирование компетенций плода

Широкое внедрение в акушерско-гинекологическую практику современных методов ультразвукового исследования позволило детально изучить двигательную активность плода. Первые синапсы нервной системы появляются приблизительно одновременно с формированием кортикальной пластинки, т. е. примерно на 7-й неделе после зачатия. Именно в этот период у плода регистрируются первые движения. Такие движения представлены медленным сгибанием и разгибанием туловища плода, что сопровождается пассивным смещением рук и ног. Подобные движения характеризуются нерегулярностью их последовательности и обозначены как «червеобразные» (Ianniruberto A., Tajani E., 1981). Чуть позже эти движения замещаются разнообразными генерализованными движениями, в которые вовлекаются голова, туловище и конечности: «покачивание» на 8-й неделе, «вздрагивания» и «сильные вздрагивания» на 9-й и 9,5 неделях соответственно, «плавание» и «прыгание» на 10-й неделе (Goto S., Kato T. K., 1983). Изолированные движения конечностей появляются практически одновременно с генерализованными движениями. Вместе с началом спонтанной двигательной активности плода формируется и ранняя кожная рефлекторная активность, и это дает основания полагать, что у плода возникают дуги безусловных рефлексов. Первые рефлекторные движения плода имеют массивный характер, что указывает на весьма ограниченное число синапсов, задействованных в формировании дуг кожных рефлексов (Okado N., 1981). В этот период зафиксировано и движение головы плода в ответ на стимуляцию области вокруг рта. На протяжении 8-й недели внутриутробного развития указанные массивные рефлекторные движения замещаются локализованными движениями, что, вероятно, связано с увеличением числа аксоно-дендритных синапсов. Чувствительность рук появляется на 10,5 неделе, а нижние конечности начинают участвовать в указанных рефлексах приблизительно на 14-й неделе. Начиная с 10-й недели возрастает число движений плода. К 14—19-й неделе плод становится очень активным, при этом максимальная продолжительность периода покоя длится лишь 5–6 мин. На 15-й неделе внутриутробного развития можно уже различить 15 видов движений плода. Наряду с общими движениями тела и изолированными движениями конечностей можно выявить сгибания, разгибания и повороты головы. Более того, в это время у плода уже можно зафиксировать такие движения лица, как открывания рта, зевки, икотa, сосание, глотания. Однако, как полагают, на данной ранней стадии внутриутробного развития все перечисленные движения формируются без контролирующей роли коры. Лишь к 19-й неделе внутриутробного развития количество синапсов достигает такой величины, которая позволяет коре формировать электрическую активность и участвовать в регуляции движений плода (Kostovic I. [et al.], 1995). Число спонтанных движений плода продолжает увеличиваться вплоть до 32-й недели гестации, после чего их выраженность несколько снижается (D’Elia A. [et al.], 2001). К моменту рождения ребенка среднее число генерализованных движений составляет в среднем 31 за 1 ч, при этом наиболее продолжительные интервалы между эпизодами двигательной активности составляют 50–75 мин. Полагают, что снижение частоты движений плода является, прежде всего, результатом созревания коры головного мозга. В меньшей степени влияние может оказывать уменьшение объема амниотической жидкости. Одновременно с уменьшением выраженности общей двигательной активности возрастает число движений, связанных с участием лицевой мускулатуры, в частности, открываний и закрываний рта, глотаний и жевательных движений. Эти движения лица фиксируются преимущественно при отсутствии генерализованных движений плода, и подобное явление рассматривается как проявление нормального неврологического развития плода (D’Elia A. [et al.], 2001). Следует отметить не только увеличение числа движений плода, но и возрастание их сложности. Показано, что виды двигательной активности плода во второй половине беременности практически идентичны тем, которые фиксируются после рождения ребенка (de Vries J. I. [et al.], 1985; 1988). Разумеется, репертуар движений, который можно оценить у новорожденного, дополняется еще и рядом безусловных рефлексов, которые можно вызвать у него, но нельзя вызвать у плода (см. гл. 5). Очень важно отметить, что ряд внешних воздействий на развивающийся плод может существенно повлиять на выраженность его двигательной активности. В частности, курение матери во время беременности (Graca L. M. [et al.], 1991), а также введение кортикостероидных гормонов беременной женщине, направленное на ускорение созревания легких плода (Katz M. [et al.], 1988), могут способствовать снижению спонтанной двигательной активности плода. Двигательная активность плода возрастает в тех случаях, когда мать испытывает эмоциональный стресс. Качественные характеристики движений плода существенно меняются, если плод испытывает задержку темпов роста. При этом движения становятся более редкими, монотонными, напоминают судороги, а вариабельность их силы и амплитуды снижается. Подобные изменения могут свидетельствовать о наличии поражения головного мозга у плодов, характеризуемых задержкой скорости роста и, возможно, имеющих проявления гипоксии.

Проведенные исследования позволяют говорить о том, что у плода формируются определенные специализированные движения, имеющие критическое значение для выживания новорожденного, такие как глотание и ритмичные дыхательные движения. Несмотря на то что характер этих движений существенно отличается от такового, выявляемого у взрослых, у плодов, возраст которых близок к окончанию полного срока гестации, эти движения развиты достаточно хорошо, чтобы обеспечить выживание плода. Дыхательные движения появляются у плода примерно на 10-й неделе внутриутробного развития (Patrick J., Gagnon R., 1989). На ранних сроках гестации эти движения осуществляются плодом практически непрерывно и сочетаются с активностью мышцшеи и конечностей. Частота и сложность дыхательных движений плода меняются по ходу прогрессирования беременности. Общее время, приходящееся на эпизоды дыхания в течение суток, возрастает, а также увеличивается длительность отдельных эпизодов дыхания и респираторных пауз. Изменение характера дыхания рассматривается как следствие созревания легких плода, а также дыхательных центров и центров, регулирующих сон, в центральной нервной системе. На 38—39-й неделе гестации частота дыхательных движений плода снижается до 41 в минуту, а движения становятся такими же регулярными, как после рождения (Patrick J. [et al.], 1980). Приблизительно на 30-й неделе гестации устанавливается регулирующее влияние плазменного уровня СО2 на частоту дыхательных движений плода, и частота дыханий возрастает при увеличении уровня СО2 в крови матери. Это связано с созреванием респираторных центров центральной нервной системы плода, что наблюдается на 10-й неделе. Процесс созревания дыхательных движений плода ускоряется при некоторых состояниях, наблюдаемых во время беременности, в частности на фоне преждевременного излития околоплодных вод. Плод, находящийся в условиях повышенного риска преждевременных родов, характеризуется сниженным количеством движений тела и более ранним началом продолжительных дыхательных движений. Потребление матерью алкоголя, метадона, а также курение приводят к снижению дыхательной активности плода (Manning F. [et al.], 1975; Fox H. E. [et al.], 1978; Richardson B. S. [et al.], 1984). Напротив, эуфиллин, используемый для лечения бронхиальной астмы, а также эстрогены и кортикостероидные препараты увеличивают респираторную активность плода. Число дыхательных движений плода на 34-й неделе гестации увеличивается при повышении уровня глюкозы в крови у матери.

Еще одной предпосылкой выживания плода является формирование у него способности к потреблению пищи. Глотательные движения плода выявляются на сроке 11 нед. гестации, при этом к моменту рождения плод ежесуточно поглощает 200–500 мл околоплодных вод. Заглатывание амниотической жидкости, содержащей белки и факторы роста, способствует формированию и развитию желудочно-кишечного тракта плода, а также, возможно, и его общему росту. Амниотическая жидкость обеспечивает до 10–14 % потребностей плода в азоте. При этом плод секретирует в амниотическую полость определенное количество жидкости за счет мочеотделения и выделения жидкости из легких. Таким образом, заглатывание плодом амниотической жидкости влияет на регуляцию ее уровня. Выраженность спонтанных глотательных движений плода отражает степень развития его нервной системы. Следует также отметить, что характер глотания плода существенно отличается от того, который наблюдается у взрослых, и в пересчете на килограмм массы тела плод ежедневно заглатывает в 5—10 раз больше жидкости, чем взрослый человек (Ross M. G. [et al.], 2003).

Подвижность плода рассматривается как показатель уровня развития его нервной системы, однако она также определяется его функциональными характеристиками, зрелостью гемодинамики и мышечной системы. Поведение плода может определяться как проявления его деятельности, зафиксированные при помощи ультразвукового метода исследования. Поскольку до настоящего времени не представляется возможным непосредственно оценить степень зрелости ЦНС плода, в качестве критерия неврологической зрелости приходится использовать характеристики его поведения (Nijhuis J. G., 1992). Поворотным пунктом в появлении возможностей для оценки поведения плода стало внедрение в акушерскую практику метода ультразвуковой диагностики, причем возможности ультразвуковой диагностики существенно расширились в связи с применением так называемых трехмерной (3D) и четырехмерной (4D) методик, позволяющих получить трехмерное изображение плода в режиме реального времени. Это позволило регистрировать спонтанную двигательную активность плода, находящегося в утробе матери. Предложено выделять следующие варианты движений плода (De Vries J. I. [et al.], 1985):

– простые различимые движения (наблюдаются у плода на сроках 7–8,5 нед. гестации);

– вздрагивания;

– генерализованные движения;

– икота;

– дыхание;

– изолированные движения рукой или ногой;

– изолированное разгибание головы;

Рис. 21. Контакт руки и лица у плода (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

– изолированные повороты головы;

– изолированное сгибание головы;

– движения челюсти;

– контакт «рука – лицо»: при таком варианте движений рука медленно касается лица, пальцы часто сгибаются и разгибаются (рис. 21, 22);

– вытягивание;

– поворот плода.

Отдельные виды двигательной активности плода появляются на разных сроках внутриутробного развития (табл. 1). Данные четырехмерной ультразвуковой диагностики свидетельствуют о том, что простые движения тела наблюдаются у эмбриона уже на 7-й неделе гестации (Kurjak A. [et al.], 2002) и состоят в изменении положения головы по отношению к туловищу. Однако на этом этапе движения плода еще редки; чуть позже, на 8—9-й неделе внутриутробного развития, движения головы становятся более заметными.

Рис. 22. Движение руки плода по направлению к носу (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

Таблица 1

Развитие моторики у нормально развивающегося плода (по: Sparling J. W., Wilhelm I. J., 1993)

Первыми проявлениями сложной двигательной активности плода следует считать генерализованные движения тела, выявляемые на 8—9-й неделе внутриутробного развития и сохраняющиеся в дальнейшем вплоть до 16–20 нед. после рождения ребенка (Hopkins B., Prechtl H. F. R., 1984). В таких движениях участвует все тело плода. Движения конечностей, туловища и головы осуществляются с различной скоростью, но в целом выглядят плавными. Они постепенно нарастают по интенсивности, силе и скорости, а затем также постепенно ослабевают (Prechtl H. F., 1990).

Качественные характеристики генерализованных движений плода могут нарушаться при ряде патологических состояний, например, в тех случаях, когда мать страдает сахарным диабетом, а также при нарушении развития головного мозга плода. Характер движений может сильно варьировать. Так, они могут быть резкими, порывистыми и высокоамплитудными у плодов с анэнцефалией. Напротив, движения могут быть монотонными и ригидными или хаотичными у плода на фоне сахарного диабета у матери.

Сложная последовательность сгибаний и разгибаний конечностей лучше всего определяется при помощи четырехмерной ультразвуковой диагностики. Первые признаки движений конечностей плода определяются на 8—12-й неделях. Такие изолированные движения конечностей заключаются в изменении их положения относительно туловища без отчетливых признаков сгибания или разгибания в суставах. В дальнейшем, по мере роста плода, движения в конечностях становятся все более сложными. Складывается впечатление, что, осуществляя движения рукой, плод как бы изучает окружающее пространство, при этом рука пересекает среднюю линию тела, а ладонная поверхность руки плода ориентирована в сторону стенки матки. Ноги плода вытягиваются по направлению к стенке матки. Сложные движения конечностей плода заключаются также в том, что при таких движениях изменяется взаимное расположение сегментов конечностей. При этом в движения плода вовлекается все большее число суставов конечностей, например, отмечается разгибание и сгибание лучезапястного и локтевого, тазобедренного и коленного суставов. Так, у плода можно зафиксировать одновременное сгибание плеча, разгибание в локтевом суставе и ротацию кисти. Были описаны спонтанные движения плода в возрасте от 12 до 35 нед. Как видно, многие движения плода направлены к отдельным частям его тела или к стенке матки. Руки у отдельных плодов двигаются с различной частотой и видимой силой. Объем движений в суставах меняется в зависимости от характера движений плода. Эти повторяющиеся движения плода, как полагают, имеют функциональное значение для развивающегося организма (Butterworth G., Hopkins B., 1988). На более поздних сроках гестации руки плода направлены на отдельные части его тела и осуществляют манипуляции с этими частями, например с пуповиной. Исследования, основанные на использовании четырехмерной ультразвуковой диагностики, позволили выявить, что число изолированных движений руками постепенно уменьшается в период с 13-й по 16-ю неделю внутриутробного развития. Такие движения плода, как засовывание большого пальца в рот, а также двустороннее вытягивание ног по направлению к стенке матки, имеют большое функциональное значение. В частности, полагают, что частота фиксируемых движений ног в сторону стенки матки является надежным прогностическим фактором того, насколько активно впоследствии плод будет участвовать в процессе родов (Kurjak A. [et al.], 2004). Движения рук, как полагают, помогают плоду идентифицировать компоненты его окружения. В то же время нет оснований говорить о том, что эти ранние движения являются непременным условием последующего формирования спонтанной двигательной активности ребенка.

Начиная со второго триместра беременности представляется возможным исследовать выражения лица плода. Помимо зевков, сосательных движений и глотаний, фиксируемых традиционным двухмерным ультразвуковым исследованием в режиме реального времени, современное использование четырехмерной ультразвуковой диагностики позволяет зафиксировать весь спектр выражений лица у плода, включая улыбку, плач, движения век (Kozuma S. [et al.], 1999). На сроках беременности 30—33-я неделя у плода движения век и рта являются доминирующими. Высказывается предположение, что «мимика» плода отчасти предопределяет последующую мимику новорожденного ребенка (Kurjak A. [et al.], 2004).

В целом авторы предлагают выделять следующие 8 видов движений лица плода.

Зевки. Эти движения аналогичны зевкам, которые наблюдаются у ребенка после рождения. Они предполагают непроизвольное широкое раскрытие рта с максимальным расхождением челюстей, после чего отмечается быстрое закрытие рта, нередко сопровождающееся движением головы назад, а иногда и подъемом рук (рис. 23).

Рис. 23. Зевки у плода (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

Глотание. Свидетельствует о заглатывании плодом амниотической жидкости. Глотание состоит в смещении языка и (или) гортани. Глотательная активность плода формируется раньше его способности к сосанию.

Сосание. Ритмические вспышки регулярных открываний и закрытий рта с приблизительной частотой 1 в секунду. Сопровождается помещением пальца в рот и его сосанием со сжатыми губами. Сосание большого пальца – весьма характерный вариант поведения, фиксируемый у плода (рис. 24).

Улыбка. Выражение лица, сопровождающееся приподниманием вверх углов рта (рис. 25).

Высовывание языка. Выражение лица, при котором определяется высунутый язык (рис. 26).

Гримасы. Сморщивание лба или лица с выражением неудовольствия (рис. 27).

Движения рта. Меняющиеся выражения лица, связанные с обследованием объекта. Движения рта являются наиболее частыми у плода и могут трансформироваться в стойкие, стереотипные формы его поведения.

Изолированное мигание. Рефлекс, состоящий в быстром закрытии и открытии глаз.

Авторы также делают попытки выявить проявления эмоций у плода, основываясь на комбинации указанных выше различных вариантов выражений лица. Выражения лица плода являются важным каналом невербальной коммуникации. Высказываются предположения, что выражения лица плода и особенности его поведения могут отражать эмоциональный компонент внутриутробной жизни. Если данное предположение окажется справедливым, то представится возможным связать различную интенсивность и характер выражений лица плода с испытываемыми им эмоциями (радостью, гневом, грустью и т. п.) в связи с внешними воздействиями на него.

Рис. 24. Сосательные движения плода. Плод помещает большой палец в рот (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

Рис. 25. Улыбка плода (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

Рис. 26. Высовывание языка плодом (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

Рис. 27. Гримасы неудовольствия плода (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

Жизнь плода в утробе матери организована циклически. Периоды активности плода чередуются с периодами покоя. Наблюдение за активностью плодов позволило сделать предположение, что чередование активности и покоя отражает наличие элементарных ультрадианных ритмов (т. е. с периодичностью менее суток), регулируемых ЦНС плода, на которые влияют внешние раздражители. Так, движения глаз, которые можно зафиксировать на 16—18-й неделях гестации, становятся более консолидированными на 24—26-й неделях, и на этом этапе периоды движения глаз и периоды отсутствия таких движений начинают циклически чередоваться. В течение последних 10 нед. внутриутробного развития плода созревают механизмы, отвечающие за «переключение» периодов активности и покоя, а также за поддержание их ультрадианной периодичности. К 37—38-й неделям формируются стабильные средние показатели продолжительности тех периодов, которые сопровождаются движениями глаз и которые характеризуются отсутствием этих движений. Периоды движения глаз в среднем составляют 27–29 мин, а периоды отсутствия движения глаз составляют 23–24 мин, что совпадает с показателями, определяемыми у новорожденных детей (Inoue M. [et al.], 1986). У взрослых быстрые движения глазных яблок наблюдаются в фазе так называемого быстрого, или активного, сна, они чередуются с эпизодами медленных движений глаз в фазе медленного, или спокойного, сна. Каждая названная фаза сна характеризуется специфической картиной биоэлектрической активности головного мозга, что определяется по данным ЭЭГ. У плода быстрые и медленные движения глазных яблок могут быть зафиксированы на 33-й неделе гестации. К 36—38-й неделям эти движения интегрируются с другими параметрами активности плода, такими как частота сердечных сокращений и движения плода, при этом формируются характерные, четко различимые состояния поведения плода (Parmelee A. H., Stern E., 1972). У детей, родившихся в исходе преждевременных родов на 4 нед. раньше нормального срока, 60–65 % общего времени сна приходятся на активный сон, в то время как у доношенных новорожденных на долю активного сна приходятся около 50 % от общего 16-часового времени сна (Kelly D. D., 1985). В период активного сна отмечается высокая активность рефлекторных дуг, что, как полагают, имеет большое значение для развития центральной нервной системы (Kelly D. D., 1985).

Циркадианные (т. е. суточные) ритмы являются своего рода биологическими часами организма, которые получают информацию из внешней среды и посылают эфферентные сигналы различным органам и системам. У млекопитающих важнейшую роль в синхронизации суточных ритмов играет супрахиазматическое ядро гипоталамуса, в котором определяются колебания биоэлектрической активности с периодичностью, близкой к 24 ч. Эти колебания во многом синхронизируются с чередованием светлого и темного времени суток, что регистрируется рецепторами сетчатки, и соответствующие сигналы передаются по ретиногипоталамическому тракту. Эфферентные пути из супрахиазматического ядра идут в различные ядра гипоталамуса и, вероятно, влияют на регуляцию ЦНС эндокринной функции. У плода человека супрахиазматическое ядро гипоталамуса развивается в середине гестации, однако его дальнейшее созревание продолжается уже после рождения ребенка. Тем не менее циркадианные ритмы поведения, функций сердечно-сосудистой системы, колебаний уровня гормонов в крови выявляются уже у человеческих плодов, и они синхронизированы с чередованиями светлого и темного времени суток. Спорным остается вопрос о том, генерируются ли эти ритмы самим плодом, или на их возникновение влияют биоритмы матери. В последнем случае следовало бы предположить, что сигналы от матери к плоду передаются при помощи какого-то медиатора, однако такое вещество до настоящего времени не идентифицировано. Последние данные позволяют предположить, что определенную роль в такой передаче играет гормон мелатонин, вырабатываемый эпифизом матери. Этот гормон вырабатывается у человека, как и у других млекопитающих, и его плазменная концентрация характеризуется колебаниями на протяжении суток, причем максимальная концентрация отмечается в ночное время (Seron-Ferre M. [et al.], 2002).

Динамика формирования моторики, сенсорных систем и цикличности деятельности плода представлены в табл. 2. Полученные данные позволяют говорить о наличии определенных состояний, в которых пребывает плод в тот или иной момент времени. Такие состояния хорошо изучены у новорожденных детей, у которых они определяются как сочетания определенных физиологических и поведенческих характеристик (например, закрытые глаза, регулярное дыхание, отсутствие движений тела и т. п.), имеющих достаточную стабильность и повторяемость, причем не только у одного и того же ребенка, но у различных детей (см. гл. 5). Оценка тех состояний, в которых может пребывать плод в тот или иной момент времени, основана на аналогичных подходах.

В целом для констатации пребывания плода в том или ином состоянии необходимо выполнение трех принципиальных условий. Во-первых, должна наблюдаться специфическая комбинация определенных характеристик в одно и то же время. Например, наличие движений тела, открытые глаза, нерегулярное дыхание и т. п. Во-вторых, для распознавания того или иного состояния плода требуется, чтобы он стабильно пребывал в нем не менее 3 мин. В-третьих, должна быть возможность выявить четкие отличия одного состояния от другого, зафиксировать переходы из одного состояния в другое. Если же такие переходы становятся слишком продолжительными по времени (более 3 мин, после которых так и не определяется новая совокупность физиологических и поведенческих характеристик), то не представляется возможным различать отдельные состояния (Nijhuis J. G., 1992).

Таблица 2

Динамика развития двигательной активности, сенсорных систем и циркадных ритмов у плода (по: Kurjak A. [et al.], 2006)

В соответствии с высказанными положениями, было предложено выделять 4 состояния плода.

Состояние 1F – спокойствие плода, которое может регулярно нарушаться кратковременными общими движениями его тела, обычно в форме вздрагиваний. Движения глазных яблок при этом не регистрируются. Частота сердечных сокращений плода стабильна, отсутствуют учащения ритма сердца за исключением тех эпизодов, когда фиксируются вздрагивания.

Состояние 2F. Частые и периодические общие движения тела плода – в основном потягивания и разгибания головы, а также движения конечностей. Имеются движения глаз. Частота сердечных сокращений колеблется, и в период движений отмечаются ее учащения.

Состояние 3F. Отсутствуют генерализованные движения тела, отмечаются движения глаз плода. Частота сердечных сокращений стабильная, отсутствуют ускорения ритма сердца.

Состояние 4F. Энергичные, непрерывные движения, включая многочисленные повороты туловища. Наблюдаются движения глаз. Частота сердечных сокращений нестабильна, отчетливые и длительные эпизоды ускорения ритма сердца, которые нередко трансформируются в тахикардию.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что у плода достаточно хорошо сформирована способность к ощущениям.

Закладка глаз у плода происходит на 3-й неделе внутриутробного развития, когда клетки сетчатки глаза отделяются от краниальной части мозговой трубки. Внутриутробное окружение плода полностью не лишено света, и некоторые экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что развитие зрения было бы невозможным без световой стимуляции плода (Liley A. W., 1986). Свое дальнейшее развитие зрительный анализатор проходит после рождения ребенка, причем анатомическое и функциональное совершенствование зрительных клеточных элементов коры и корковых зрительных центров происходит в течение первых двух лет жизни (Шипицына Л. М., Вартанян И. А., 2008).

Периферическая часть обонятельного анализатора развивается в период со 2-го по 7-й месяц внутриутробного развития. Рецепторные клетки располагаются в слизистой оболочке носовой перегородки и верхней носовой раковине. Высказывается предположение, что чувствительность обонятельных рецепторов во внутриутробном периоде является наивысшей и регрессирует в какой-то степени еще до рождения ребенка.

Вкусовые рецепторы формируются у плода начиная с 7-й недели гестации. Увеличение уровня сахарозы в амниотической жидкости способствует увеличению числа глотательных движений плода. Напротив, введение в амниотическую жидкость горького экстракта приводит к уменьшению числа глотательных движений (Bradley R. M., Mistretta C. M., 1975).

Важнейшие эндокринные регуляторы аппетита: лептин и нейропептид Y начинают секретироваться у плода на 15-й и 18-й неделях внутриутробного развития соответственно, и экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что выраженность глотательных движений плода возрастает при введении ему нейропептида Y (Ross M. G. [et al.], 2003). Кроме того, на интенсивность глотательных движений плода в экспериментах может влиять и чувство жажды (Xu Z. [et al.], 2001). Выявлены нейроны головного мозга плода, локализованные в гипоталамической области, активирующиеся на фоне повышения осмотического давления, хотя, по сравнению с взрослыми, плод характеризуется пониженной чувствительностью к осмотической стимуляции.

Тактильная чувствительность формируется у плода очень рано (уже на 5—6-й неделе внутриутробного развития), причем сначала тактильные рецепторы локализуются практически исключительно вокруг области рта, а затем быстро распространяются по всем участкам тела, и к 11—12-й неделе вся поверхность кожи плода становится тактильной рефлексогенной зоной. С раздражением кожных рецепторов связано обнаружение подавляющего большинства так называемых рудиментарных рефлексов, выявляемых у плода и новорожденного. В целом тактильная чувствительность плода существенно опережает по срокам своего возникновения все остальные ощущения.

Особого интереса заслуживает вопрос болевой чувствительности плода, которая активно исследуется и обсуждается в последнее десятилетие, в частности в связи с этическими проблемами проведения абортов на поздних сроках беременности (см. гл. 5), а также в связи с возрастающим числом внутриутробных оперативных вмешательств. Боль состоит из двух компонентов: непосредственного восприятия стимула и эмоциональной реакции на него, или неприятного чувства, связанного с болевым стимулом. Эти два компонента реализуются в двух анатомически и физиологически различных участках головного мозга. Ответ на болевое воздействие может рассматриваться на трех различных уровнях: на уровне соматосенсорного ответа, на уровне связанных с болью вегетативных и эндокринных изменений, а также на уровне так называемого болевого поведения. У плода человека первые болевые рецепторы появляются на 7-й неделе гестации, а к 20-й неделе они уже имеются во всем теле. Периферические болевые воздействия способны достигать спинного мозга по афферентным путям на 10—30-й неделе внутриутробного развития. Миелинизация этих афферентных путей и формирование дуг спинальных рефлексов происходит примерно в одни и те же сроки (Okado N., Kojim T., 1984; Anand K. J., Hickey P. R., 1987). Более высокие структуры, обеспечивающие восприятие боли, включают в себя спиноталамический тракт, формирующийся к 20-й неделе гестации и миелинизирующийся к 29-й неделе, а также таламокортикальные пути, которые начинают контактировать с участками коры головного мозга на 24—26-й неделях. Наконец, к 29-й неделе внутриутробного развития у плода можно зарегистрировать вызванные потенциалы в коре головного мозга, что свидетельствует о наличии функционирующей связи периферии и коры головного мозга (Anand K. J., Hickey P. R., 1987). Наиболее ранними реакциями на болевые стимулы являются моторные рефлексы, напоминающие отдергивание. Эти рефлексы реализуются на уровне спинного мозга, без участия более «высоких» структур ЦНС. Однако некоторые исследователи указывают на то, что у плода на ранних сроках гестации могут определяться реакции мимической мускулатуры в ответ на соматическую стимуляцию, что может свидетельствовать об эмоциональной реакции на боль (Okado N., 1981). Полагают, что такой ответ координируется подкорковыми структурами и, возможно, свидетельствует о формировании подкорковых рефлекторных дуг (Giannakoulopoulos X. [et al.], 1994). Что же касается вегетативного ответа на болевой стимул, то было выявлено повышение уровня кортизола и бета-эндорфинов в плазме крови у плода 23-й недели в ответ на укол иголкой иннервируемой печеночной вены; в то же время стимуляция неиннервируемой пуповины не сопровождалась подобным эффектом (Giannakoulopoulos X. [et al.], 1999). Изменения характера церебрального кровотока в ходе инвазивных процедур выявлялись у плода на сроках 18 нед. гестации (Smith R. P. [et al.], 2000). Приведенные данные свидетельствуют о том, что болевые стимулы могут вызывать у плода широкий спектр реакций с вовлечением ЦНС, даже без участия в них коры головного мозга, в частности активацию гипоталамо-гипофизарной системы, появление ряда вегетативных реакций. Показано также, что перечисленные гормональные, вегетативные и метаболические реакции плода на боль могут быть нейтрализованы анальгезирующими препаратами, такими как фентанил (Anand K. J. [et al.], 1987; Smith R. P. [et al.], 2000).

Исследованиями показано, что раннее болевое воздействие на плод может существенно повлиять на последующее поведение ребенка и даже на его развитие (Guinsburg R. [et al.], 1998). Одно из наиболее выраженных последствий болевого воздействия – это продолжительная стрессовая реакция. Она включает в себя колебания артериального давления и церебрального кровотока, а также снижение содержания кислорода в крови (гипоксемию), что в свою очередь может способствовать развитию внутричерепных кровоизлияний (Smith R. P. [et al.], 2000). Экспериментальные исследования, проведенные на животных, показали, что повышение в крови уровня кортизола, эквивалентное тому, которое наблюдается при стрессовых реакциях у человека, приводит к дегенеративным изменениям в гипоталамусе плода (Uno H. [et al.], 1990). Эти данные подкрепляются исследованиями, проведенными у глубоко недоношенных детей, находившихся в отделениях интенсивной терапии и подвергавшихся стрессовым и болевым воздействиям. У этих детей определялась корреляция между длительностью пребывания в отделении интенсивной терапии, с одной стороны, и порогом болевой реакции и болевым поведением в последующей жизни – с другой (Grunau R. V. [et al.], 1994).

Большого интереса заслуживает развитие вестибулярного и слухового анализаторов у плода. Формирование вестибулярной функции, как полагают, обусловливает развитие двигательной активности плода. Раннему формированию вестибулярных рефлексов во многом способствует пребывание плода в условиях «невесомости» (Starr A. [et al.], 1977). Изучение вызванных потенциалов у новорожденных, родившихся в исходе преждевременных родов, свидетельствует о том, что функция улитки формируется на 22—25-й неделях внутриутробного развития, однако ее дальнейшее развитие продолжается на протяжении первых 6 мес. после рождения ребенка (Шипицына Л. М., Вартанян И. А., 2008; Leader L. R. [et al.], 1982; Morlet T. [et al.], 1993; 1995). Несмотря на то что брюшная стенка матери снижает интенсивность внешних звуков в зависимости от их силы и частоты на 20–80 дБ, сердцебиения матери и перистальтические движения ее кишечника могут создавать вибрационные звуковые колебания амниотической жидкости (Шипицына Л. М., Вартанян И. А., 2008), при этом интенсивность звука в полости матки может достигать 90 дБ (Liley A. W., 1986). Жидкость, содержащаяся в наружных слуховых проходах плода, а также незрелость улитки затрудняют проведение и восприятие звука, поэтому лишь сильные акустические стимулы могут вызывать рефлекторные ответы плода (вздрагивания туловища и/или сгибание конечностей, сопровождающиеся изменениями частоты сердечных сокращений). На сроке 20 нед. беременности непосредственное звуковое воздействие, направленное на живот матери, сопровождается рефлекторными движениями плода, правда, с некоторой временной задержкой, но уже на сроке 25 нед. беременности такой задержки практически не наблюдается (Shahidullah S., Hepper P. G., 1993).

Таким образом, новорожденный с нормальной слуховой функцией имеет пренатальный специфический слуховой опыт, прежде всего в восприятии звуков сердцебиения матери, передаваемых по костно-тканевому пути, а также громких звуков из внешней среды (Шипицына Л. М., Вартанян И. А., 2008).

Сведения о формировании тактильных и слуховых компетенций плода послужили основанием для широкого обсуждения вопроса о возможности использования обращенной речи и музыки для контакта с плодом и его «дородового воспитания». Исследователи отмечают, что сильные звуки из внешней среды, передаваясь по телу матери в ослабленном виде, могут доходить до будущего ребенка, вызывая возбуждение осязательных, а после 20-й недели гестации и слуховых рецепторов. Если внешние звуки – разговоры, крики, музыка – вызывают положительные эмоции матери, то сигналы о ее состоянии передаются плоду гуморальным путем – трансплацентарно к плоду проникают гормоны удовольствия или стресса (Вартанян И. А., 2010). Издавна считалось, что пение матери оказывает положительное воздействие на развитие плода. Такой эффект может быть обусловлен тем, что звуковые волны, возникающие при пении, пронизывают все тело человека, так как передаются через все ткани так называемым костно-тканевым путем. Будущий ребенок под влиянием звуковых волн успокаивается, а беременная женщина испытывает удовольствие. Таким образом, мать и будущий ребенок образуют взаимодействующую и положительно влияющую друг на друга пару (Вартанян И. А., 2010).

Приводят примеры дифференцированного отношения плода в III триместре беременности к разной музыке: обычно произведения Моцарта и Вивальди успокаивают, а Бетховена и Брамса возбуждают, что сказывается на частоте сердцебиений и двигательной активности плода (Шабалов Н. П., Цвелев Ю. В., 2004).

В 1993 г. исследователь Раушер сообщила о том, что после прослушивания сонаты Моцарта для двух фортепьяно К448 в течение 10 мин у пациентов улучшались их когнитивные способности, прежде всего связанные с пространственно-временным восприятием (Rauscher F. H. [et al.], 1993). В литературе данный феномен получил название «эффект Моцарта». В последующих исследованиях авторы сделали попытку продемонстрировать, что выявленный ими эффект связан не просто с общим «душевным подъемом», испытываемым при прослушивании любимого музыкального произведения, а со специфическими особенностями именно этого музыкального произведения (Rauscher F. H. [et al.], 1998).

При использовании эмиссионной позитронной томографии и функциональной магнитно-резонансной томографии, а также при исследовании пациентов с определенными вариантами органических поражений головного мозга было выявлено, что прослушивание музыкальных произведений активирует различные участки головного мозга. В частности, в анализе услышанного музыкального произведения участвуют поля 22, 41, 42 (по Brodman), префронтальная дорсолатеральная область, верхневисочная извилина, париетальный и окципитальный отделы коры и даже мозжечок (Platel H. [et al.], 1997; Liegeois-Chauvel C. [et al.], 1998; Warren J. D., 1999). Перечисленные участки коры являются областями мультимодального анализа, где одновременно прорабатываются и другие восприятия, в частности визуальные и кинестетические (Mellet E. [et al.], 1996). Поэтому, как полагают, прослушивание определенных музыкальных произведений может мобилизовывать участки коры головного мозга, отвечающие за визуально-пространственное восприятие, расширяя его. Дальнейшими исследованиями было показано, что активация визуально-пространственного восприятия не является феноменом, связанным с исключительным эффектом сонаты Моцарта. Аналогичные результаты были получены и применительно к фортепианному концерту Моцарта № 23 до-мажор (К488), некоторым произведениям Баха. Указанные произведения объединяло присутствие в звуковом спектре выраженных длинноволновых колебаний с периодом 10–60 с (Hughes J. R., Fino J. J., 2000).

Обнаружение «эффекта Моцарта» послужило основанием попыток использования определенных музыкальных произведений для стимулирования когнитивных способностей детей. Долгосрочный положительный эффект такого воздействия был выявлен у детей 3–4 лет, которым в течение 6 мес. преподавались музыкальные уроки (Rauscher F. H. [et al.], 1997). Еще на этапе внутриутробного развития плоду предлагается «прослушивать» определенные музыкальные произведения в целях оптимизации его развития (Campbell D., 2000). Разработаны специальные подборки музыкальных произведений, которые рекомендуется давать «прослушивать плоду», а также специальные конструкции (belly music belt), при помощи которых музыка может лучше доходить до плода (рис. 28).

Следует, однако, отметить, что реальная значимость «эффекта Моцарта» для улучшения когнитивных способностей ребенка, а тем более плода требует своего дальнейшего изучения. Проведенный систематический обзор 16 имеющихся исследований в этой области выявил, что повышение показателей IQ, отражающих визуально-пространственное восприятие у испытуемых, не превышает 1–1,5 единиц, что весьма несущественно (Chabris C. F., 1999).

Рис. 28. Пояс с динамиками на живот для беременной женщины (belly music belt)

Имеются данные о том, что в периоде новорожденности ребенок способен узнавать те звуки и интонации, которые он слышал в последние 2 мес. его внутриутробного развития. В одном из исследований женщинам в течение последних месяцев беременности было предложено читать вслух своему плоду сказку. Вскоре после рождения ребенка женщины вновь читали вслух ту же самую сказку или другую сказку с другими интонациями и ритмом, при этом ритм сосания у новорожденных детей менялся в зависимости от того, какую сказку читали женщины, что позволило сделать вывод о том, что младенцы «узнавали» знакомые им по прошлому опыту интонации и ритм (De Casper A. J., Spence M. J., 1986).

Резюме. В процессе внутриутробного развития будущий ребенок проходит стремительную трансформацию от стадии оплодотворенной яйцеклетки до формирования эмбриона и плода, обладающего разнообразными, достаточно сложными компетенциями. Развитие эмбриона и плода происходит в условиях морфологической, функциональной и эмоциональной связи с матерью.

 

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Каковы механизмы оплодотворения?

2. Назовите важнейшие этапы внутриутробного развития ребенка.

3. Как происходит формирование важнейших органов и систем у эмбриона и плода?

4. Каково значение плаценты для нормального внутриутробного развития плода?

5. Как формируется двигательная активность плода?

6. Что известно о циклической организации активности плода?

7. Как формируется и проявляет себя чувствительность плода?

8. Какими важнейшими компетенциями обладает плод к окончанию его внутриутробного развития?

9. Могут ли сенсорные воздействия на плод повлиять на его «внутриутробный опыт»?

 

Литература

Батуев А. С. Возникновение психики в дородовый период // Психологический журнал. – 2000. – Т. 21. – № 6. – С. 51–56.

Вартанян И. А. Слух, речь, музыка в восприятии и творчестве. – СПб.: Росток, 2010. – 254 с.

Володин Н. Н., Сидоров П. И., Чумакова Г. Н. [и др.]. Перинатальная психология и психиатрия. Т. 1. – М.: Издат. центр «Академия», 2009. – 304 с.

Добряков И. В. Перинатальная психология. – СПб.: Питер, 2010. – 234 с.

Дуда В. И., Дуда Вл. И., Дражина О. Г. Акушерство: учебное пособие. – М.: Оникс, 2007. – 464 с.

Лагеркрантц Х. Развитие мозга и способностей ребенка: пер. со швед. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. – 175 с.

Шабалов Н. П., Цвелев Ю. В. Основы перинатологии: учебник. – М.: МЕДпресс-информ, 2004. – 640 с.

Шипицына Л. М., Вартанян И. А. Анатомия, физиология и патология органов слуха, речи и зрения. – М.: Академия, 2008. – 432 с.

Hopkins B., Prechtl H. F. R. A qualitative approach to the development of movements during early infancy // Continuity of neural functions from prenatal to postnatal life. Clinics in developmental medicine no. 94 / Ed. H. F. R. Prechtl. – London; Philadelphia: Spastics International Medical Publications; J. B. Lippincott Co., 1984. – P. 179–197.

Kurjak A., Carrera J. M., Andonotopo W. [et al.]. Behavioral Perinatology Assessed by Four-Dimensional Sonography // Textbook of Perinatal Medicine, Second Edition (Two Volumes) / еd. A. Kurjak, F. A. Chervenak. – London; New York: Informa Healthcare, 2006. – P. 568–595.

Zerucha T. Human development. – New York: Chelsea House Publishers, 2009. – 108 p.