а) Определения:
• I триместр беременности включает период с первого дня последней менструации (ПДПМ) до конца 13-й недели гестации
б) Этапы эмбрионального развития:
• В I триместре происходят:
- Овуляция
- Оплодотворение
- Дробление
- Имплантация
- Развитие эмбриона
- Органогенез
- Формирование плаценты
- Формирование пуповины
Во время фолликулярной фазы менструального цикла начинают расти несколько фолликулов; один из них становится доминантным, и в результате во время овуляции зрелый ооцит выходит с поверхности яичника. Оставшийся фолликул становится желтым телом, которое продуцирует прогестерон и помогает поддерживать беременность на ранних стадиях, пока не сформируется плацента. Если оплодотворения не произошло, желтое тело превращается в белое тело.
Ооцит направляется в маточную трубу, где происходит его оплодотворение. Оплодотворенная яйцеклетка повторно делится во время продвижения по маточной трубе, таким образом достигая полости матки уже на стадии бластоцисты. Бластоциста освобождается от блестящей оболочки («хетчинг») и имплантируется в материнский эндометрий.
Пока делящаяся зигота еще находится в маточной трубе (стадия 8 клеток), клетки дифференцируются на эмбриобласт и трофобласт. В процессе взаимодействия синцитиотрофобласта с эндометрием формируется плацента; остальная часть - это цитотрофобласт. Клетки эмбриобласта дадут начало эмбриону, амниону и желточному мешку.
Эмбриобласт разделяется на 2 слоя: эпибласт и гипобласт. Гипобласт дает начало первичному и вторичному желточным мешкам и экстраэмбриональной мезодерме. Экстраэмбриональная мезодерма расслаивается, формируя полость хориона. Эпибласт дает начало эмбриону и амниону.
По мере того как первичный желточный мешок претерпевает инволюцию, развивается вторичный желточный мешок. Вторичный желточный мешок можно визуализировать при УЗИ; тем не менее на ультразвуковых изображениях его обычно называют просто желточным мешком. Полость хориона увеличивается. Эмбрион пока представляет собой двухслойный диск.
в) Овуляция:
• Примордиальные фолликулы → 5-12 первичных фолликулов за менструальный цикл
• Формируется один доминантный фолликул, остальные дегенерируют
• Выброс гонадотропных гормонов → овуляция → ооцит выталкивается на поверхность яичника
• Ооцит окружен плотной блестящей оболочкой (zona pellucida), а также несколькими слоями гранулезных клеток
• Фимбрии направляют ооцит в маточную трубу
• На месте «пустого» фолликула формируется желтое тело, продуцирующее эстроген и прогестерон
г) Оплодотворение:
• Происходит в маточной трубе
• Ооцит может быть оплодотворен в течение ~24 ч
• Сперматозоид проникает через оболочки ооцита, происходит слияние клеточных мембран, формируется зигота
• Ядра сперматозоида и ооцита становятся мужским и женским пронуклеусами
• Ядерные оболочки растворяются, происходит репликация хромосом, после чего начинается дробление зиготы
д) Дробление:
• Зигота → 2 клетки → 4 клетки → 8 клеток → морула → бластоциста
• В результате нескольких этапов деления образуются более мелкие клетки - бластомеры
• На стадии 8 клеток происходит компактизация, в результате из одних клеток формируется внутренняя клеточная масса, или эмбриобласт, из других - периферический трофобласт:
- Внутренняя клеточная масса/эмбриобласт = эмбриональный полюс бластоцисты
• 16-32 бластомера = морула
• В моруле накапливается жидкость, формируется центральная полость бластоцисты, которая носит название бластоцель
е) Имплантация:
• Бластоциста «вылупляется» (покидает) из блестящей оболочки
• Лишенная оболочки бластоциста напрямую взаимодействует с эндометрием
• Из клеток трофобласта формируются плодные оболочки и плацента, но не сам эмбрион:
- Клетки трофобласта эмбрионального полюса → синцитиотрофобласт, который внедряется в эндометрий
- Остальные клетки трофобласта образуют цитотрофобласт
• Клетки эндометрия дифференцируются в децидуальные клетки под воздействием:
- Прогестерона, секретируемого желтым телом - β-субъединицы хорионического гонадотропина человека (β-ХГЧ), продуцируемого синцитиотрофобластом
Схематическое изображение самых ранних ультразвуковых признаков развития эмбриона, описанных выше. Плодное яйцо, «погруженное» в децидуализированный эндометрий, выглядит как асимметрично расположенное гиперэхогенное кольцо с анэхогенным центром (в тексте выше этот этап развития обозначен как признак плодного яйца в децидуальной оболочке). Плодное яйцо не всегда визуализируется на ранних сроках беременности, и его обнаружение сильно зависит от опыта специалиста, проводящего исследование.
Признак плодного яйца в децидуальной оболочке представляет собой гиперэхогенное кольцо, расположенное эксцентрически относительно линии стыка противоположных поверхностей эндометрия. Современные термины, рекомендуемые для описания подобного наблюдения: «внутриматочная структура, напоминающая плодное яйцо», или «возможная маточная беременность (МБ)».
Показан признак плодного яйца в децидуальной оболочке. В данном случае кровотечение привело к скоплению крови в полости матки. Также отмечается эксцентрическая локализация плодного яйца, его диаметр составляет 4 мм. В нижней части плодного яйца, внутри него, видна маленькая округлая структура, вероятно, представляющая собой первичный желточный мешок, который можно визуализировать с помощью современных датчиков с высоким разрешением.
Схематическое изображение признака двойного децидуального кольца. Он визуализируется, когда увеличивающееся плодное яйцо выступает над местом имплантации и начинает занимать полость матки, оказывая воздействие на противоположную стенку матки. Децидуальная оболочка, покрывающая плодное яйцо, называется капсульной децидуальной оболочкой (decidua capsularis), а расположенная перед растущим плодным яйцом и сдавливаемая им - пристеночной (париетальной) децидуальной оболочкой (decidua parietalis). Базальная децидуальная оболочка (decidua basalis) расположена в месте прикрепления плодного яйца к стенке матки и соответствует месту будущего формирования плаценты. Внутренние структуры можно визуализировать при ТВУЗИ.
При ТВУЗИ хорошо видны слои децидуальной оболочки. Концентрические кольца, образованные капсульной и пристеночной децидуальной оболочками, формируют признак двойного децидуального кольца. Этот признак описывают термином «возможная МБ».
На изображении, помимо признака двойного децидуального кольца, видны эмбрион и желточный мешок - структуры, наличие которых подтверждает МБ. При отсутствии у эмбриона длиной >7 мм сердцебиения можно было бы диагностировать беременность неопределенной жизнеспособности.
ж) Развитие эмбриона:
• Эмбриобласт разделяется на эпибласт и гипобласт, формируется двухслойный зародышевый диск
• Гипобласт = первичная энтодерма:
- Клетки гипобласта перемещаются вдоль полости бластоцисты и образуют первичный желточный мешок - Гипобласт + первичный желточный мешок дают начало внезародышевой мезодерме (рыхло расположенные внутри полости бластоцисты клетки, окружающие первичный желточный мешок)
- Вторая волна мигрирующих клеток гипобласта образует вторичный желточный мешок, который замещает первичный желточный мешок
- Внезародышевая мезодерма разделяется на два слоя, формирующих полость хориона (внезародышевый целом)
- Полость хориона отделяет эмбрион/амнион/желточный мешок от хориона (наружной стенки бластоцисты)
• Эпибласт дает начало эмбриону и образует амнион:
- Между эпибластом и расположенным над ним трофобластом накапливается жидкость → полость
- Слой эпибласта дифференцируется в амнион, отделяющий образовавшуюся полость от цитотрофобласта
• Трехслойный диск:
- Появляется в процессе гаструляции, когда клетки перемещаются на новые места и возникают зародышевые листки
- Три первичных зародышевых листка = эктодерма, мезодерма, энтодерма
- Ось тела также определяется в ходе гаструляции
• Диск удлиняется и изгибается → несколько трубчатых структур → основные системы органов
• Эктодерма → нервная пластинка → нервная трубка + клетки нервного гребня:
- Нервная трубка → головной и спинной мозг
- Клетки нервного гребня мигрируют из нервной трубки → различные структуры и типы клеток
• Мезодерма:
- Мезодерма головы → мышцы лица, челюстей и глотки - Хордальный отросток
- Кардиогенная мезодерма
- Сомиты → большая часть осевого скелета
- Промежуточная мезодерма → мочеполовая система
- Мезодерма латеральной пластинки → стенка брюшной полости и стенки кишечника
Схематическое изображение нормального развития беременности на ранних стадиях. Эмбрион тесно связан с желточным мешком, так что амнион и желточный мешок выглядят как двойной пузырь с эмбрионом, зажатым между ними. Эмбрион находится внутри амниотического пузыря, эмбрион и желточный мешок - внутри полости хориона.
При ТВУЗИ через 5 нед. 5 дней от ПДПМ визуализируется эмбрион размером 2 мм. Видна трехлинейная эхоструктура, напоминающая печенье из двух темных коржиков-дисков со светлой начинкой между ними (печенье «Орео»), Процесс гаструляции приводит к перераспределению клеток и образованию 3 первичных зародышевых листков: энтодермы, мезодермы и эктодермы. Несмотря на небольшие размеры этого эмбриона, в режиме реального времени возможно увидеть его сердечную деятельность.
При ТВУЗИ визуализируется эмбрион, непосредственно прилежащий к желточному мешку. Амнион пока не виден. На этом гестационном сроке брюшная стенка все еще открыта, и средняя кишка соединена с желточным мешком. После смыкания брюшной стенки «отделившийся» желточный мешок сдавливается между увеличивающимся амнионом и хорионом.
Изгиб и образование складок эмбриона приводят к закрытию брюшной стенки и отделению желточного мешка. Удлинившаяся шейка формирует желточный проток. Затем желточный мешок отделяется от эмбриона опускаясь в полость хориона. В это же время становятся отчетливо различимы головной и тазовый концы эмбриона и начинают формироваться зачатки конечностей. Хорион, прилежащий к полости матки, теперь полностью гладкий. Структура ворсинок хориона в развивающейся плаценте усложняется.
При ТВУЗИ через 7 нед. 4 дня от ПДПМ видно, что желточный мешок располагается отдельно от эмбриона. Он лежит снаружи от амниона, который теперь виден вокруг эмбриона, так как имеет достаточно большие размеры. Помните, что желточный мешок всегда будет располагаться снаружи от амниона; эмбрион лежит внутри амниотического пузыря.
При УЗИ с трехмерной реконструкцией изображения (3D УЗИ) видно, что желточный мешок отделен от эмбриона, который теперь имеет вытянутую форму с определенными головным, или теменным, и тазовым, или копчиковым, концами. Для подтверждения срока гестации, определенного по ПДПМ, измеряют копчико-теменной размер (КТР).
Схематическое изображение дальнейшего развития эмбриона; видны зачатки конечностей, голова значительно увеличилась, и эмбрион приобрел узнаваемые человеческие очертания. Пуповина формируется в результате соединения желточного протока, аллантоиса и амниотической ножки. После формирования она быстро удлиняется до тех пор, пока эмбрион не оказывается подвешенным в увеличивающемся амниотическом пузыре. Длинная пуповина обеспечивает свободу движений растущего плода.
При 3D УЗИ у 8-недельного эмбриона видны короткие зачатки конечностей и сравнительно толстая пуповина. Головной конец эмбриона становится более распознаваемым благодаря характерным очертаниям головы; эмбрион находится в типичной позе.
При другом 3D УЗИ в сагиттальной плоскости в головном конце эмбриона визуализирован пузырь ромбовидного мозга. Он представляет собой заполненное жидкостью пространство, из которого впоследствии развивается IV желудочек, и его не следует принимать за патологическую внутричерепную кисту.
• Сердечно-сосудистая система:
- Формируется из сердечной трубки → сердце и крупные сосуды
- Кардиогенные клетки-предшественники образуют кардио-генную зону (первичное кардиогенное поле) у головного конца эмбриона
- Латеральные эндокардиальные трубки сливаются вместе в процессе образования складок эмбриона → первичная сердечная трубка
- Изгиб, ремоделирование, образование перегородок в первичной сердечной трубке → окончательное формирование 4-камерного сердца
- Артериальный ствол = первичный выносящий тракт, который разделяется → выносящие тракты желудочков
• Пищеварительная система:
- Образование складок на ранних стадиях эмбриогенеза → энтодермальная трубка → передняя кишка, средняя кишка, задняя кишка
- Передняя кишка (слепо заканчивается ротоглоточной мембраной) → пищевод, желудок, проксимальный отдел двенадцатиперстной кишки:
Из выпячивания стенки двенадцатиперстной кишки формируются печень, желчный пузырь, пузырный проток и поджелудочная железа
- Средняя кишка (изначально открывающаяся в желточный мешок) → участок от дистального отдела двенадцатиперстной кишки до 2/3 проксимального отдела поперечной ободочной кишки:
Будущая подвздошная кишка быстро удлиняется → первичная кишечная петля, которая проникает в основание пуповины и поворачивается на 90°
В процессе вправления в брюшную полость происходит дополнительный поворот на 180°, за счет этого достигается нормальное положение кишечника, слепая кишка оказывается справа, а двенадцатиперстно-тощекишечный изгиб - слева
- Задняя кишка (слепо заканчивающаяся клоакальной мембраной) → от дистальной 1/3 поперечной ободочной кишки до прямой кишки:
Расширение терминального отдела первичной трубки задней кишки → клоака
Мочепрямокишечная перегородка разделяет клоаку на мочеполовой синус спереди + заднепроходный канал сзади
• Мезонефрос → рудиментарные почки, соединенные с клоакой посредством мезонефральных (вольфовых) протоков:
Мезонефральные протоки → мочеточниковый вырост → собирательная система почки
Мочеточниковый вырост соединяется с метанефроген-ной тканью → начало формирования нефронов
- Из клоаки и аллантоиса формируется мочевой пузырь
- Мочевой пузырь отделен от прямой кишки мочеполовым синусом
• Опорно-двигательный аппарат:
- Верхние и нижние конечности развиваются из отдельных зачатков конечностей
К концу I триместра амнион заполняет полость хориона. Оболочки не соединяются до 14-16 нед. гестации. Плацента продолжает расти, ворсинки хориона продолжают ветвиться.
При 3D УЗИ в 10 нед. гестации анатомия плода становится еще более узнаваемой, он имеет хорошо развитый череп и конечности. Место прикрепления пуповины к передней брюшной стенке выглядит достаточно широким из-за физиологической грыжи - выпячивания петель кишечника в ее основании. Грыжа формируется, так как брюшная полость слишком мала, чтобы вместить быстро растущий в этот гестационный период кишечник.
При трансабдоминальном УЗИ (ТАУЗИ) в сагиттальной плоскости через 12 нед. 6 дней от ПДПМ видны узнаваемые анатомические детали. Органогенез заканчивается к концу 13-й недели. Рост и созревание различных систем органов происходят в течение дальнейшего периода гестации.
На схематическом изображении показано выпячивание кишечника в основание пуповины в I триместре. Оно возникает из-за того, что кишечная трубка удлиняется раньше появления в брюшной полости достаточного пространства, способного ее вместить. При выпячивании происходит поворот кишки против часовой стрелки на 90° и дополнительный поворот на 180° при погружении в брюшную полость. Выпячивается только кишечник, печень в основании пуповины в норме никогда не обнаруживают.
При ТВУЗИ через 10 нед. 3 дня от ПДПМ в основании пуповины виден гиперэхогенный кишечник. Для данного гестационного срока подобная картина является нормальной, находку не следует принимать за содержащее кишечник омфалоцеле.
При 3D УЗИ у 12-недельного плода контур брюшной стенки без патологических изменений. Место прикрепления пуповины в норме, физиологическое выпячивание кишечника отсутствует. Визуализированы 3 конечности, контур черепа нормальный, пуповина уже имеет извитость.
и) Формирование плаценты:
• Изначально хориальный мешок покрыт ворсинами, затем на его поверхности, обращенной к полости матки, ворсины атрофируются → гладкий хорион
• В ворсинах, прилегающих к месту имплантации, погружающийся синцитиотрофобласт образует трофобластические лакуны:
- Близко расположенные капилляры матки расширяются → формируются материнские синусоиды, связанные с трофобластическими лакунами
- Прорастание/пролиферация цитотрофобласта в синцитиотрофобласт и материнские лакуны → зрелые третичные ворсины
- Третичные ворсины содержат полностью сформированные кровеносные сосуды, благодаря чему в ветвистом хорионе происходит газообмен
• Ветвистый хорион + базальная часть децидуальной оболочки = плацента
к) Формирование пуповины:
• Зародышевый диск располагается между амнионом и желточным мешком
• Эмбрион вначале связан с хорионом посредством амниотической ножки, которая образуется из внезародышевой мезодермы:
- Аллантоис (энтодермальный вырост задней кишки) образуется как выпячивание желточного мешка
- Аллантоис и сосуды аллантоиса проникают в амниотическую ножку (становятся сосудами пуповины)
• Рост и образование складок эмбриона приводят к формированию трубок передней и задней кишки, заканчивающихся слепо, и средней кишки, открывающейся в желточный мешок:
- По мере бокового образования складок с формированием стенок тела и превращения средней кишки в трубку происходит отделение желточного мешка
- Узкая удлиненная шейка желточного мешка = желточный проток, который соединяет желточный мешок с закрывающейся трубкой средней кишки
• По мере увеличения и образования складок эмбриона амниотическая полость расширяется и полностью охватывает эмбрион, за исключением пупочного кольца:
- Амниотическая ножка, аллантоис, желточный проток объединяются, образуя пуповину
- Амнион продолжает увеличиваться и формирует над объединенными элементами пуповины оболочку в виде трубки → плотная эпителиальная оболочка
• В процессе роста и движений эмбриона/плода происходит постепенное удлинение и скручивание пуповины
Схематическое изображение кровообращения плода: насыщенная кислородом кровь из плаценты возвращается к плоду по пупочной вене. Кровь по пупочной вене протекает через левую долю печени, где пупочная вена делится на две ветви, левая из которых впадает в воротную вену, а другая, идущая в поперечном направлении - венозный проток (ductus venosus), - в нижнюю полую вену. Пуповина также содержит 2 артерии, которые отходят от внутренних подвздошных артерий.
В 10 нед. гестации имеются некоторые остаточные явления физиологического выпячивания кишечника в основание пуповины. Эмбрион свободно подвешен в амниотической полости благодаря пуповине, которая уже имеет признаки нормальной извитости. Желточный мешок исчезнет, как только амнион соединится с хорионом.
При цветовом допплеровском картировании (ЦДК) видна небольшая киста пуповины в виде бессосудистого участка, прилежащего к сосудам пуповины. Подобная картина в I триместре не имеет диагностического значения; кисты обычно формируются в 8-9 нед. и рассасываются примерно к 12-й неделе гестации.
л) Особенности визуализации анатомических структур. Вопросы:
• Определение основных этапов развития (в неделях от ПДПМ):
- Плодное яйцо (признак плодного яйца в децидуальной оболочке) обычно обнаруживается на сроке 4,0-4,5 нед.
- Желточный мешок обычно виден на сроке 5,0-5,5 нед.
- Эмбрион с признаками сердечной деятельности обычно отчетливо виден на сроке 6,0-6,5 нед.
• Определение основных этапов развития на основании среднего диаметра плодного яйца (СДПЯ):
- Эмбрион должен быть виден при трансвагинальном ультразвуковом исследовании (ТВУЗИ) при СДПЯ >25 мм
• У эмбриона длиной >7 мм должно определяться сердцебиение:
- У эмбриона, расположенного внутри видимого амниона, должно определяться сердцебиение (при отсутствии последнего констатируют наличие признака расширенного амниона)
• Оценка гестационного возраста наиболее точна в I триместре:
- Биологические различия проявляются после 13 нед.
• Определение хориальности (соответствия количества плацент числу плодов) имеет наибольшую точность при многоплодных беременностях:
- Наиболее важный фактор для прогноза
• Выявление признаков повышенного риска анеуплоидии:
- Для установления предположительного риска анеуплоидии можно проводить ультразвуковое исследование (УЗИ) с 11-й по 13-ю неделю, для точного определения необходима инвазивная диагностика
• Определение нормальности анатомии:
- Органогенез завершается к концу 13-й недели
- Для лучшей визуализации используйте ТВУЗИ
• I триместр - это время сложных процессов деления и дифференцировки клеток:
- Даже при нормальном развитии высока вероятность ошибки. Причины этого явления изучены недостаточно
м) Список использованной литературы:
1. Doubilet PM et al: Diagnostic criteria for nonviable pregnancy early in the first trimester. N Engl J Med. 369(15): 1443—51, 2013
2. Barnhart К et al: Pregnancy of unknown location: a consensus statement of nomenclature, definitions, and outcome. Fertil Steril. 95(3):857—66, 2011
