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The Biology of Prenatal Development




生前発育の生物学

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Chapter 1   Introduction

1 個の細胞であるヒト接合子が 100 兆個の細胞を持つ大人となる このダイナミックな過程は 多くの自然現象の中でも 最も驚くべきものといえましょう

ヒトの大人が使う 通常の機能の多くが 妊娠中に出来上がっており その多くは出生のずっと以前 に確立されていることが 研究者により解明されています

出生前の発育期は 発育中のヒトが 出生後に必要となる 多くの機能を取得し 技能をみがいていく その準備期間として 徐々に理解されています

Chapter 2   Terminology

ヒトの妊娠期間は 受精または受胎から出生まで 通常約38 週です

受精後最初の8 週においては 発育中のヒトは 胎芽と呼ばれます これは「中で育つ」 という意味です この時期は胎生期と呼ばれ 殆どの器官が 形成されるのが特徴です

8 週の終わりから 妊娠終了までの間 「発育中のヒトは 胎児と呼ばれます」 「おなかの中のこども」 という意味です この時期は胎児期と呼ばれ 身体が成長し 各器官も 機能し始めます

当プログラムにおける 胎生および胎児年齢は 受精時を基点としています

The Embryonic Period (The First 8 Weeks)

Embryonic Development: The First 4 Weeks

Chapter 3   Fertilization

生物学上では 「ヒトの発育は受精を もって始まります」 男性と女性の 生殖細胞の結合により 各々が持つ23 組の染色体が 組み合わされるのです

一般に 女性の生殖細胞は 「卵子」と呼ばれますが 正しい用語は 「卵母細胞」です

同様に 男性の生殖細胞は 通常「スパーム」(精子) として知られていますが 「スパーマトゾン」(精子)という 呼び方のほうが好ましいでしょう

排卵と呼ばれる過程において 女性の卵巣より卵母細胞が放出され 卵母細胞と精子が 卵管の一つの中で結びつきます 卵管はファロピーオ菅 という名でも知られています

卵管は女性の卵巣を 子宮につなぐ器官です

その結果としてできた 1 個の細胞である胎芽は 「つながれた」という意味の 接合子と呼ばれます

Chapter 4   DNA, Cell Division, and Early Pregnancy Factor (EPF)

この接合子の46 組の染色体が 新しく生まれる個体の 完全なる遺伝子の 唯一無比の青写真の始まりです このマスタープランには DNA と呼ばれる分子が らせん状に びっしりと からまっているのです DNA には身体全体の発達に対する 綿密な指示が組み込まれています

DNA 分子は 一見 らせん階段のようですが これは2 重らせん構造 として 知られています 2 重らせん構造の各々の鎖は 塩基と いう分子の対により構成されています 塩基にはグアニン シトシン アデニン チミンの4種類あります

グアニンはシトシンとのみ結合し アデニンはチミンとのみ 対になります ヒトの細胞ひとつひとつに およそ30 億にも及ぶ これらの塩基対が含まれています

1 個の細胞のDNA は 膨大な情報を含んでおり 仮に それを印刷した形で 表そうとした場合には 各塩基の最初の文字を 書き出すだけでも 150 万ページという 膨大な数になってしまいます

1 個のヒト細胞のDNA を 端から端まで広げてみた場合 その長さは 3-1/3 フィート およそ1 メートルとなります

大人の100 兆にもおよぶ細胞の 全DNA のらせんを解いて 伸ばしてみた場合 630 億マイル以上という 長さになります この距離は 地球と太陽間の 340 往復に値します

受精後 24 ~ 30 時間たって 接合子は最初の 細胞分裂を完了します 有糸分裂過程において 1 個の細胞が2 個に 2 個の細胞が4 個に となっていきます

受精が始まって 早ければ 24 ~ 48 時間以内に 母親の血清中にある「早期妊娠要因」 というホルモンによって 妊娠を確認することができます

Chapter 5   Early Stages (Morula and Blastocyst) and Stem Cells

受精後3 ~ 4日までには 胎芽の分割された細胞は 球状を呈し これは 桑実胎芽と呼ばれます

4 ~ 5 日までには 分割球内で腔を形成し 胎芽盤胞と呼ばれる 状態に変化します

胎芽盤胞内の細胞は 内細胞塊と呼ばれ 頭や身体 発育中のヒトに不可欠な 組織等に分化します

内細胞塊の細胞は 胎芽性幹細胞(ES細胞) と呼ばれます このES細胞が ヒトの身体の有する 200 種以上の細胞に分化する 能力を備えているのです

Chapter 6   1 to 1½ Weeks: Implantation and Human Chorionic Gonadotropin (hCG)

卵管内から下降した 初期の胎芽は 母親の子宮内膜に接着します この着床と呼ばれる過程は 受精後 約6 日目に開始し 10 ~ 12日頃に完了します

成長を続ける胎芽の細胞からは HCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピン) というホルモンを分泌し始めます HCG は 妊娠検査薬で 探知できる成分です

HCG は母体のホルモンに 指示を送り 通常の月経周期を停止させ 妊娠の継続を促します

Chapter 7   The Placenta and Umbilical Cord

着床後に 胎芽盤胞の周囲の細胞は 将来胎盤となる栄養膜細胞 に分化します 胎盤は 母体と胎児の循環系の インターフェイスの 役割を果たします

胎盤を通して発育中のヒトには 母体の酸素 栄養 ホルモン 薬品等が届けられ 廃棄物が除去されます また 母体の血液が 胎芽や胎児側に移動するのを防ぎます

胎盤は ホルモンを分泌し 胎芽や胎児の体温を 母体より やや高く維持します

胎盤は 臍帯の血管を通じて 発育中のヒトと 情報を伝達しています

胎盤の生命維持装置 としての役割は 近代的な病院の集中治療室 の機器に匹敵するでしょう

Chapter 8   Nutrition and Protection

1 週までには 内細胞塊の細胞は 胎芽盤葉下層と 胎芽盤葉上層と呼ばれる 2 層に分化します

胎芽盤葉下層は 卵黄嚢を形成し 初期の胎芽に 母体の栄養を 与えることになります

胎芽盤葉上層の細胞は 羊膜に分化します ここで 胎芽 そして後には胎児が 出生まで発育するのです

Chapter 9   2 to 4 Weeks: Germ Layers and Organ Formation

およそ2 週半までには 胎芽盤葉上層は 3 層性胎芽盤 または 胎芽葉を形成します これらは 外胎芽葉 内胎芽葉 中胎芽葉と呼ばれます

外胎芽葉は 多くの器官に分化します 脳 脊椎 神経 皮膚 爪 髪の毛などです

内胎芽葉は 呼吸器系や 消化器系に分化し 肝臓や すい臓などの 主要器官を形成します

中胎芽葉が形成するのは 心臓や腎臓 骨 軟骨 筋肉 血球 その他の組織です

3 週までには 脳 は3 つの主要部分に分かれます つまり 前頭葉 中頭葉 後頭葉です

呼吸器と消化器系の発達も 進行中です

最初の血球が 卵黄嚢に現れると 胎芽全体に 血管が形成され 管状心臓が現れます

殆ど時を同じくして 急速に発育する心臓は 個別の心室が 発達するにつれて 自然に折り込まれていきます

受精後3 週と 1 日で 心臓が 鼓動を打ち始めます

最初に機能を備える身体組織 または 関連器官のグループは 循環器系です

Chapter 10   3 to 4 Weeks: The Folding of the Embryo

3 ~ 4 週目までには 身体組織の特徴が現れ 胎芽の脳 脊椎 および心臓が 卵黄嚢とともに かなりはっきりと 分かるようになります

急速な成長により 比較的平らな胎芽が折り込まれ この過程により 卵黄嚢の一部が 消化器官の裏張りに 取り込まれ 発育中のヒトの 胸と 腹腔を形成します

Embryonic Development: 4 to 6 Weeks

Chapter 11   4 Weeks: Amniotic Fluid

4 週までには 無色の羊膜が 液体に満たされた嚢にある 胎芽を取り囲みます この無菌の液体は 羊水と呼ばれ 胎芽を損傷から守ります

Chapter 12   The Heart in Action

通常1 分間に113 回の 心拍数があります

血液が心室に出入りすると 心臓の色が変化することに 気づきましたか

心臓は 出生前に およそ5,400 万回も脈打ち 約80 年という一生を通じて 32 億回もの心拍数があります

Chapter 13   Brain Growth

急速な脳の発達は 前脳 中脳 後脳の変化により分かります

Chapter 14   Limb Buds

4 週までには 肢芽の出現とともに 上肢と下肢の発育が始まります

この時点の皮膚は 細胞1個の厚みしかなく 透明色をしています

皮膚が厚みを増すにつれて 透明感は失われます ですから 器官の発達を 観察できるのも あと1 ヶ月のみとなります


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