Плацента, типы плацент, плацентарный барьер

Плацента – это комплекс тканевых образований, развивающихся из сосудистой оболочки плода и слизистой оболочки матки матери и служит для связи плода с материнским организмом.

Плацента делится на две части:

– плодная (сосудистая оболочка плода)

– материнская (слизистая оболочка матки)

 

 

Плод окружен тремя оболочками:

–– внутренняя (водная – amnion) образуется из трофобласта, окружает плод со всех сторон, прозрачная и не имеет сосудов, образует водный пузырь вокруг плода и содержит околоплодную жидкость. У коровы к концу беременности бывает 3-5 л, у кобылы – 3-7 л, овец – 0,04-0,15. В амниотической жидкости содержится: белок, сахар, жиры, мочевина, муцин, соли Са, Р, Na.

Функции амниотической жидкости:

– служит буфером, защищающим плод от механических воздействий извне;

– регулирует внутриматочное давление, способствует нормальному кровообращению в сосудах плаценты и пуповины;

– участвует в поддержке водного баланса (плод поглощает часть околоплодной жидкости);

– создает условия для пропорционального формирования частей и органов плода.

– средняя (мочевая – allantois) оболочка образуется из первичного мочевого пузыря зародыша. Тонкая, прозрачная, имеет сосуды. От верхушки мочевого пузыря зародыша, продукты обмена через пупочное кольцо по мочевому протоку (урахусу) попадают в мочевую оболочку. К концу беременности у коров – 8-15 л; кобыл – 4-10 л; овец/коз – 0,5-1,5 л. В аллантоисной жидкости находят мочевину, виноградный сахар и соли, гормоны. Благодаря гормонам, ферментам и питуитриноподобным веществам мочевую жидкость применяют для ускорения сокращения (инволюции) матки после родов. Большая роль мочевой оболочки принадлежит в период развития кровообращения у плода.

–– сосудистая (хорион – наружняя оболочка – chorion) – окружает плод со всех сторон и соприкасается со слизистой оболочкой матки. Сосудистая оболочка покрыта ворсинками.

Ворсинка состоит из соеденительнотканной основы, покрытой слоем эпителия, кровеносных сосудов (артерии и вены). Ворсинки хориона составляют плодную часть плаценты. Через сосуды пупочной вены хориона питательные вещества и кислород от матери переходят к плоду, а через пупочные артерии продукты обмена и углекислота из крови плода поступают в кровь матери.

Внешний листок аллантоиса срастается с хорионом, образуя алланто - хорион, а внутренний с амнионом (аллантоамнион). Благодаря этому зародыш располагается в двух наполненных жидкостью мешках. В дальнейшем алланто-хорион постепенно срастается с окружающей его слизистой оболочкой матки (имплантация). У коров имплантация происходит в течение 1-1,5 месяцев беременности, а у свиноматок уже через 3-4 недели.

Таким образом, комплекс оболочек плода в совокупности со слизистой оболочкой матки образуют плаценту, которая осуществляет обмен веществ между матерью и плодом.

Функцииплаценты: питание плода, дыхание, защитная, выделительная, гормональная (гонадотропины, простагландины, эстрогены, прогестерон).

По характеру питания плацента делится:

– эмбриотрофная – маточная часть плаценты продуцирует секрет – эмбриотроф (маточное молочко), всасываемый ворсинками плодной части (однокопытные, жвачные, свиньи).

– гистеротрофная – плодная часть плаценты всасывает питательные вещества, образующиеся в результате разжижения и растворения тканей ферментами хориона (приматы, кролики, плотоядные).

По характеру связей частей плаценты их разделяют на следующие типы:

1. ахориальная (безворсинчатая) – кенгуру, кит

2. эпителиохориальная – кобыла, свинья

3. десмохориальная – корова, коза, овца

4. эндотелиохориальная – мясоедные

5. гемохориальная – обезьяна, крольчиха

 

2 3 4 5

По расположению ворсин хориона подразделяются:

1. рассеянная – кобыла, свинья

2. множественная – жвачные

3. зональная – плотоядные

4. дисковидная – приматы, грызуны

Плацента может быть:

– неотпадающая – у всех сельскохозяйственных животных;

– отпадающая – у приматов (в процессе имплантации зародыша плацента слизистой оболочки разрушается под воздействием ферментов, и ворсинки плодной плаценты погружаются в лакуны, в которых циркулирует материнская кровь).

Схема плаценты коровы

Ворсинки концентрируются на хорионе в виде островков – котиледонов. Они сгруппированы только в тех местах сосудистой оболочки, которые прилегают к особым образованиям слизистой оболочки матки – карункулам. У коров карункулов 80-120 шт; у овец – 88-100; коз – 90-120. В карункулах имеются углубления – крипты, в которые врастают ворсинки котиледонов.

Плацентарный обмен

Плацента обладает избирательной проницаемостью для различных веществ, содержащихся в материнской крови. В результате одни вещества проходят в неизменном виде, другие претерпевают биохимические изменения, третьи задерживаются в плаценте.

Плацента проницаема для низкомолекулярных веществ (моносахариды, водорастворимые витамины, некоторые белки). Витамин «А» всасывается в плаценту в виде его предшественника – каротина.

Под действием ферментов расщепляются в плаценте:

белки – до аминокислот;

жиры – до жирных кислот и глицерина;

гликоген – до моносахаров.

Клеточные слои плаценты защищают плод от бактерий, соматических клеток, некоторых лекарственных препаратов. Плацента способна задерживать и обеззараживать токсические метаболиты, синтезировать ряд веществ, выполняющих защитные функции. С другой стороны, плацента препятствует поступлению вредных веществ обратном порядке – от плода к матери.

При патологиях плаценты (котиледонит, плацентит) нарушаются ее барьерные функции и делают ее проницаемой для высокомолекулярных химических соединений, бактерий, грибов, бруцелл, лептоспир, кампилобактерий, токсинов (Д.Д Сосинов., Е.П. Кремлев).

 

Питание плода

Рост эмбриона и плода исключительно быстрый. Эта интенсивность роста обусловлена комплексом совершенных приспособлений, как материнского организма, так и плода.

 

Схема строения яйца

В первые дни эмбрион млекопитающих развивается за счет запасов цитоплазмы яйцевой клетки. Этим объясняется то, что при интенсивном дроблении в стадии морулы величина зародыша не изменяется. С проникновением зародыша в матку, образовавшийся к этому времени трофобласт воспринимает питательные вещества из эмбриотрофа (маточного молочка). Вскоре развивается сеть кровеносных сосудов желточного круга кровообращения(извлечение питательных веществ из желточного мешка и разносит по элементам зародыша). У домашних животных желточное кровообращение не может обеспечить потребность плода в питательных веществах. Эту роль выполняет плацентарное кровообращение.

Кровообращение плода

 

Кровообращение плода имеет следующие анатомические особенности:

– от аорты отходят две пупочные артерии, направляются к пупочному отверстию и в составе канатика разветвляются по стенкам хориона;

– кровь от плаценты собирается по двум пупочным венам, в брюшной полости они объединяются в общий сосуд, впадающий в воротную вену;

– пупочная вена соединена аранцевым протоком с задней полой веной (кровь из плаценты попадает в большой круг кровообращения, минуя печень);

– в перегородке между правым и левым предсердиями имеется овальное отверстие, снабженное клапаном (поэтому через него кровь из правого предсердия переходит в левую половину);

– легочная артерия, отходящая от правого желудочка, через боталлов проток соединена с аортой, благодаря чему основная масса крови проходит в большой круг кровообращения, минуя легкие.

 

 

Схема кровообращения плода коровы

1 – левый желудочек; 2. – правый желудочек; 3 – левое предсердие;

4 – правое предсердие; 5 – легкие; 6 – пупочные вены; 7 – венозный проток; 8 – воротная вена; 9 – печеночная вена; 10 – задняя полая вена; 11 – передняя полая вена; 12 – легочная вена; 13 – аорта;

14 – легочная артерия; 15 – артериальный проток;

16 – печеночная артерия; 17 – пупочные артерии.

 

Отличия кровообращения плода от такового взрослых индивидуумов:

1 - пупочная вена несет обогащенную кислородом и питательными веществами кровь;

2 - артериальная кровь пупочной вены смешивается с венозной кровью задней полой вены;

3 - часть крови, протекающей по задней полой вене, через овальное отверстие попадает в левое предсердие, где смешивается с венозной кровью легочной вены;

4 - значительное количество крови из легочной артерии перегоняется через боталлов проток непосредственно в аорту, минуя легкие. Правый желудочек участвует в циркуляции крови по всему телу плода.

Лекция № 7

«Трансплантация эмбрионов»

Вопросы лекции:

 

1. Значение трансплантации эмбрионов.

2. Краткая история метода.

3. Отбор доноров и реципиентов, техника суперовуляции, осеменение коров-доноров.

4. Извлечение и хранение эмбрионов.

5. Синхронизация половых циклов у реципиента, пересадка эмбрионов.

6. Организация работ по пересадке эмбрионов.

1. Значение трансплантации эмбрионов

Трансплантации эмбрионов – нетрадиционный метод воспроизводства стада, включающий ряд биотехнологических приемов: суперовуляцию у доноров, извлечение эмбрионов на ранних стадиях развития, их культивирование или криоконсервацию, пересадку в матку реципиентам. Он может быть дополнен методами генной инженерии: бисекцией эмбрионов для увеличения их числа, инъекцией генов в оплодотворенную яйцеклетку для модификации генетически обусловленных признаков и др.

Этот метод существенно ускоряет генетический прогресс в животноводстве за счет получения от самок с рекордной продуктивностью максимального количества потомков, в относительно короткие сроки. Так, при традиционной системе воспроизводства стада от коровы получают в год одного теленка. На современном этапе метод позволяет получить от коровы-донора в течение года 6-10 телят.

По сообщениям американских специалистов, наиболее эффективное использование доноров достигнуто на ферме Оуте: за шесть сборов от пяти коров заморозили 201 эмбрион, получили 113 беременностей.

Трансплантация эмбрионов расширяет возможности обмена генетическим материалом между странами и континентами. В настоящее время США и Англия экспортирует замороженные эмбрионы в 17 стран мира. Только во Францию было экспортировано 1500 эмбрионов. В бывшем СССР в 1990 году создана англо-советская фирма по заготовке и экспорту эмбрионов оренбургских пуховых коз.

Метод трансплантации эмбрионов может быть использован для создания генофонда редких и исчезающих пород животных.

Метод может быть использован для строгого контролируемого получения двоен, при этом возможны два подхода: пересадка реципиенту двух эмбрионов (по одному в каждый рог); подсадка эмбриона в свободный рог матки на 7-8 день после осеменения. Это позволяет получить 130-140 телят на 100 маток.

Уже в настоящее время метод эмбриопересадок оказывает крупномасштабное воздействие на генетический прогресс в молочном скотоводстве, поскольку комплектование центров и станций искусственного осеменения проводится бычками-трансплантантами. В 1986 году центры искусственного осеменения США были на 50% укомплектованы бычками-трансплантантами.

 

Краткая история метода

Первое сообщение об успешной пересадке эмбрионов от одной самки в репродуктивный тракт другой сделал почти 100 лет назад английский биолог Хипп.

Видный советский биолог А.И. Лопырин на базе ВНИИ овцеводства и козоводства с 1949 по 1952 г. осуществил более 200 эмбриопересадок у овец. Результаты этих экспериментов он изложил в монографии «Биология размножения овец». Параллельно в Полтавском НИИ свиноводства А.В. Квасницкий успешно проводил опыты по пересадке эмбрионов свиней. К сожалению, эти работы, намного опережавшие зарубежный опыт тех лет, в дальнейшем были приостановлены как якобы бесперспективные.

Начало практической реализации метода трансплантации эмбрионов относится к 1971-1974 гг. Наибольший размах эта работа получила в США, Канаде, Англии, ФРГ, Франции, Ирландии, Австрии, Дании. Ежегодное число эмбриопересадок достигло 100 тыс. в США и Канаде, и 25-30 тыс. в странах Западной Европы.

У нас первого трансплантанта (теленка) получили в 1977 г. в Калужской области. Однако началом применения метода в животноводстве следует считать 1984 г.

Для быстрейшего решения научно-практических задач по эмбриопересадкам были созданы отделы трансплантации эмбрионов при отраслевых (головных) научно-исследовательских институтах. Координация их деятельности была в свое время возложена на Всесоюзное научно-производственное объединение по племенному делу в животноводстве.

За 1987 г. в нашей стране получено 7420 полноценных эмбрионов, родилось 1589 трансплантантов.

В 1986 г. в г. Тарту состоялся первый Всесоюзный симпозиум по вопросам трансплантации эмбрионов. В 1987 г. издана «Инструкция по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота».