Развитие плода с момента зачатия: Течение беременности по неделям

Содержание

Имплантация эмбриона – Юнона

Имплантация эмбриона: содержание статьи

  • Что такое имплантация эмбриона
  • Когда происходит имплантация эмбриона. Сроки
  • Симптомы
  • Имплантация при ЭКО
  • Почему прикрепление не происходит
  • Как увеличить шансы на успешную имплантацию

Что такое имплантация эмбриона

Яйцеклетка созревает в фолликуле. В определенный момент оболочка фолликула разрывается, ооцит попадает в брюшную полость, затем в маточную трубу. Если происходит незащищенный половой акт, сперматозоиды попадают в женские половые пути и начинают движение по трубам. Там один из них встречается с яйцеклеткой, растворяет ее оболочку и оплодотворяет ее.

Дальше начинается процесс деления, в ходе которого количество клеток постоянно удваивается. Одновременно зигота движется по фаллопиевой трубе в сторону матки. Ее клетки формируют внутренний слой — эмбриобласт, и наружный — трофобласт. За счет трофобласта при имплантации после зачатия зародыш прикрепляется к стенке матки, врастая в эндометрий, связываясь с организмом матери.

Этот процесс тоже происходит поэтапно. Сначала эмбрион прилепляется к слизистой оболочке — это стадия адгезии. Затем из трофобласта образуются ворсинки, которые врастают в эндометрий, выделяя при этом вещества, размягчающие и разрушающие внутреннюю оболочку матки: сосуды, соединительную ткань. Таким образом на поверхности матки образуется выемка, или углубление, в которую полностью погружается зародыш — это инвазия.

Ворсинки трофобласта в дальнейшем формируют хорион, который обеспечивает поступление полезных веществ и кислорода, выделяет гормоны. Благодаря этому плод получает всё необходимое для роста и развития.

Когда происходит имплантация эмбриона. Сроки

От оплодотворения до прикрепления проходит примерно 8 — 9 дней. Разбивка по этапам такая:

  • Зачатие — возможно в течение 1 суток после овуляции. В среднем овуляция происходит на 14 день менструального цикла (цифра приведена для 28-дневного цикла). Если у вас цикл короче или длиннее, нужно высчитать заветную дату индивидуально, используя тесты, календарный метод или УЗИ-фолликулометрию;
  • В течение 3 — 5 дней после зачатия зигота продвигается по фаллопиевой трубе в сторону матки;
  • На 6 — 7 сутки после зачатия начинается имплантация, которая длится почти 2 суток.

Получается, в среднем прикрепление может произойти на 25 — 27 день менструального цикла.

Могут ли быть отклонения и на какой день после зачатия происходит имплантация, если цикл не 28-дневный? Сроки могут быть разными. Выделяют раннюю имплантацию — в течение недели после овуляции, и позднюю — после 10-го дня после. Их считают вариантами нормы. Но нужно учитывать некоторые нюансы.

Например, если имплантация эмбриона после зачатия случилась на 6 день, к этому времени эндометрий может быть «незрелым», тонким. Как итог — зародыш не полностью погружается в эндометрий, из-за чего высока вероятность прерывания и фетоплацентарной недостаточности. Подобное отклонение чаще всего встречается при избыточной продукции прогестерона.

А если зародыш попадает в полость матки слишком поздно, внутренняя оболочка претерпевает некоторые изменения, что также может привести к выкидышу в первом триместре. Причиной задержки продвижения эмбриона может быть патология фаллопиевых труб, когда сокращения стенок слишком слабые, спайки и сужения органа, сбой в делении клеток зародыша.

Симптомы

Признаков, которые бы со 100%-ной достоверностью говорили об имплантации эмбриона, нет. Но судя по отзывам многих женщин, они физически ощущали изменения, происходящие в организме в этот момент. Очевидно, эти ощущения были связаны с гормональной перестройкой, которая вызывает каскад изменений в организме.

Характерные субъективные симптомы имплантации после зачатия следующие:

  • боли внизу живота — тянущие, скручивающие, сопровождающиеся усиленной пульсацией;
  • слабость, недомогание, рвота, тошнота, головокружение;
  • небольшое повышение температуры до 37,5 градусов;
  • эмоциональная неустойчивость, раздражительность;
  • изменение вкуса.

Есть и объективные симптомы, которые определяет врач на осмотре. Далее расскажем о них.

Базальная температура

Базальная температура — температура в полости прямой кишке, которую измеряют по утрам, зависит от уровня гормонов. В течение цикла ее значения меняются. Так, в первой фазе, когда происходит созревание фолликула под влиянием эстрогенов, термометр показывает цифры до 36,4 градусов. Перед овуляцией температура становится ниже — 36,2 градусов.

После разрыва фолликула на его месте образуется желтое тело — временная структура, которая синтезирует прогестерон (гормон беременности). Гормон нужен для созревания эндометрия. Кроме этого, он повышает температуру до 37,0 — 37,2 градусов. Если происходит зачатие, а после него — имплантация эмбриона, уровень прогестерона кратковременно снижается. На температурной кривой вы увидите резкое западение: в районе 36,4 — 36,6 градусов. Затем концентрация прогестерона вновь повышается, и базальная температура остается в пределах 37,0 градусов всю беременность.

Эти изменения ректальной температуры характерны только для нормальной протекающей беременности. Если у женщины имеются гормональные нарушения, повышена общая температура тела вследствие воспалительного процесса, колебания температуры нельзя считать симптомом имплантации после зачатия.

Кровотечение

Имплантационное кровотечение обусловлено повреждением мелких кровеносных сосудов во время врастания нитей трофобласта в эндометрий. Проходит в течение двух суток. Объем кровопотери небольшой: на белье просто появляются розоватые пятна. Женщина может даже не заметить выделения.

Обильного кровотечения при имплантации эмбриона не бывает. Если вы увидели, что количество выделений значительное — обратитесь к врачу. Нужно исключить маточное кровотечение, нарушения свертываемости и другие состояния, при которых требуется адекватная терапия.

Все перечисленные симптомы — как объективные, так и субъективные, необходимо оценивать в комплексе. Например, повышение только базальной температуры, или только тошнота и слабость не являются доказательством состоявшейся имплантация эмбриона после зачатия.

Изменения молочных желез и шейки матки

Хорионический гонадотропин, который начинает выделяться после зачатия и имплантации эмбриона, влияет на состояние молочных желез. Он стимулирует развитие железистой ткани молочных желез, таким образом подготавливая организм к лактации. Грудь болит, соски темнеют, становится видна сосудистая сеточка.

Кровоснабжение репродуктивных органов после зачатия усиливается. Поэтому шейка матки становится мягкой, меняет цвет с розового на синюшный. При осмотре врач определит ее низкое расположение, что связано с увеличением размеров матки.

Имплантация при ЭКО

При ЭКО оплодотворение проводится вне организма женщины: в пробирке в лабораторных условиях. На первом этапе врачи стимулируют овуляцию, чтобы получить больше яйцеклеток. Затем пунктируют яичники и проводят забор ооцитов, оплодотворяют их спермой мужа или донора. Когда эмбрионы достигают определенной степени зрелости, переносят 1 или 2 из них в полость матки.

Имплантация эмбриона в цикле ЭКО происходит иначе, чем при естественном зачатии, да и продолжительность самого процесса дольше 40 часов. Прикрепление 3-дневных эмбрионов возможно не раньше 3-х дней после переноса. Если используются криоконсервированные зародыши, процесс длится еще дольше. А вот 5-дневные материал способен врастать уже через несколько часов. При этом вероятность удачной подсадки выше также у более взрослых зародышей.

Непосредственно имплантация эмбриона происходит так же, как и при естественном зачатии. Так как у женщин, которые решаются на искусственное оплодотворение, проблема часто заключается в патологии эндометрия, важно правильно подготовиться к протоколу. Нежелательна как слишком большая толщина, так и слишком тонкая. Поэтому женщина проходит обследование, в ходе которого выясняют состояние репродуктивных органов.

Если внутренняя оболочка матки тоньше, чем нужно для имплантации эмбриона после зачатия, ее наращивают с помощью гормональных препаратов. Все процессы должны проходить синхронно, чтобы к моменту пересадки оболочка была нужной толщины.

Почему прикрепление не происходит

В некоторых случаях у пары происходит зачатие, а с имплантацией эмбриона возникают проблемы. Разберем, какие причины могут привести к такому результату.

Родительские факторы:

  • эндокринная патология — болезни щитовидной железы, дефицит женских гормонов, из-за которых эндометрий не созревает до нужной толщины;
  • иммунная патология — в результате сбоя в работе иммунной системы клетки начинают воспринимать зародыш как инородное тело и атакуют его;
  • дефектный эндометрий — вследствие операций, травм, выскабливаний и прерывания беременности;
  • болезни матки — эндометрит, кисты, эндометриоз, миома больших размеров, аномалии развития;
  • сопутствующая патология женщины — болезни сердечно-сосудистой и нервной системы, избыточный вес;
  • вредные привычки — ухудшают состояние репродуктивных органов, снижают качество ооцитов;
  • дефектные сперматозоиды вследствие вредных привычек, сопутствующих заболеваний мужчины.

Плодовые факторы:

  • хромосомные аномалии;
  • замедленное развитие эмбриона.

Имплантация эмбриона после зачатия зависит еще от одной структуры — пиноподий. Это выросты на поверхности матки, к которым непосредственно прикрепляется будущий плод. При снижении количества пиноподий, прикрепление может не произойти.

Аномальное прикрепление эмбриона

Имплантация эмбриона вне тела матки называется внематочной беременностью. Зародыш может прикрепиться к стенке фаллопиевой трубы (в большинстве случаев), к поверхности яичников и брюшины, в шейке матки. К аномальному процессу приводят гормональные нарушения, воспалительные процессы, непроходимость труб, объемные образования матки.

Женщина будет жаловаться на боли, интенсивность которых нарастает по мере прогрессирования беременности. Возможны кровотечения, слабость. Чтобы предотвратить разрыв и внутреннее кровотечение, необходима ранняя диагностика (УЗИ органов малого таза) и своевременная хирургическая операция.

Как увеличить шансы на успешную имплантацию

Таким образом, в процессе оплодотворения и последующего прикрепления участвуют:

  • Яйцеклетка — нужно, чтобы произошла овуляция, яйцеклетка была здоровой. Для того, чтобы ооцит был высокого качества, необходимо нормализовать гормональный фон. В периоде подготовки к беременности рекомендуется проходить обследование, по результатам которого врач назначит коррекцию обнаруженных нарушений. Важно также устранить другие факторы, которые могут негативно повлиять на имплантацию эмбриона: избавиться от лишнего веса, убрать из рациона крепкий кофе и чай, консервированные продукты. Вместо них полезно употреблять больше овощей и фруктов, зелени. При необходимости доктор может назначить витаминно-минеральные комплексы. Обязательно нужно принимать фолиевую кислоту (фолаты) для профилактики пороков развития нервной системы;
  • Эндометрий — самым важным параметром является толщина. Эндометрий под действием гормонов созревает, утолщается. Момент, когда эта оболочка максимально готова «принять» зародыш, называется «окно имплантации». Парам, которые планируют беременность, следует определить благоприятный для них период. Он длится не более 2 суток, значит, в этот период должен состояться половой контакт. На состояние внутренней оболочки влияет патология репродуктивной системы. Если есть какие-либо нарушения, то необходимо пройти курс лечения задолго до предполагаемого зачатия;
  • Пиноподии — выпячивания клеток эндометрия. Максимальное количество этих структур наблюдается в середине цикла, то есть по времени совпадает с «окном имплантации». А возникают они на 6 — 9 после овуляции, исчезают через 1 — 2 суток. Для точного определения пиноподий врач может назначить биопсию — забор внутренней оболочки матки и ее исследование;
  • Сперматозоиды — важны такие качества, как жизнеспособность, подвижность, количество. На качество спермы влияют общее состояние здоровья мужчины, перенесенные заболевания, операции, травмы. Следует обратить особое внимание на эпидемический паротит: детская инфекция поражает железистые органы, к которым относятся яички. Также будущему папе необходимо пройти обследование, а при выявлении болезней — своевременно пролечиться. Врачи рекомендуют отказаться от вредных привычек, наладить образ жизни, питание. Мужчина также должен принимать фолиевую кислоту для профилактики аномалий нервной системы будущего малыша.

Что делать после секса?

При естественном зачатии ограничений в сексуальной жизни нет. Если проводилось искусственное оплодотворение, необходимо соблюдать половой покой: как возбуждение, так и коитус с оргазмом повышают тонус матки, из-за чего вероятность успешной имплантации эмбриона снижается. Будущей маме в первые сутки рекомендуется строгий постельный режим, затем она может начать потихоньку вставать и двигаться, соблюдая осторожность. Ей нельзя поднимать тяжести, совершать резкие движения.

Любые препараты в этот период можно принимать только после согласования с врачом.

Покажут ли тесты беременность?

После прикрепления зародыша к стенке матки формируется хорион, который синтезирует ХГЧ — хорионический гонадотропин. Тесты на беременность реагируют именно на них: на тест-полоску нанесет реактив, который при контакте с гормоном беременности окрашивается.

Дело в том, что тест может «уловить» гормон только с определенного уровня. В самом начале беременности концентрация очень низкая, поэтому исследование покажет отрицательный результат. Если взять самый чувствительный тест, он достоверно покажет положительный результат спустя 7 — 9 дней после имплантации эмбриона. Низкочувствительные тест-полоски информативны только с 14 дня после оплодотворения.

Советы будущим родителям

Если вы планируете стать родителями — задумайтесь о своем здоровье задолго до зачатия. Эта рекомендация актуальна и для будущей мамы, и для папы. Имплантация эмбриона — сложный, многоэтапный процесс, на который влияют множество факторов. Целесообразно заранее пройти обследование, наладить режим дня и рацион питания, отказаться от вредных привычек. Пройдя эти шаги, вы намного повысите шансы на успешное оплодотворение и имплантацию.

КАК ИЗБЕЖАТЬ ВРОЖДЁННЫХ ПОРОКОВ РАЗВИТИЯ У СВОЕГО РЕБЁНКА?

До сих пор в Украине до 6% детей рождается с врожденными пороками развития (ВПР). Именно они являются основной причиной смертности и инвалидизации детей до 1 года. Во избежание многих аномалий развития плода достаточно перед планированием беременности обратиться к врачам, пройти ряд доступных обследований и правильно подготовиться к зачатию. К сожалению, большинство супружеских пар пренебрегают этими простыми правилами.

Именно для распространения информации о шагах, которые следует делать всем будущим родителям, чтобы иметь здоровых детей, в 2015 году был основан Всемирный день предупреждения врожденных пороков развития. Отмечают его ежегодно 3 марта.

Что конкретно нужно сделать?

1) Принимать фолиевую кислоту (витамин В9) до и во время беременности. Нехватка этого вещества в организме женщины на момент зачатия может вызвать такие серьезные недостатки в развитии плода, как анэнцефалия, дефекты невральной трубки, мозговые грыжи, гидроцефалию («водянка головного мозга»).

Фолиевая кислота нужна не только женщинам, планирующим беременность, но и мужчинам. Фолат вместе с витаминами C, E и цинком участвуют в образовании здоровых сперматозоидов. Доказано, что фолиевую кислоту можно принимать с профилактической целью до зачатия ребенка. Поэтому баночка этого препарата будет лучшим подарком на свадьбу молодой паре, которая планирует рождение детей.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует женщинам и мужчинам за 1-2 месяца до первых попыток зачать ребенка ежедневно употреблять по 400 микрограмм фолиевой кислоты.

2) Контролировать употребления алкоголя. А ещё лучше отказаться от него вообще за 2-3 месяца до планирования беременности. Ведь пренатальное влияние алкоголя является одной из самых частых причин нарушения умственного развития детей.

По статистике, более 3% беременных женщин употребляют алкоголь в значительных дозах, что может привести к отклонениям в умственном развитии ребенка. Уже доказана взаимосвязь между употреблением беременной алкоголя и частотой выявления пороков сердца у новорожденных.

Кроме того, алкоголь приводит к рождению детей с алкогольным синдромом плода (АСП). Обычно 41% таких детей попадают в интернаты. А 7% из них не доживают и до года.

3) Вакцинироваться, согласно Календаря иммунизации, желательно всем взрослым в семье, где планируют рождение ребенка. В частности, доказано, что перенесенная женщиной во время беременности краснуха приводит к аномалиям развития сердечно-сосудистой и нервной систем ребенка, врожденной патологии органов зрения и слуха.

4) Планировать беременность. Желание супружеской пары правильно зачать, выносить и родить здорового ребенка уже является залогом того, что беременность и роды пройдут успешно, а ребенок родится здоровым.

Поэтому парам, которые планируют пополнение, врач акушер-гинеколог и врач-генетик, руководитель женской консультации Медицинского центра «Медикавер» Марьяна Тенета, советует прийти к врачу за 4-6 месяцев до попыток зачатия ребенка и пройти обследование.

Перед началом обследований важно исследовать и рассказать друг другу (а также и врачам во время консультаций) обо всех болезнях, которые случались в семьях мужа и жены.

Обследование женщины начинается с визита к гинекологу, который проводит общий осмотр, ультразвуковое обследование органов малого таза и щитовидной железы, берет мазок на флору и цитологию, проверяет, нет ли хронических урогенитальных и TORCH-инфекций, направляет на анализы на ВИЧ и сифилис, гепатиты В и С. Полезно сделать также общеклинические анализы: крови (с определением группы и резуса), мочи, обследоваться на уровень тиреотропного гормона, который регулирует репродуктивную функцию. Если у женщины есть хронические заболевания или патологии, то желательно пройти дополнительный осмотр и у профильных специалистов.

Для мужчин перечень обследований короче, но не менее важный: анализ на ВИЧ и сифилис, урогенитальные инфекции, гепатиты В и С, спермограмма, которая показывает количество, качество и подвижность сперматозоидов.

Есть и другие факторы, вызывающие врожденные пороки развития у детей, но предотвратить их гораздо труднее, чем перечисленные выше. Это – радиация, неблагоприятная экологическая ситуация, действие различных химикатов и лекарственных средств. К сожалению, для Украины, до сих пор переживающей последствия Чернобыльской катастрофы, они являются чрезвычайно актуальными.

Стало быть, мы и так живём в зоне риска. Не испытывайте себя на прочность. Позаботьтесь о будущем – следите за здоровьем и планируйте беременность, чтобы появление детей было для вас настоящей радостью, а не очередным испытанием на прочность.

Опытные же врачи медицинских учреждений Медикавер в Украине помогут вам в этом.

Услуги Гинекология Ведение беременности в Североуральске

Ведение беременности представляет собой комплекс предохранительных процедур для успешного вынашивания и рождения ребенка. Обращаясь к нашему гинекологу за сопровождением процесса беременности, пациентка получит всю необходимую помощь в рамках грамотного ведения и окончания периода вынашивания плода.

Содержание медицинской программы

Программа по ведению беременности, проводимая нашими дипломированными гинекологами,включает в себя совокупность профилактических, диагностических и лечебно-терапевтических методик. Медицинская помощь направлена на безопасное и максимально комфортное вынашивание и рождение малыша.

В течение 9-ти месяцев течения беременности и после родов женщина будет получать необходимую медицинскую, психологическую и информационную поддержку от специалистов нашего центра. В итоге будущая мать будет осведомлена о вопросах подготовки к родам и ухода за новорожденным.

Ведение беременности предполагает следующие процедуры:

  • предварительное консультирование;
  • диагностическое обследование до родов;
  • коррекция обнаруженных патологий;
  • отслеживание и анализ течения беременности;
  • подготовка к родам;
  • психоэмоциональная терапия;
  • обследование состояния здоровья матери и ребенка после родов.
  • послеродовое восстановление.

План обследования

Ведение беременности профессиональным врачом-гинекологом позволяет спланировать дату и порядок проведения обследований, узнать особенности подготовки к анализам. Клиническая диагностика в связи с наступлением беременности состоит из:

  • осмотра акушера-гинеколога, который проводится не реже 1 раза в 2-3 недели;
  • осмотра терапевта, отоларинголога и генетика, а также хирурга и окулиста;
  • УЗ-исследования;
  • кардиомониторного контроля плода;
  • допплерометрии;
  • исследования крови, когда производится проверка на ВИЧ, гепатит В и С, гемосиндром. Специалист устанавливает группу крови, наличие антител и резус-фактор. Результаты исследования крови позволяют узнать уровень сахара;
  • анализа мочи;
  • изучения микрофлоры вагинального отделяемого.

Курсы подготовки женщин к родам

На этапе подготовки к вынашиванию плода и родовому процессу специалисты проводят ознакомление пациентки:

  • с принципами правильного питания;
  • с необходимостью дозированной физической активности;
  • с механизмом развития и рождения плода.Беременным доступно разъясняется порядок изменений, происходящих в их теле после момента зачатия;
  • с правилами подготовки к родам, методам снижения болезненности схваток;
  • с основами развитие ребенка.Будущих матерей знакомят со стадиями роста, которые их дети будут проходить на каждом месяце жизни. Женщинам будут даны подробные рекомендации по особенностям ухода и кормления детей разного возраста.

Практика физических упражнений

Помимо теоретической подготовки женщина приобретет навыки лечебной физкультуры. Умение правильного применения комплекса упражнений для беременных поможет сохранить мышечный тонус, ускорить метаболические процессы и поддержать повышенный фон настроения.

Регулярные физические занятия, которые будут проводиться под контролем профессионального инструктора, позволят избежать многих негативных последствий беременности, например, снизить риск развития варикозной болезни или патологий внутренних половых органов. Упражнения являются хорошей профилактикой образования растяжек и превышения массы тела.

Восстановление женского организма

После окончания родов организм требует длительной реабилитации. Наши врачи смогут подобрать для пациентки оптимальный восстановительный курс, который быстро улучшит ее самочувствие.

Болезненные симптомы после родов

Период после вынашивания и рождения ребенка нередко сопровождается такими негативными последствиями как:

  • болевые ощущения в спине, пояснице и груди;
  • набор лишней массы тела;
  • опущение органов малого таза;
  • недержание мочи;
  • запоры;
  • геморрой;
  • нарушение функции сфинктера;
  • депрессивное состояние.

Задачи восстановительной послеродовой терапии

Лечебная терапия, проводимая нашими медиками, помогает женщинам:

  • предупредить функциональные нарушения в области мочеполовых органов;
  • повысить тонус маточной мускулатуры, что поможет быстро восстановить полноценную сексуальную жизнь;
  • нормализовать кровоснабжение и венозный отток;
  • укрепить мускулатуру брюшины, уменьшить растяжку пупка и повысить тонус стенок влагалища;
  • излечить пояснично-крестцовые нарушения;
  • восстановить осанку;
  • нормализовать эмоциональное состояние;
  • улучшить обмен веществ и приобрести правильные пищевые привычки, что поможет избавиться от лишнего веса.

Преимущества наших клиентов

После заказа услуги ведения беременности в нашем медицинском центре будущая мать может рассчитывать на:

  • индивидуальный подход с детальным изучением анамнеза;
  • передовое комплексное обследование лабораторными и инструментальными методами;
  • дополнительные исследования и консультации медицинских специалистов по выявленным заболеваниям;
  • детальное консультирование по вопросам возможных негативных последствий беременности;
  • сопровождение беременности с осложнениями различной степени тяжести и патологическими проявлениями. Например, оказывается помощь при инфекционных, дерматологических, неврологических и сердечно-сосудистых заболеваниях. Врачи клиники занимаются устранением негативных проявлений варикоза, маточной миомы, офтальмологических и гормональных патологий. Гинекологи проводят успешную профилактику выкидышей, снижают дискомфорт будущей матери при многоплодной беременности;
  • помощь грамотного и опытного специалиста, который имеет обширную практику лечения женщин в период беременности;
  • постоянное медицинское наблюдение и контроль состояния здоровья женщины и плода;
  • психологическую поддержку в предродовой и послеродовой период;
  • консультацию педиатра после родов;
  • послеродовую реабилитацию.

Запись на прием


1-й триместр // Миддлсекс Здоровье

Вы беременны. Поздравляем! Вы, несомненно, проведете ближайшие месяцы, задаваясь вопросом, как растет и развивается ваш ребенок. Как выглядит ваш ребенок? Насколько велик он или она? Когда вы почувствуете первый толчок?

Развитие плода обычно протекает по предсказуемому сценарию. Узнайте, что происходит в течение первого триместра, изучив этот еженедельный календарь событий. Имейте в виду, что измерения являются приблизительными.

Недели 1 и 2: Подготовка

Это может показаться странным, но на самом деле вы беременны не первую неделю или две из отведенного на беременность времени. Да, вы прочитали это правильно!

Зачатие обычно происходит примерно через две недели после начала последней менструации. Чтобы рассчитать предполагаемую дату родов, ваш лечащий врач отсчитает 40 недель вперед с начала последней менструации. Это означает, что ваш период считается частью вашей беременности, даже если вы не были беременны в то время.

Неделя 3: Оплодотворение

Сперматозоид и яйцеклетка соединяются в одной из фаллопиевых труб, образуя одноклеточное образование, называемое зиготой. Если высвобождается и оплодотворяется более одной яйцеклетки или если оплодотворенная яйцеклетка разделяется на две, у вас может быть несколько зигот.

Зигота обычно имеет 46 хромосом — 23 от биологической матери и 23 от биологического отца. Эти хромосомы помогают определить пол вашего ребенка и физические черты.

Вскоре после оплодотворения зигота перемещается по фаллопиевой трубе к матке.В то же время он начнет делиться, чтобы сформировать скопление клеток, напоминающее крошечную малину — морулу.

Во время оплодотворения сперматозоид и яйцеклетка соединяются в одной из фаллопиевых труб, образуя зиготу. Затем зигота перемещается по фаллопиевой трубе, где превращается в морулу. Достигнув матки, морула превращается в бластоцисту. Затем бластоциста внедряется в слизистую оболочку матки — этот процесс называется имплантацией.

Неделя 4: Имплантация

Быстро делящийся клубок клеток, теперь известный как бластоциста, начал внедряться в слизистую оболочку матки (эндометрий).Этот процесс называется имплантацией.

Внутри бластоцисты внутренняя группа клеток станет эмбрионом. Внешний слой даст начало части плаценты, которая будет питать вашего ребенка на протяжении всей беременности.

Неделя 5: повышение уровня гормонов

На пятой неделе беременности или на третьей неделе после зачатия резко повышается уровень гормона ХГЧ, вырабатываемого бластоцистой. Это сигнализирует вашим яичникам, что они перестают выпускать яйцеклетки и производят больше эстрогена и прогестерона.Повышенный уровень этих гормонов останавливает менструальный цикл, что часто является первым признаком беременности, и стимулирует рост плаценты.

Эмбрион теперь состоит из трех слоев. Верхний слой — эктодерма — даст начало внешнему слою кожи вашего ребенка, центральной и периферической нервной системе, глазам и внутреннему уху.

Сердце вашего ребенка и примитивная кровеносная система сформируются в среднем слое клеток — мезодерме. Этот слой клеток также послужит основой для костей, связок, почек и большей части репродуктивной системы вашего ребенка.

Внутренний слой клеток — энтодерма — это место, где будут развиваться легкие и кишечник вашего ребенка.

К концу пятой недели беременности — через три недели после зачатия — повышается уровень гормонов.

Неделя 6: Нервная трубка закрывается

На этой неделе быстрый рост. Всего через четыре недели после зачатия нервная трубка вдоль спины вашего ребенка закрывается. Головной и спинной мозг ребенка разовьется из нервной трубки.Сердце и другие органы также начинают формироваться.

Развиваются структуры, необходимые для формирования глаз и ушей. Появляются маленькие бутоны, которые вскоре станут руками. Тело вашего ребенка начинает приобретать С-образную кривизну.

К концу шестой недели беременности — через четыре недели после зачатия — появляются маленькие почки, которые станут руками.

Неделя 7: Развитие головы ребенка

Через семь недель беременности или через пять недель после зачатия мозг и лицо вашего ребенка растут.Становятся видны углубления, которые дадут начало ноздрям, и формируются зачатки сетчаток.

Появляются зачатки нижних конечностей, которые станут ногами, а зачатки рук, проросшие на прошлой неделе, теперь принимают форму лопастей.

К концу седьмой недели беременности — через пять недель после зачатия — мозг и лицо вашего ребенка находятся в центре развития.

Неделя 8: Формирование носа у ребенка

Через восемь недель беременности или через шесть недель после зачатия зачатки нижних конечностей вашего ребенка приобретают форму лопастей.Начали формироваться пальцы. Развиваются небольшие припухлости, очерчивающие будущие раковинообразные части ушей вашего ребенка, и становятся очевидными глаза. Сформировались верхняя губа и нос. Туловище и шея начинают выпрямляться.

К концу этой недели длина вашего ребенка от макушки до крестца может составлять около 1/2 дюйма (11–14 миллиметров) — примерно половина диаметра четвертака США.

К концу восьмой недели беременности — через шесть недель после зачатия — длина вашего ребенка может достигать 1/2 дюйма (11–14 миллиметров).

Неделя 9: у ребенка появляются пальчики

На девятой неделе беременности или через семь недель после зачатия у вашего ребенка вырастают ручки и появляются локти. Пальцы видны, веки формируются. Голова вашего ребенка большая, но все еще имеет плохо сформированный подбородок.

К концу этой недели длина вашего ребенка от макушки до крестца может быть немногим меньше 3/4 дюйма (16–18 миллиметров) — диаметр в пенни США.

К концу девятой недели беременности — через семь недель после зачатия — у вашего ребенка появляются локти.

Неделя 10: локти ребенка сгибаются

К 10-й неделе беременности или через восемь недель после зачатия голова вашего ребенка стала более круглой.

Теперь ваш ребенок может сгибать локти. Пальцы и пальцы теряют перепонки и становятся длиннее. Веки и наружные уши продолжают развиваться. Пуповина хорошо видна.

К концу 10-й недели беременности — через восемь недель после зачатия — пальцы рук и ног вашего ребенка теряют перепонки и становятся длиннее.

Неделя 11: Развитие половых органов ребенка

В начале 11-й недели беременности или на девятой неделе после зачатия голова вашего ребенка все еще составляет примерно половину его длины. Тем не менее, тело вашего ребенка собирается наверстать упущенное.

Теперь ваш ребенок официально считается плодом. На этой неделе лицо вашего ребенка широкое, глаза широко расставлены, веки срослись, а уши низко посажены. Появляются зачатки будущих зубов. Красные кровяные тельца начинают формироваться в печени вашего ребенка.К концу этой недели наружные половые органы вашего ребенка начнут развиваться в пенис или клитор и большие половые губы.

К настоящему времени ваш ребенок может иметь длину около 2 дюймов (50 миллиметров) от макушки до крестца — длину короткой стороны кредитной карты — и весить почти 1/3 унции (8 граммов).

Неделя 12: Ногти ребенка формируются

На двенадцатой неделе беременности или на 10 неделе после зачатия у вашего ребенка вырастают ногти. Теперь лицо вашего ребенка приобрело более развитый профиль.Его или ее кишечник находится в брюшной полости.

К настоящему времени ваш ребенок может быть около 2 1/2 дюйма (61 миллиметр) в длину от макушки до крупа — длина короткой стороны американской банкноты — и весить около 1/2 унции (14 граммов).

К концу 12-й недели беременности — через 10 недель после зачатия — ваш ребенок может весить около 1/2 унции (14 граммов).

© 2022 Фонд медицинского образования и исследований Мэйо (MFMER). Все права защищены.Условия использования

Осложнения беременности и развития плода

Хотя исход беременности у женщин с сахарным диабетом в последние годы улучшился, у младенцев от матерей с диабетом повышен риск серьезных клинических проблем, особенно в раннем неонатальном периоде. К ним относятся родовая травма из-за макросомии, неонатальная гипогликемия, респираторный дистресс-синдром и серьезные врожденные аномалии.Из-за больших трудностей, возникающих при попытках исследовать эти проблемы в протоколах клинических исследований, существует постоянная потребность в создании подходящих животных моделей диабетической беременности. Исследования, проведенные за последнее десятилетие, в первую очередь с химически индуцированным диабетом, предложили методы, которые могут оказаться полезными. В общем, выбор животного для изучения будет зависеть от рассматриваемых гипотез. Например, мелких животных, таких как кролики и крысы, развивших диабет с помощью стрептозотоцина, успешно использовали для исследования развития легких плода.Кроме того, крысиная модель оказалась полезной для оценки аномалий плода, связанных с пороками развития позвоночника и центральной нервной системы. Более крупные животные, такие как приматы, больше подходят для изучения функции плаценты и состава амниотической жидкости при диабетической беременности. Рабочая группа по беременности и развитию плода рекомендует использовать животные модели сахарного диабета для более подробной гормональной и метаболической характеристики матерей с диабетом во время беременности, для изучения физиологии плаценты в отношении передачи субстратов от матери к плоду, для систематического и всестороннее изучение механизмов, контролирующих развитие легких плода, и определение патофизиологии неонатальной гипогликемии.Кроме того, рекомендуется использовать животные модели спонтанного диабета, такие как крысы BB/W, в будущих исследованиях, посвященных беременности и развитию плода. Поскольку у самок со спонтанным диабетом снижается уровень оплодотворяемости, существует острая необходимость в повышении фертильности этих животных, чтобы интенсифицировать исследования развития плода.

14.1 Зачатие и пренатальное развитие – Введение в психологию

Чарльз Стэнгор и Дженнифер Валинга

Цели обучения

  1. Обзор стадий внутриутробного развития.
  2. Объясните, как присутствие тератогенов может нанести вред развивающемуся эмбриону и плоду, и опишите, что может сделать мать, чтобы снизить риск.

Зачатие происходит, когда яйцеклетка матери оплодотворяется спермой отца . У людей процесс зачатия начинается с овуляции , когда яйцеклетка или яйцеклетка (самая большая клетка в организме человека), которая хранилась в одном из двух яичников матери, созревает и высвобождается в маточную трубу .Овуляция происходит примерно в середине менструального цикла женщины и сопровождается высвобождением сложной комбинации гормонов. Гормоны не только способствуют созреванию яйцеклетки, но и способствуют утолщению слизистой оболочки матки, делая ее более подходящей для имплантации оплодотворенной яйцеклетки.

Если у женщины был половой акт в течение одного или двух дней после созревания яйцеклетки, один из 500 миллионов сперматозоидов, отложившихся в результате эякуляции мужчины и продвигающихся вверх по фаллопиевой трубе, может оплодотворить яйцеклетку.Хотя немногие из сперматозоидов способны совершить долгое путешествие, некоторым из самых сильных пловцов удается встретить яйцеклетку. Когда сперматозоиды достигают яйцеклетки в фаллопиевой трубе, они выделяют ферменты, которые атакуют внешнее желеобразное защитное покрытие яйцеклетки, каждая из которых пытается войти первой. Как только один из миллионов сперматозоидов попадает в оболочку яйцеклетки, яйцеклетка немедленно реагирует, блокируя всех других претендентов и в то же время втягивая единственный успешный сперматозоид.

Зигота

В течение нескольких часов после зачатия половина из 23 хромосом яйцеклетки и половина из 23 хромосом спермы сливаются вместе, образуя зиготу оплодотворенную яйцеклетку .Зигота продолжает свой путь по фаллопиевой трубе к матке. Хотя матка находится всего в четырех дюймах от тела женщины, путешествие зиготы, тем не менее, существенно для микроскопического организма, и менее половины зигот выживают после этой ранней стадии жизни. Если зигота все еще жизнеспособна, когда она завершит путешествие, она прикрепится к стенке матки, но если это не так, она будет вымыта женскими менструальными выделениями. В течение этого времени клетки зиготы продолжают делиться: исходные две клетки становятся четырьмя, эти четыре становятся восемью и так далее, пока не появятся тысячи (а в конечном итоге триллионы) клеток.Вскоре клетки начинают дифференцироваться , каждая из которых берет на себя отдельную функцию. Самая ранняя дифференциация происходит между клетками внутри зиготы, которые начнут формировать развивающееся человеческое существо, и клетками снаружи, которые образуют защитную среду, обеспечивающую поддержку новой жизни на протяжении всей беременности.

Эмбрион

Когда зигота прикрепляется к стенке матки, она называется эмбрионом .Во время эмбриональной фазы, которая продлится следующие шесть недель, формируются основные внутренние и внешние органы, каждый из которых начинается на микроскопическом уровне и состоит всего из нескольких клеток. Изменения во внешнем виде эмбриона будут быстро продолжаться с этого момента до рождения.

В то время как внутренний слой эмбриональных клеток занят формированием самого эмбриона, внешний слой формирует окружающую защитную среду, которая поможет эмбриону пережить беременность. Эта среда состоит из трех основных структур: амниотический мешок представляет собой заполненный жидкостью резервуар, в котором эмбрион (который вскоре станет известен как плод) будет жить до рождения и который действует как подушка против внешнего давления и как регулятор температуры . плацента — это орган, обеспечивающий обмен питательными веществами между эмбрионом и матерью и в то же время отфильтровывающий вредные вещества . Фильтрация происходит через тонкую мембрану, которая отделяет кровь матери от крови плода, позволяя им делиться только тем материалом, который способен пройти через фильтр. Наконец, пуповина   напрямую связывает эмбрион с плацентой и передает весь материал плоду .Таким образом, плацента и пуповина защищают плод от многих чужеродных агентов в организме матери, которые в противном случае могли бы представлять угрозу.

Плод

Начиная с девятой недели после зачатия эмбрион становится плодом. Определяющей характеристикой эмбриональной стадии является рост. Все основные аспекты растущего организма были сформированы в эмбриональной фазе, и теперь у плода есть примерно шесть месяцев, чтобы перейти от веса менее унции к весу в среднем от шести до восьми фунтов.Это настоящий скачок роста.

Плод начинает приобретать многие черты человека, в том числе подвижные (к третьему месяцу плод способен сгибать и разжимать пальцы, сжимать кулаки, шевелить пальцами ног), спать, а также ранние формы глотания и дыхания. У плода начинают развиваться органы чувств, он становится способным различать вкусы и реагировать на звуки. Исследования показали, что у плода даже вырабатываются некоторые первоначальные предпочтения. Новорожденный предпочитает голос матери голосу незнакомца, языки, слышимые в утробе матери, другим языкам (DeCasper & Fifer, 1980; Moon, Cooper, & Fifer, 1993) и даже продукты, которые мать ела во время родов. беременность (Mennella, Jagnow, & Beauchamp, 2001).К концу третьего месяца беременности становятся видны половые органы.

Как окружающая среда может повлиять на уязвимый плод

Пренатальное развитие — сложный процесс, который не всегда может идти по плану. Около 45% беременностей заканчиваются выкидышем, причем часто мать даже не подозревает об этом (Moore & Persaud, 1993). Хотя амниотический мешок и плацента предназначены для защиты эмбриона, вещества, которые могут нанести вред плоду , известные как тератогены , тем не менее могут вызывать проблемы.Тератогены включают в себя общие факторы окружающей среды, такие как загрязнение воздуха и радиация, а также сигареты, алкоголь и наркотики, которые может употреблять мать. Тератогены не всегда наносят вред плоду, но более вероятно, что это произойдет, когда они встречаются в больших количествах, в течение более длительных периодов времени и во время более чувствительных фаз, например, когда плод растет наиболее быстро. Наиболее уязвимый период для многих органов плода приходится на очень ранние сроки беременности — еще до того, как мать узнает, что она беременна.

Вредные вещества, которые проглатывает мать, могут нанести вред ребенку. Курение сигарет, например, снижает содержание кислорода в крови как матери, так и ребенка, и может привести к тому, что плод родится с недостаточным весом. Другой серьезной угрозой является фетальный алкогольный синдром (ФАС), состояние, вызванное употреблением алкоголя матерью, которое может привести к многочисленным пагубным последствиям развития, включая аномалии конечностей и лица, генитальные аномалии и умственную отсталость . По оценкам, каждый год в Канаде девять детей из каждых 1000 рождаются с нарушениями фетального алкогольного спектра (FASD), и это считается одной из основных причин умственной отсталости в современном мире (Health Canada, 2006; Niccols, 1994). .Поскольку не существует известного безопасного уровня потребления алкоголя беременной женщиной, Агентство общественного здравоохранения Канады (2011 г.) заявляет, что не существует безопасного количества или безопасного времени для употребления алкоголя во время беременности. Поэтому лучшим подходом для будущих мам является полный отказ от алкоголя. Злоупотребление наркотиками матерью также вызывает серьезную озабоченность и считается одним из самых серьезных факторов риска, с которым сталкиваются еще не родившиеся дети.

Рисунок 14.1 Проведение пренатального скрининга. Пренатальные обследования, в том числе УЗИ, помогают выявить потенциальные врожденные дефекты и другие потенциально опасные состояния.

Среда, в которой живет мать, также оказывает большое влияние на развитие ребенка (Duncan & Brooks-Gunn, 2000; Haber & Toro, 2004). Дети, рожденные в условиях бездомности или бедности, чаще всего имеют недоедающих матерей, страдающих от домашнего насилия, стресса и других психологических проблем, а также курящих или злоупотребляющих наркотиками. И дети, рожденные в бедности, также чаще подвергаются воздействию тератогенов. Воздействие бедности может также усугублять другие проблемы, создавая существенные проблемы для здорового развития ребенка (Evans & English, 2002; Gunnar & Quevedo, 2007).

Матери обычно проходят генетические анализы и анализы крови в первые месяцы беременности для определения состояния здоровья эмбриона или плода. Они могут пройти сонографию, УЗИ, амниоцентез или другие тесты (рис. 14.1). Скрининг выявляет потенциальные врожденные дефекты, в том числе дефекты нервной трубки, хромосомные аномалии (например, синдром Дауна), генетические заболевания и другие потенциально опасные состояния. Ранняя диагностика пренатальных проблем может позволить медикаментозное лечение улучшить здоровье плода.

 

Ключевые выводы

  • Развитие начинается в момент зачатия, когда сперматозоид отца сливается с яйцеклеткой матери.
  • В течение девяти месяцев развитие происходит от одной клетки к зиготе, а затем к эмбриону и плоду.
  • Плод связан с матерью через пуповину и плаценту, которые позволяют плоду и матери обмениваться питательными веществами и выделениями. Плод защищен амниотической оболочкой.
  • Эмбрион и плод уязвимы и могут пострадать от присутствия тератогенов.
  • Курение, употребление алкоголя и наркотиков могут нанести вред развивающемуся эмбриону или плоду, и мать должна полностью воздерживаться от такого поведения во время беременности или если она планирует забеременеть.
  • Факторы окружающей среды, особенно бездомность и бедность, оказывают существенное негативное влияние на здоровое развитие ребенка.

Упражнения и критическое мышление

  1. Какого поведения следует избегать женщине, когда она решает попытаться забеременеть или когда узнает, что беременна? Как вы думаете, должна ли способность матери вести здоровый образ жизни влиять на ее решение иметь ребенка?
  2. Учитывая негативное влияние бедности на человеческое развитие, какие шаги, по вашему мнению, должны предпринять общества, чтобы попытаться уменьшить бедность?

Авторство изображений

Рис. 14.1: «Leipzig, Universitätsklinik, Untersuchung» от Grubitzsch (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Bundesarchiv_Bild_183-1990-0417-001,_Leipzig,_Universit%C3%A4tsklinik,_Untersuchung.jpg) находится под лицензией CC BY-SA 3.0 DE (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.en).

Ссылки

ДеКаспер, А. Дж., и Файфер, В. П. (1980). О человеческих связях: Новорожденные предпочитают голоса своих матерей. Наука, 208 , 1174–1176.

Дункан, Г., и Брукс-Ганн, Дж.(2000). Семейная бедность, реформа системы социального обеспечения и развитие детей. Развитие ребенка, 71 (1), 188–196.

Эванс, Г.В., и Инглиш, К. (2002). Среда бедности: многократное воздействие стрессора, психофизиологический стресс и социально-эмоциональная адаптация. Развитие ребенка, 73 (4), 1238–1248.

Гуннар, М., и Кеведо, К. (2007). Нейробиология стресса и развития. Ежегодный обзор психологии, 58 , 145–173.

Хабер, М.и Торо, П. (2004). Бездомность среди семей, детей и подростков: эколого-развивающая перспектива. Обзор клинической детской и семейной психологии, 7 (3), 123–164.

Министерство здравоохранения Канады. (2006). Это ваше здоровье: расстройство фетального алкогольного спектра [PDF]. Получено в июне 2014 г. с http://www.hc-sc.gc.ca/hl-vs/alt_formats/pacrb-dgapcr/pdf/iyh-vsv/diseases-maladies/fasd-etcaf-eng.pdf

.

Mennella, JA, Jagnow, CP, & Beauchamp, GK (2001). Пренатальное и постнатальное изучение вкуса у младенцев. Педиатрия, 107 (6), e88.

Мун, К., Купер, Р.П., и Файфер, В.П. (1993). Двухдневные дети предпочитают свой родной язык. Поведение и развитие младенцев, 16 , 495–500.

Мур, К., и Персо, Т. (1993). Развивающийся человек: клинически ориентированная эмбриология  (5-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс.

Николс, Джорджия (1994). Фетальный алкогольный синдром: последствия для психологов. Обзор клинической психологии, 14 , 91–111.

Агентство общественного здравоохранения Канады. (2011). Руководство по здоровой беременности. Получено 10 мая 2014 г. с сайта http://www.phac-aspc.gc.ca/hp-gs/guide/index-eng.php

.

Материнское обогащение во время беременности ускоряет развитие сетчатки плода

Abstract

Влияние материнской среды на развитие плода в значительной степени не изучено, имеющиеся данные касаются только пагубных последствий, вызванных пренатальным стрессом. Здесь мы исследовали влияние пренатального обогащения на раннее развитие зрительной системы плода.Мы изучили анатомическое развитие сетчатки крысы, анализируя миграцию нейральных предшественников и процесс гибели ганглиозных клеток сетчатки, который играет ключевую роль в скульптурировании развивающейся системы сетчатки в перинатальном возрасте. Количество апоптотических клеток в слое ганглиозных клеток сетчатки анализировали с использованием двух различных методов: наличие пикнотических ядер, окрашенных на крезилвиолет, и появление фрагментации ДНК (метод Тунеля). Мы сообщаем, что обогащение окружающей среды матери во время беременности влияет на структурное созревание сетчатки, ускоряя миграцию нейральных предшественников и динамику естественной гибели клеток.Эти эффекты, по-видимому, находятся под контролем инсулиноподобного фактора роста-I: его уровни, более высокие у обогащенных беременных крыс и в их молоке, повышаются и у их потомства, его нейтрализация отменяет действие материнского обогащения на развитие сетчатки и хронические Инъекция инсулиноподобного фактора роста I самкам стандартного воспитания имитирует эффекты обогащения плода. Таким образом, развитие зрительной системы чувствительно к стимуляции окружающей среды во время пренатальной жизни. Эти результаты могут иметь значение для направления клинических исследований в области пренатальной терапии.

Образец цитирования: Sale A, Cenni MC, Ciucci F, Putignano E, Chierzi S, Maffei L (2007) Материнское обогащение во время беременности ускоряет развитие сетчатки плода. ПЛОС ОДИН 2(11): е1160. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160

Академический редактор: Томас Рех, Вашингтонский университет, Соединенные Штаты Америки

Получено: 20 сентября 2006 г.; Принято: 17 октября 2007 г .; Опубликовано: 14 ноября 2007 г.

Авторское право: © 2007 Sale et al.Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания оригинального автора и источника.

Финансирование: Это исследование было поддержано PRIN 04, FISR CNR/MIUR.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Во время развития нервная система очень пластична к влиянию окружающей среды.Опыт необходим в первые недели жизни после рождения, когда сенсорная активность способствует совершенствованию и поддержанию нейронных связей. Зрительная система возникла как парадигматическая модель развития и пластичности нейронных связей под влиянием внешней среды [1]. Недавно мы показали, что постнатальное обогащение окружающей среды, состояние повышенных физических упражнений, социальных взаимодействий и сенсорной стимуляции приводит к заметному ускорению развития зрительной системы на поведенческом, электрофизиологическом и молекулярном уровне [2]–[4].

Гораздо меньше известно о влиянии окружающей среды на развитие центральной нервной системы во внутриутробном периоде жизни. Единственное доступное свидетельство касается вредного воздействия пренатального стресса на эмбриональное развитие. Пренатальный стресс тесно связан с задержкой роста [5], [6], структурными пороками развития [6], задержкой моторного развития [7], а также с поведенческими аномалиями и нарушением когнитивных функций во взрослом возрасте [8]–[14]. У людей хорошо известно, что потомство матерей, испытывающих стресс во время беременности, имеет повышенный риск неожиданной смерти из-за структурных пороков развития, повышенной частоты самопроизвольных абортов, сниженного веса при рождении и проявляет долгосрочные поведенческие аномалии [14]. 15].

Несмотря на эти данные о вредном воздействии пренатального стресса, возможность того, что воздействие на мать условий повышенной социальности и сенсомоторной активности может влиять на эмбриональное развитие, остается неизученной. В настоящем исследовании мы исследовали этот вопрос, проанализировав, влияет ли обогащение окружающей среды матери во время беременности на развитие зрительной системы плода. Мы обнаружили, что материнское обогащение влияет на анатомическое и молекулярное развитие сетчатки, ускоряя миграцию нейронов-предшественников и вызывая заметное увеличение скорости естественной гибели клеток, важного события развития, которое до сих пор считалось программируемым только внутренними сигналами. независимо от опыта.Эти изменения сопровождались заметным увеличением экспрессии инсулиноподобного фактора роста-I (IGF-I) в сетчатке обогащенных крыс по сравнению со стандартно выращенными животными. Кроме того, введение анти-ИФР-I антисыворотки матерям с высоким содержанием ИФР-1 на поздних сроках беременности полностью предотвращало ускорение развития сетчатки, вызванное обогащением окружающей среды, в то время как инфузии ИФР-1 у стандартных беременных женщин имитировали ЭЭ-эффект ускорения во времени как миграция и гибель ганглиозных клеток.Эти результаты позволяют предположить, что эффекты материнского обогащения на развитие сетчатки находятся под контролем IGF-I.

Результаты

Ускорение динамики гибели естественных ганглиозных клеток за счет материнского обогащения во время беременности

Мы изучили анатомическое развитие сетчатки, анализируя гибель ганглиозных клеток сетчатки (RGC) — процесс, который играет ключевую роль в моделировании развивающейся системы сетчатки в перинатальном возрасте у крыс. Количество RGC в зрелой сетчатке является результатом периода перепроизводства RGC, за которым следует интенсивный процесс запрограммированной гибели клеток (так называемый «апоптоз»).Мы оценили появление апоптотических клеток в слое RGC, используя две разные процедуры, то есть подсчет фрагментированных ядер в коронарных срезах сетчатки, прореагировавших с помощью метода Tunel, и подсчет количества пикнотических клеток в цельных препаратах сетчатки, окрашенных крезил-виолетом. Мы подсчитали апоптотические RGCs у потомков матерей, выращенных в стандартных условиях (SC), и сравнили результаты с результатами, полученными у потомства матерей с обогащенными (EC). Мы обнаружили, что временная динамика гибели РСК была ускорена у ЭК животных: количество апоптотических клеток было выше в ЭК по сравнению с плодами СК на 18-й день эмбрионального развития (Э18) и Э20 и заметно ниже в ЭК по сравнению с щенками СК в постнатальном периоде. день 1 (P1), когда обычно наблюдается пик естественной гибели клеток [16], [17] (рис.1 А ). Однако мы не наблюдали каких-либо различий в количестве RGC между SC и EC животными ни на P1 (195240±7009 для SC, 185607±7101 для EC; t -test, p = 0,347), ни во взрослом возрасте (рис. 1 В ). Сходное количество живых RGCs у крыс EC и SC может быть связано с тем фактом, что уменьшение P1 естественной гибели клеток у крыс EC может компенсировать увеличение количества апоптотических клеток, обнаруженное на E18 и E20. Более того, не было обнаружено различий в количестве и морфологии клеток микроглии сетчатки между щенками ЭК и СК (рис.1 C ), указывая на то, что изменения количества пикнотических клеток, вызванные материнским ЭЭ, отражали истинное изменение скорости гибели клеток, а не изменение скорости клиренса пикнотических дебрисов.

Рисунок 1. (A) Ускоренная естественная гибель клеток в слое RGC крыс EC.

Число апоптотических клеток слоя RGC у крыс EC и SC, проанализированное в указанном возрасте с помощью метода Tunel (вверху) и с окрашиванием цельных препаратов сетчатки крезиловым фиолетовым (внизу). При использовании обоих методов двухфакторный дисперсионный анализ показал влияние возраста ( p <0.001) и жилищных условий ( p <0,05) и значимой взаимосвязи возраста × жилищных условий ( p <0,001). Критерий суммы рангов Манна-Уитни с поправкой Бонферрони выявил разницу между ЭК и СК на E18, E20 и P1 ( p <0,001) для туннельного метода и на E18 и P1 ( p  = 0,002) при окрашивании крезиловым фиолетовым. . (B) Количество RGC не отличалось между SC и EC взрослыми крысами ни по оценке 50% от общего числа клеток в слое RGC (A), ни путем вычитания количества перемещенных амакриновых клеток, оставшихся в слое RGC через 30 дней. после ипсилатеральной перерезки зрительного нерва по количеству клеток, подсчитанных в контралатеральной сетчатке (Б) ( p  = 0.77 и 0,28, t-критерий). (C) Микрофотографии слоя RGC цельных препаратов сетчатки P1, помеченных изолектином B4. Качественной разницы в форме и интенсивности клеток микроглии между щенками SC и EC обнаружено не было. Масштабная линейка: 20 мкм. График: количество клеток микроглии в слое RGC крыс SC и EC. Критерий суммы рангов Манна-Уитни не показал различий между двумя группами ( p  = 0,429). Столбцы указывают с.э.м.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160.g001

Материнское обогащение ускоряет миграцию дифференцирующихся нейральных предшественников в сетчатке плода

Мы оценили, были ли повышенные уровни гибели клеток, которые мы обнаружили у детенышей EC, вызваны ускоренной миграцией нейральных предшественников сетчатки в слой RGC.С этой целью срезы сетчатки E15 и E18 плодов EC и SC были иммуноокрашены на двойной кортин (DCX), который метит мигрирующие клетки и является хорошим маркером временного и пространственного распределения нейральных предшественников на ранних стадиях развития крысы. сетчатка [18]. Уровни DCX-иммунофлуоресценции не отличались между EC и SC сетчатками плода на E18, когда в слое RGC появлялась четкая полоса окрашивания, отражающая прогрессирующее накопление мигрирующих клеток во время созревания сетчатки (рис.2 А ). Напротив, мы обнаружили более высокие уровни иммунофлуоресценции интенсивности пикселей DCX во внешних слоях сетчатки EC по сравнению с SC животными на E15 (рис. 2 A ). Чтобы оценить, была ли повышенная интенсивность окрашивания связана с увеличением количества клеток DCX, мы подсчитали мигрирующие клетки в области, состоящей из слоя нейральных предшественников в слой RGC у эмбрионов E15 EC и SC. Мы обнаружили, что количество мигрирующих клеток, маркированных DCX, было значительно выше в EC по сравнению с SC плодами (рис.2 В ). Затем мы оценили, были ли эффекты ЭЭ ограничены определенными типами клеток сетчатки. Отдельные популяции дифференцирующихся типов клеток маркировали клеточно-специфическими антителами, такими как Islet-1 (маркер ганглиозных и холинергических амакриновых клеток), кальбиндин (маркер горизонтальных клеток) и родопсин (маркер фоторецепторов), а также количество каждый дифференциально меченый тип клеток подсчитывали во внешних слоях сетчатки животных EC и SC на E15. Мы обнаружили большее количество клеток, иммунореактивных к островку-1, у ЭК по сравнению с плодами СК (рис.3 А ). Вместо этого мы не наблюдали никакой разницы между эмбрионами EC и SC в количестве кальбиндин-позитивных клеток (рис. 3 B ), в то время как родопсин не экспрессировался в сетчатке плода обеих экологических групп. Интересно отметить, что количество DCX-позитивных клеток было очень похоже на количество клеток, меченных Islet-1, что дополнительно подтверждается экспериментом с двойным мечением, в котором было обнаружено, что DCX-позитивные клетки являются иммунореактивными также для Islet-1 (рис. 3 С ).Эти результаты показывают, что влияние материнского обогащения на структурное развитие сетчатки распространяется также на стадии созревания, предшествующие естественной гибели клеток.

Рисунок 2. Предполагаемая миграция нейральных предшественников сетчатки у плодов ЭК.

(A, вверху) Микрофотографии срезов EC и SC сетчатки, иммуноокрашенных для двойного кортина (DCX) на E15 и E18. Экспрессия DCX была увеличена у крыс EC на E15. (A, внизу) Количественный анализ интенсивности иммунофлуоресценции DCX во внешних слоях сетчатки крыс SC и EC.Двусторонний дисперсионный анализ показал статистическую взаимосвязь между возрастом животных и условиями содержания (90–119 p 90–120  = 0,02). Процедура попарного множественного сравнения (метод Холма-Сидака) показала, что две группы статистически различались на E15 ( p  = 0,03), но не на E18 ( p  = 0,19). (B, вверху) Микрофотографии срезов сетчатки EC и SC, иммуноокрашенных для двойного кортина (DCX) на E15, полученные при 5-кратном (слева, масштабная линейка: 100 мкм) или 20-кратном (справа, масштабная линейка: 50 мкм) увеличении до подсчитывают количество мигрирующих клеток.(B, внизу) Количество клеток, окрашенных на DCX, во внешних слоях сетчатки крыс SC и EC. Количество DCX-меченых клеток было выше в EC, чем в SC эмбрионах (критерий суммы рангов Манна-Уитни, p <0,05). Столбцы указывают с.э.м.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160.g002

Рисунок 3. Идентификация конкретных типов клеток, участвующих в ускоренной миграции клеток сетчатки у плодов ЭК.

(A, вверху) Микрофотографии срезов EC и SC сетчатки, иммуноокрашенных для ISLET-1 (маркер ганглиозных и холинергических амакриновых клеток) на E15, полученные в 5× (слева, масштабная линейка: 100 мкм) или 20× (справа , масштабная линейка: 50 мкм).(A, внизу) Количество клеток, окрашенных на ISLET-1, во внешних слоях сетчатки крыс SC и EC. Количество клеток, меченных ISLET-1, было выше в EC, чем в SC эмбрионах (t-критерий, p <0,001). Столбцы указывают с.э.м. (B) Микрофотографии срезов сетчатки EC и SC, иммуноокрашенных на кальбиндин (маркер горизонтальных клеток) на E15, полученные при увеличении 20× (масштабная линейка: 50 мкм). Количество меченных кальбиндином клеток не различалось между эмбрионами ЭК и СК (t-критерий, p  = 0,253). (C) Микрофотографии срезов сетчатки EC и SC, совместно иммуноокрашенных для DCX (красный) и ISLET-1 (зеленый) на E15, полученные при 60-кратном увеличении.Масштабная линейка: 10 мкм.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160.g003

Влияние материнского обогащения на развитие сетчатки зависит от более высоких уровней IGF-I

Чтобы пролить свет на возможные молекулярные механизмы, опосредующие влияние ЭЭ матери на развитие сетчатки, мы сосредоточились на факторе роста IGF-I, который, как известно, играет центральную роль в построении цитоархитектоники сетчатки [19], [20]. . Сначала мы изучали IGF-I у матерей.Поскольку известно, что различия в переносимом кровью IGF-I трудно обнаружить из-за его поглощения различными тканями [21], мы измерили уровни IGF-I в головном мозге и в молоке беременных крыс с ЭК и СК. Мы обнаружили более высокие уровни IGF-I в мозге EC по сравнению с SC беременными крысами (данные не показаны) и увеличение IGF-I в молоке EC самок в первый день после родов (рис. 4 A ). Чтобы выяснить, присутствует ли прирост IGF-I, обнаруженный у матери, также и у потомства, мы проанализировали экспрессию IGF-I в слое RGC от E15 до P10, когда период гибели RGC почти завершен [16].Было обнаружено, что экспрессия IGF-I регулируется в процессе развития в слое RGC, прогрессивно увеличиваясь в течение поздней эмбриональной жизни. У животных с ЭК наблюдалось заметное увеличение уровней IGF-I в слое RGC на E15 и на E18, как показано на фиг. 4 B и 4C .

Рисунок 4. (A) Повышенная концентрация IGF-I в материнском молоке.

РИА-определение концентрации IGF-I в молоке щенков-сосунков SC и EC: двусторонний дисперсионный анализ показал значительное взаимодействие возраста и условий содержания ( p <0.05). Апостериорный тест Тьюки выявил разницу на P1 ( p <0,05), но не на P10 ( p  = 0,258) между группами EC и SC. Столбцы указывают с.э.м. (B-C) Повышенная экспрессия IGF-I в слое RGC крыс EC. (B) Микрофотографии срезов сетчатки EC и SC, иммуноокрашенных на IGF-I, в разном возрасте. Масштабная линейка: 50 мкм (C) Количественный анализ интенсивности иммунофлуоресценции IGF-I в слое RGC крыс SC и EC. Двухфакторный ANOVA показал влияние возраста ( p <0.001) и жилищное состояние ( р <0,001). Стьюдентный критерий с поправкой Бонферрони выявил статистическую разницу между группами ЭК и SC на E15 ( p  = 0,009) и E18 ( p <0,01).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160.g004

Чтобы оценить, был ли материнский IGF-I вовлечен в эффекты ЭЭ на плод, мы вводили, с E10 до E18, длительную инфузию анти- -ИФР-I антитела к беременным крысам ЭК и инфузия белка ИФР-I беременным крысам СК.Сначала мы количественно определили количество положительных клеток DCX и Islet-1 у плодов обеих экспериментальных групп на E15, то есть в возрасте, когда была обнаружена разница в количестве мигрирующих клеток между эмбрионами SC и EC. Мы обнаружили, что количество DCX и Islet-I-позитивных клеток было значительно ниже у эмбрионов ЭК E15, обработанных анти-IGF-I, чем у животных, не получавших ЭК, и не отличалось от такового у эмбрионов SC в том же возрасте. Рис. 5 А, В ). Напротив, количество положительных клеток DCX и Islet-I было значительно выше у эмбрионов SC, обработанных E15 IGF-I, чем у животных, не получавших SC (фиг.5 А, В ). Эффект введения IGF-I был сравним с эффектом, индуцированным ЭЭ: количество DCX и Islet-I положительных клеток у эмбрионов SC, обработанных IGF-I E15, не отличалось от такового у эмбрионов E15 EE (рис. 5 A, В ). Таким образом, введение ИФР-I беременным крысам с подкожной клетчаткой имитировало эффекты ЭЭ на созревание клеток-предшественников сетчатки, в то время как введение анти-ИФР-I антител полностью блокировало эффекты ЭЭ.

Рисунок 5. IGF-I является медиатором эффектов материнского обогащения на развитие сетчатки у плода.

Количество DCX (A) и ISLET-1 (B) положительных клеток во внешних слоях сетчатки крыс EC, анти-IGF-I EC, SC и IGF-I SC крыс на E15. Как для (A), так и для (B) однофакторный дисперсионный анализ показал влияние лечения (90–119 p 90–120 <0,05). Было обнаружено различие между ЭК и SC, между EC и EC анти-IGF-I и между SC и SC группами IGF-I ( p <0,05, апостериорный тест Тьюки). Вместо этого было обнаружено, что ни группы EC анти-IGF-I и SC, ни группы EC и SC IGF-I не различаются между собой.(C) Количественный анализ интенсивности иммунофлуоресценции IGF-I в слое RGC крыс EC, анти-IGF-I EC, SC и IGF-I SC на E18. (D) Количество пикнотических клеток у крыс EC, анти-IGF-I EC, SC и IGF-I SC на E18. После лечения анти-IGF-I уровни экспрессии IGF-I и количество пикнотических профилей в слое RGC у плодов ЭК были снижены до таковых у SC крыс, в то время как после хронической инфузии белка IGF-I уровни экспрессии IGF-I и количество пикнотических профилей в слое RGC плодов SC было увеличено до таковых у крыс EC.Как для (C), так и для (D) однофакторный дисперсионный анализ показал влияние обработки жилья (90–119 p 90–120 <0,001). Было обнаружено различие между ЭК и SC, между EC и EC анти-IGF-I и между SC и SC группами IGF-I ( p <0,05, апостериорный тест Тьюки). Вместо этого было обнаружено, что ни группы EC анти-IGF-I и SC, ни группы EC и SC IGF-I не различаются между собой. Столбцы указывают с.э.м.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160.g005

Затем мы проанализировали уровни гибели RGC и экспрессию IGF-I у плодов E18 обеих экспериментальных групп.Лечение анти-IGF-I полностью предотвратило увеличение IGF-I, индуцированное ЭЭ, в экспрессии плода в сетчатке (рис. 5 C ) и снизило число пикнотических профилей RGC у плодов E18 EC до тех, что обнаруживаются при SC (рис. 5 D ). Инфузии IGF-I, напротив, было достаточно, чтобы индуцировать у подкожных животных все описанные изменения, вызванные обогащением, т.е. выраженное увеличение экспрессии IGF-I слоя RGC и числа пикнотических профилей (рис. 5 C, D ).

Хотя мы не проводили количественный анализ уровней ИФР-1 из-за чрезвычайно низких доз, при которых белок присутствует в эмбриональной сетчатке, в совокупности наши результаты убедительно свидетельствуют о том, что ИФР-1 является ключевым регулятором временной динамики. естественной гибели РГК.

Влияние материнского обогащения на развитие плода не ограничивается сетчаткой

Чтобы лучше охарактеризовать влияние материнского обогащения на общее развитие плода, мы исследовали, обнаруживаются ли какие-либо изменения созревания между субъектами EC и SC вне сетчатки. Поскольку известно, что IGF-I регулирует созревание мозжечка [22] и является сильным модулятором роста плода [23], мы проанализировали уровни IGF-I в мозжечке и измерили массу тела крыс EC и SC в разном возрасте.Обогащенные животные имели заметное увеличение экспрессии мозжечкового белка IGF-I по сравнению с крысами SC (рис. 6 A ), и их вес был увеличен примерно на 10% как на E18, так и на P1 (рис. 6 B ). Стоит отметить, что введение анти-ИФР-I антител обогащенным беременным крысам приводило к соотношению массы плода с контрольными значениями (ЕС плодов = 1,37±0,04 г; ЕС анти-ИФР-I плодов: 1,15±0,04 г; 05 г; критерий суммы рангов Манна-Уитни, p  = 0,005). Увеличение уровня IGF-I в мозжечке и массы тела свидетельствует о том, что обогащение матери во время беременности влияет на общее развитие плода.

Рис. 6. (A) Повышение уровня IGF-I в мозжечке крыс ЭК.

Коронарные срезы мозжечка: Иммунореактивность IGF-I низкая в клетках мозжечка крыс SC, в то время как клетки мозжечка крыс EC демонстрируют сильное окрашивание IGF-I. Масштабная линейка: 50 мкм. График: количественный анализ интенсивности пикселей иммунофлуоресцентной реактивности IGF-I показал более высокие уровни в мозжечке EC (черные) по сравнению с SC (серыми) крысами на P1 (критерий суммы рангов Манна-Уитни, p <0.05). Столбцы указывают с.э.м. (B) Пренатальное обогащение увеличивает массу тела. Масса плодов ЭК была на 10% больше на Э18 (n = 19 для ЭК и n = 15 для SC) и на 8% больше на P1 (n = 64 для EC и n = 49 для SC). Два способа ANOVA весов крыс для различных условий окружающей среды и возраста показали значительное влияние возраста ( p <0,001) и условий содержания ( p <0,001). Критерий суммы рангов Манна-Уитни с поправкой Бонферрони выявил значительное увеличение массы тела животных EC по сравнению с крысами SC как на E18, так и на P1 ( p <0.001 в обоих случаях).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0001160.g006

Обсуждение

Наши результаты показывают, что развитие нервной системы чувствительно к стимуляции окружающей среды во время пренатальной жизни. Влияние окружающей среды на развитие плода опосредовано матерью: обогащенные условия окружающей среды, предоставленные матери во время беременности, влияют на развитие сетчатки, контролируя уровни фактора роста плода, и приводят даже к усилению соматического роста.

Развитие сетчатки чувствительно к пренатальной стимуляции окружающей среды

Ранее нами было показано, что ЭЭ с рождения способствует созреванию зрительной коры [2]–[4], [24] и ускоряет постнатальное развитие сетчатки [4]. Вывод о том, что эффекты ЭЭ на развитие зрительной системы присутствуют в сетчатке, особенно актуален, поскольку классически считалось, что эта структура устойчива к изменениям, зависящим от опыта. Здесь мы расширяем этот вывод, показывая, что влияние окружающей среды на развитие зрительной системы происходит также во время внутриутробной жизни.Действительно, мы сообщаем, что материнская среда может сильно влиять на развитие сетчатки у эмбриона, предвосхищая структурные процессы, которые имеют решающее значение для созревания сетчатки, такие как миграция нейронов-предшественников и течение времени естественной гибели клеток. До сих пор сдвиг во времени развития сетчатки наблюдался только у мышей с естественными генетическими мутациями, влияющими на скорость естественной гибели клеток [25]. Это первый случай, когда сообщается, что окружающая среда ускоряет миграцию и гибель клеток сетчатки, основные черты развития зрительной системы.Точная сборка нейронных цепей требует жесткого контроля правильного количества пре- и постсинаптических нейронов, образующих синаптические связи. Более ранняя гибель RGC, вызванная обогащением окружающей среды матери, может быть определяющей для ускоренного созревания интраретинальных цепей и формирования ретинофугальных проекций.

IGF-I: ключевой игрок в воздействии материнского обогащения на развитие сетчатки

Эффекты, которые мы обнаружили на развитии сетчатки, по-видимому, зависят от IGF-I, о чем свидетельствует повышенная экспрессия, которую мы обнаружили у беременных крыс с ЭК и у их потомства.Хотя строгий анализ уровней IGF-I в сетчатке SC и EC эмбрионов потребовал бы количественных анализов, которые вряд ли можно было бы провести из-за очень низкого количества белка IGF-I, которое можно получить из сетчатки эмбрионов, явный признак участие IGF-I в ускоренном развитии сетчатки, вызванном пренатальным обогащением, происходит из результатов наших искусственных манипуляций с уровнями IGF-I у беременных крыс SC и EC. Действительно, мы показали, что нейтрализация IGF-I отменяет действие материнского обогащения на миграцию предшественников нейронов и пикноз RGC, и что эти эффекты сопровождаются заметным снижением экспрессии IGF-I в сетчатке EC.С другой стороны, хронических инфузий IGF-I на поздних сроках беременности было достаточно, чтобы индуцировать у животных с SC все описанные изменения, вызванные ЭЭ в развитии сетчатки. Поэтому мы считаем, что наши результаты указывают на то, что IGF-I является медиатором эффектов пренатального обогащения на развитие сетчатки. Рецепторы IGF-I присутствуют в сетчатке [26], [27] и экспрессируются в процессе развития [20], [28]. Более того, известно, что IGF-I играет центральную роль в построении цитоархитектуры сетчатки [19], способствуя ранней пролиферации, дифференцировке [20] и миграции клеток [29], [30].Следовательно, возможно, что изменения в экспрессии IGF-I могут влиять на естественную гибель клеток развития в слое RGC. Более конкретно, возможно, что повышенные уровни ретинального IGF-I, индуцированные обогащением, могут усиливать пролиферацию клеток-предшественников, что, в свою очередь, предвосхищает ход их дифференцировки, миграции и гибели клеток. Такая модель подтверждается нашими результатами, показывающими, что количество клеток сетчатки, экспрессирующих двойной кортин и положительных по островку-I, было выше в EC по сравнению с эмбрионами SC на E15, предполагая, что более ранний ход миграции клеток привел к ожидаемой динамике. гибели RGC, наблюдаемой у животных EC.

Поскольку Islet-I является специфическим маркером ганглиозных и холинергических амакриновых клеток, мы не можем исключить возможность того, что IGF-I мог оказывать параллельное действие как на ГКС, так и на амакриновые клетки. С другой стороны, мы думаем, что одно косвенное влияние IGF-I на развитие RGCs через влияние на перемещенные амакриновые клетки маловероятно. Действительно, хорошо известно, что развитие амакриновых клеток происходит позже, чем развитие RGCs [31], которые вместо этого являются первым классом клеток сетчатки, которые дифференцируются, и мы обнаружили повышенную экспрессию IGF-I в созревающем слое RGC EC. крысы в ​​возрасте развития, когда перемещенные амакриновые клетки составляют лишь меньшинство от общей клеточной популяции.

Заключительные замечания

Недавно мы показали, что ЭЭ с рождения определяет выраженное ускорение развития зрительной системы, выявляемое на функциональном уровне с преждевременным созреванием остроты зрения и коры, а на молекулярном уровне с повышенным уровнем BDNF в сетчатке и BDNF и IGF-I в зрительной коре [2], [4], [32]. Наиболее ранние эффекты, вызванные ЭЭ, наблюдались в постнатальном возрасте, предшествующем открытию глаз, и было высказано предположение, что они зависят от различной материнской стимуляции, полученной детенышами в разных условиях окружающей среды.Действительно, было показано, что более высокий уровень материнской заботы оказывается щенкам ЭК по сравнению с щенками SC [3].

Результаты, представленные в настоящей статье, показывают, что ускорение развития зрительной системы, вызванное ЭЭ, может начаться еще до рождения. Поэтому мы предлагаем модель, в которой три различные временные фазы развития щенков по-разному контролируются богатством окружающей среды. На первой фазе материнское обогащение во время беременности влияет на экспрессию IGF-I в слое RGC потомства, что приводит к ускоренному развитию сетчатки.Впоследствии повышенный уровень материнской заботы при ЭК обеспечивает развивающемуся субъекту мощную тактильную стимуляцию, которая может индуцировать более высокие уровни BDNF в сетчатке и зрительной коре, а также преждевременное открытие глаз. Наконец, когда щенки начинают активно исследовать окружающее, сложная сенсомоторная стимуляция, обеспечиваемая ЭК, может напрямую влиять на развитие их зрительной системы, способствуя дальнейшему ускорению созревания остроты зрения. Эффекты, присутствующие в трех фазах, происходят последовательно, но возможно, что они причинно связаны друг с другом, т.е.е. каждая фаза может выступать в качестве триггера для последующих фаз. Эти исследования позволяют предположить, что влияние среды на развитие и пластичность зрительной системы обусловлено не только изменением уровней сенсорной зрительной стимуляции, но в основном факторами, активируемыми даже в отсутствие зрения.

Вывод о том, что обогащение материнского организма во время беременности приводит к увеличению IGF-I, который необходим на протяжении всей беременности и играет ключевую роль в росте плода и плаценты [22], [33], [34], может иметь значение для направления клинических исследований. в области пренатальной терапии.

Материалы и методы

Лечение животных

Все эксперименты проводились на крысах Long Evans с капюшоном в соответствии с рекомендациями Министерства здравоохранения Италии по уходу и использованию лабораторных животных. Крысят (P1) анестезировали гипотермией, молодых крыс (P10) – эфиром, взрослых крыс – хлоралгидратом или авертином (1 мл/100 г массы тела).

Среда выращивания

Обогащенное состояние (EC).

Состоит из большой клетки (100 х 50 х 82 см) с тремя этажами, соединенными лестницей, содержащей несколько кормовых бункеров, два беговых колеса и предметы различной формы (игрушки, туннели, укрытия), которые были перемещены и/или заменены другими раз в неделю.В каждой клетке содержалось не менее 6 взрослых самок и один самец. Самца удаляли через 7 дней. При этой процедуре вся беременность протекала в обогащённом состоянии.

Стандартное состояние (SC).

Состоит из стандартной клетки (40×30×20 см), вмещающей не более 3 животных (две самки и один самец). Самца удаляли через 7 дней.

В обоих условиях окружающей среды пища и вода были доступны ad libitum .

Для получения сроков беременных крыс использовали следующую методику: самца подсаживали к самкам из 4.00 вечера до 9:00 утра следующего дня либо в SC, либо в EC. Последний календарный день был назван эмбриональным днем ​​(E) E0, первым днем ​​беременности.

День родов (т. е. первые 24 часа после родов) обозначается как P0.

Гистология

Чтобы взять глаза у эмбрионов E15 и E18, беременных самок анестезировали хлоралгидратом, перфузировали через очаг 4% параформальдегидом в 0,1 фосфатном буфере (pH 7,4) и эмбрионы удаляли после хирургической гистеротомии.Чтобы взять глаза у детенышей P1, крыс перфузировали через очаг 4% параформальдегидом в 0,1 фосфатном буфере (pH 7,4). Глаза крыс Е18 и Р1 фиксировали в 4% параформальдегиде в течение 24 часов. Сетчатки (E18: n = 19 для ЭК и 10 для SC; P1: n = 25 для EC и 12 для SC; сетчатки, полученные как минимум от двух пометов на экспериментальную группу) затем вырезали из глаз, расплющивали на желатинизированных предметных стеклах и фиксировали. с 2,5% глутаровым альдегидом, а затем с раствором формалина в этаноле (1∶9). Цельные сетчатки окрашивали крезиловым фиолетовым (0.1%). Количество пикнотических профилей подсчитывали «вслепую» в слое RGC в среднем по 60 полей (80×80 мм) на сетчатку, равномерно распределенных по сетчатке. Доля сетчатки, отобранной таким образом, колебалась от 2,1 до 13,8%. Пикнотические клетки подсчитывали при 100-кратном увеличении с использованием компьютеризированного микроскопа Zeiss (программное обеспечение, Stereo Investigator, Microbrightfield). Пикнотические клетки идентифицировали по наличию темных и равномерно окрашенных ядер, иногда фрагментированных.Когда два или более фрагмента были видны на расстоянии диаметра клетки друг от друга, их считали одной пикнотической клеткой. Общее количество пикнотических клеток на сетчатку оценивали путем умножения среднего количества клеток на поле зрения на отношение общей площади каждой сетчатки к площади поля. Для анализа числа клеток микроглии Griffonia simplicifolia маркировали лектином на цельных препаратах сетчатки крыс P1 (EC, n = 6; SC, n = 6). Сетчатку инкубировали в течение ночи в биотинилированном изолектине В4 (0.025 мг/мл, Сигма). Связанный лектин выявляли с помощью набора ABC (Vector) и диаминобензидиновой (DAB) реакции, усиленной никелем. Клетки микроглии подсчитывали при 100-кратном увеличении. Общее количество клеток микроглии на сетчатку оценивали с использованием той же процедуры подсчета, описанной ранее.

Анализ естественной гибели клеток методом Тунеля

Поскольку ганглиозные клетки новорождённых крыс уложены псевдостратифицированным образом и трудно обнаружить границу между слоем RGC и внутренним плексиформным слоем [16], мы не можем исключить возможность подсчёта пикнотических профилей в обоих этих слоях с процедура окрашивания крезиловым фиолетовым.Поэтому мы повторили анализ естественной гибели клеток с использованием метода Тунеля, анализируя также уровни апоптоза на ст. Е20. В этом анализе контрастное окрашивание коронарных срезов сетчатки ядерным маркером TOTO (см. ниже) позволило нам четко визуализировать положение фрагментированных ядер в разных слоях сетчатки.

Для обнаружения фрагментации ДНК в клетках, умирающих в слое RGC, использовали терминальную дезоксинуклеотидилтрансферазу, опосредованную dUTPNick. End Labeling (TUNEL), с использованием имеющегося в продаже набора (DeadEnd™ Fluorometric Tunel System, Promega).Глаза фиксировали иммерсионно в 4% параформальдегиде, криозащищали в 30% сахарозе и заливали тканью Tissue-Tek. Срезы сетчатки размером 18 мкм вырезали с помощью криостата и собирали в последовательном порядке по всей сетчатке. После обработки протеиназой К (20 мкг/мкл) для отделения белков от ДНК срезы инкубировали (1 ч при 37°С) с «реакцией Тунеля», содержащей фермент TdT и смесь нуклеотидов с флуоресцеин-12-dUTP. Затем срезы сетчатки (n = 4 крыс SC и EC для каждого возраста) контрастно окрашивали йодидом TOTO-3 (Molecular Probes) для визуализации различных клеточных слоев и промывали в PBS.В отрицательных контролях, которые никогда не давали значительного окрашивания, реакционную смесь Tunel не использовали. Tunel-положительные клетки подсчитывали «вслепую» с использованием объектива 40× в слое RGC из 10 равноотстоящих срезов на сетчатку. Каждый участок сетчатки был полностью отобран. Общее количество клеток на сетчатку с фрагментированными ядрами в слое RGC рассчитывали путем умножения среднего количества меченых клеток на срез на общее количество срезов сетчатки.Морфологический вид слоев сетчатки был неразличим у крыс EC и SC.

Анализ РГК №

Мы проанализировали количество RGC у крыс EC и SC на P1 (n = 10 как для SC, так и для EC) и во взрослом возрасте. Мы оценили это количество в окрашенных крезил-виолетом цельных препаратах сетчатки, исключая клетки диаметром менее 8 мкм с более темным окрашиванием ядер, цитологически характерными для смещенных амакриновых клеток [16], [35] и мелких клеток с крапчатыми ядрами, описаны как глиальные клетки [36].

Для анализа конечного количества ганглиозных клеток сетчатки у взрослых ЭК крыс 7 ЭК и 3 SC крыс (P>45) были глубоко анестезированы авертином. Левый зрительный нерв пересекали ретроорбитально механически тонкими хирургическими щипцами. Все животные были убиты через 1 месяц после операции, когда большая часть (около 95%) RGCs была потеряна в глазу, ипсилатеральном по отношению к пораженному зрительному нерву [35]. Относительная доля перемещенных амакриновых клеток и RGCs у обогащенных взрослых крыс не была известна, поэтому мы подсчитали общее количество RGCs в сетчатке ипсилатерально (IR) и контралатерально (CR) по отношению к пораженному зрительному нерву.Эти числа были оценены с использованием той же процедуры подсчета, описанной ранее. Поскольку амакриновые клетки не поражаются при поражении зрительного нерва [16], число ГКС рассчитывали путем вычитания количества перемещенных амакриновых клеток (подсчитанных в ИР) из числа клеток, подсчитанных в ПР.

Определение концентрации IGF-I в материнском молоке

Пробы молока были взяты у сосунков P1 и P10. Детеныши (P1, n = 15 как для EC, так и для SC; P10, n = 6 для групп SC и EC) были убиты между 9 и 10 часами дня.м. путем декапитации, содержимое желудка быстро удаляли, взвешивали и замораживали при -80°C до анализа. Образцы молока гомогенизировали с дистиллированной водой и центрифугировали при 14000 об/мин при 4°С в течение 30 мин для отделения сыворотки (инфранатант) от жира (супернатант) и казеина (пеллет). Молочную сыворотку подвергали кислотно-этанольной экстракции для удаления белков, связывающих ИФР-1. Концентрацию IGF-I определяли радиоиммуноанализом (RIA) с использованием коммерческого набора, специфичного для грызунов (DSL-2900, Diagnostic Systems Laboratories, Webster, TX), с чувствительностью 21 нг/мл.

Иммуногистохимия

Для иммуноокрашивания IGF-I вертикальные срезы сетчатки (толщиной 16 мкм) и срезы мозжечка (толщиной 40 мкм) вырезали с использованием криостата, а затем обрабатывали следующим образом. Срезы пермеабилизировали в 0,3% растворе тритона Х-100 и инкубировали в 1∶500 кроличьих поликлональных антителах против IGF-I (любезно предоставленных проф. Игнасио Торрес-Алеман). Связанное антитело выявляли путем инкубации срезов с биотинилированным козьим антикроличьим IgG (1∶200, Vector), а затем с экстравидином, конъюгированным с флуоресцеином (1∶300, Sigma).Количество животных, использованных для анализа IGF-I в сетчатке, составляло: 10 (E15), 7 (E18), 7 (P1), 4 (P10) для ЭК; 6 (Е15), 5 (Е18), 7 (П1), 4 (П10), для SC. Для анализа IGF-I в мозжечке использовали по 4 животных на группу.

Для иммуноокрашивания двойного кортина (DCX) вертикальные срезы сетчатки после стадии блокирования инкубировали с козьим поликлональным антителом против двойного кортина (1∶1000, C-18 Santa Cruz), а затем обрабатывали биотинилированным кроличьим антителом против козьего (1∶ 200, Vector lab), а затем экстравидин, конъюгированный с флуоресцеином (1∶300, Sigma).Количество животных, использованных в анализе DCX, составляло: 6 (Е15) и 5 ​​(Е18) для ЭК; 4 (Е15) и 4 (Е18) для СК. Для иммуноокрашивания Islet-1 и кальбиндина вертикальные срезы сетчатки после стадии блокирования инкубировали с мышиным антителом против Islet-1 (1∶50, DSHB) и кроличьим антителом против кальбидина (1∶1000, Swant) соответственно. Иммунореакцию выявляли с использованием биотинилированных лошадиных антимышиных или биотинилированных козьих антикроличьих антител (1∶200, Vector lab) с последующим введением экстравидина, конъюгированного с флуоресцеином (1∶300, Sigma).Количество животных, использованных в анализе Islet-1, составляло: 6 для E15 EC; 3 для E15SC. Для анализа кальбиндина использовали по 3 животных на группу (E15 EC и SC).

Подсчет клеток, меченных DCX, Islet-1 и кальбиндином

Изображения были получены с использованием конфокального микроскопа Olimpus Optical при 20-кратном увеличении (увеличение 1,5, поле 460×460 мкм, разрешение 1024×1024 пикселей). Настройки интенсивности лазера, усиления, смещения и точечного отверстия были изначально оптимизированы и оставались постоянными на протяжении всего исследования.Для каждой сетчатки получали не менее 4-5 срезов (толщиной 16 мм), взятых на уровне диска зрительного нерва, визуализируя четыре поля на каждом срезе. Собранные изображения сетчатки импортировали в систему анализа изображений MetaMorph и использовали для подсчета количества меченых клеток в нейробластном слое. Все сборы данных и анализ подсчета проводились вслепую в отношении условий выращивания и эксперимента. Чтобы определить, были ли мигрирующие клетки также положительными в отношении ISLET-1, на ст. E15 проводили двойную маркировку как DCX, так и ISLET-1 в сетчатке SC и EC.Изображения были получены при 60-кратном увеличении, увеличении 2,5, поле 92×92 мкм, 1024×1024 пикселей.

Постоянные инфузии антисыворотки против IGF-I или белка IGF беременным крысам

Беременных крыс с хронометражем выращивали либо в SC, либо в EC с начала беременности. На Е10 беременным крысам ЭК и ПК вводили антисыворотку против ИФР-1 или белок ИФР-1 соответственно. Сообщалось, что антитело против ИФР-I имеет <1% перекрестной реактивности либо с инсулином, либо с ИФР-II, что определяется конкуренцией с 125 I-IGF-I (для справки см.37). Инфузии проводились путем имплантации подкожного осмотического мининасоса (Alzet; инфузия анти-IGF-I: 20% в физиологическом растворе; инфузия белка IGF-I: 1 мкг/мкл; скорость инфузии: 0,25 мкл/ч в обоих случаях), помещенного в задней части животного в области лопатки [38]. Качественные наблюдения, проведенные как в дневное время, так и в темную фазу суточного цикла, выявили, по-видимому, нормальное поведение имплантированных беременных крыс. В частности, беременные крысы ЭК часто использовали беговое колесо.На E18 беременным крысам транскардиально перфузировали и их эмбрионы удаляли посредством хирургической гистеротомии. Глаза эмбрионов удаляли, фиксировали и обрабатывали на DCX и положительное число клеток ISLET-1 во внешних слоях сетчатки (DCX: n = 7 животных для EC, n = 5 животных для SC; ISLET-1: n = 7 животных для ЭК, n = 5 животных для SC), анализ апоптоза RGC (n = 13 животных для EC, n = 20 животных для SC) и уровней экспрессии IGF-I (n = 7 животных для EC, n = 5 животных для SC) , как описано ранее.Исследование гистологических срезов головного мозга не выявило признаков пороков развития или грубых морфологических аномалий как у анти-ИФР-I, так и у эмбрионов ИФР-1.

Благодарности

Мы благодарим доктора Л. Галли-Реста за ее полезные предложения. Мы также благодарим проф. Н. Берарди и д-ра Т. Пиццоруссо за критическое прочтение рукописи, а также д-ра С. Пронтера и д-ра С. Масини за их техническую помощь в проведении РИА.

Вклад авторов

Инициатива и разработка экспериментов: LM MC AS.Выполняли опыты: МК ФК ЭП СК АС. Проанализированы данные: МЦ ФК АС. Написал статью: LM MC AS.

Каталожные номера

  1. 1. Berardi N, Pizzorusso, Maffei L (2000) Curr Opin Neurobiol 10: 138–45.
  2. 2. Канседда Л., Путиньяно Э., Сале А., Вьеги А., Берарди Н. и др. (2004) J Neurosci 24: 4840–8.
  3. 3. Продажа А, Путиньяно Э, Канседда Л, Ланди С, Чирулли Ф, Берарди Н и др. (2004) Нейрофармакология 47: 649–60.
  4. 4.Ланди С., Сейл А., Берарди Н., Виеги А., Маффей Л. и др. (2007) FASEB J 21: 130–9.
  5. 5. Барлоу С.М., Найт А.Ф., Салливан Ф.М. (1978) тератология 18: 211–8.
  6. 6. Бенешова О., Павлик А. (1989) Нейрофармакология 28: 89–97.
  7. 7. Грамсберген А., Малдер Э.Дж. (1998) Pediatr Res 44: 105–10.
  8. 8. Сиота К., Каямура Т. (1989) Biol Neonate 56: 6–14.
  9. 9. Schneider ML (1992) Dev Psychobiol 25: 529–40.
  10. 10. Полтырев Т., Кешет Г.И., Кей Г., Вайнсток М. (1996) Dev Psychobiol 29: 453–62.
  11. 11. Lordi B, Protais P, Mellier D, Caston J (1997) Physiol Behav 62: 1087–92.
  12. 12. Szuran TF, Pliska V, Pokorny J, Welzl H (2000) Physiol Behav 71: 353–62.
  13. 13. Кофман О (2002) Neurosci Biobehav Rev 26: 457–70.
  14. 14. Weinstock M (1997) Neurosci Biobehav Rev 21: 1–10.
  15. 15.Mulder EJ, RoblesdeMedina PG, Huizink AC, VandenBergh BR, Buitelaar JK, et al. (2002) Early Hum Dev 70: 3–14.
  16. 16. Перри В.Х., Хендерсон З., Линден Р. (1983) J Comp Neurol 219: 356–68.
  17. 17. Horsburgh GM, Sefton AJ (1987) J Comp Neurol 263: 553–66.
  18. 18. Lee EJ, Kim IB, Lee E, Kwon SO, Oh SJ и др. (2003) Eur J Neurosci 17: 1542–1548.
  19. 19. Эрнандес-Санчес С., Лопес-Карранса А., Аларкон С., де Ла Роса Э.Дж., де Пабло Ф. (1995) Proc Natl Acad Sci U S A 92: 9834–8.
  20. 20. Frade JM, Marti E, Bovolenta P, Rodriguez-Pena MA, Perez-Garcia D, et al. (1996) Развитие 122: 2497–506.
  21. 21. Карро Э., Нуньес А., Бусигина С., Торрес-Алеман И. (2000) J Neurosci 20: 2926–33.
  22. 22. Торрес-Алеман И., Понс С., Аревало М.А. (1994) J Neurosci Res 39: 117–26.
  23. 23. Фоуден А.Л. (2003) Placenta 24: 803–12.
  24. 24. Бартолетти А., Медини П., Берарди Н., Маффеи Л. (2004) Nat Neurosci 7: 215–6.
  25. 25. Уильямс М.А., Пинон Л.Г., Линден Р., Пинто Л.Х. (1990) Exp Brain Res 82: 393–400.
  26. 26. Родригес М., Вальдбиллиг Р.Дж., Раджагопалан С., Хакетт Дж., Леройт Д. и др. (1988) Brain Res 443: 389–94.
  27. 27. Waldbillig RJ, Fletcher RT, Somers RL, Chader GJ (1988) Exp Eye Res 47: 587–607.
  28. 28. Lee WH, Javedan S, Bondy CA (1992) J Neurosci 12: 4737–44.
  29. 29. Imai Y, Clemmons DR (1999) Endocrinology 140: 4228–35.
  30. 30. Шигемацу С., Ямаути К., Накадзима К., Иидзима С., Айзава Т. и др. (1999) Endocr J 46: SupplS59–62.
  31. 31. Риз Б.Е., Колелло Р.Дж. (1992) Neuroscience 46: 419–29.
  32. 32. Чуччи Ф., Путиньяно Э., Барончелли Л., Ланди С., Берарди Н. и др. (2007) PLoS ONE 2(5): e475.
  33. 33. Джавид М.К., Годфри К.М., Тейлор П., Шор С.Р., Брейер Б. и др. (2004) J Bone Miner Res 19: 56–63.
  34. 34. Оуэнс Дж. А. (1991) Reprod Fertil Dev 3: 501–17.
  35. 35. Перри В.Х. (1981) Neurosci 6: 931–44.
  36. 36. Миллер Н.М., Обердорфер М. (1981) J Comp Neurol 202: 493–504.
  37. 37. Трехо Дж. Л., Карро Э.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.