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1. 생식세포 형성과 태아 발달
1.1. 생식세포의 발생과 성숙
난자의 발생과 성숙은 감수분열 과정을 통해 이루어진다. 난포세포가 세포분열을 거쳐 1차 난모세포가 되고, 출생 시 영아의 난소에 미숙한 상태로 존재한다. 이렇게 발생한 1차 난모세포는 사춘기에 성숙하여 2차 감수분열을 거치면서 23개의 염색체를 가진 난자가 된다. 난자는 성선자극 호르몬의 자극에 의해 난포가 성숙되어 배출되는데, 이 때 난자는 성숙하여 23개의 보통염색체와 1개의 X 성염색체를 갖게 된다. 배란 후 난자는 12~24시간 정도 생존할 수 있지만, 수정이 되지 않으면 퇴화하게 된다.
반면 정자의 발생과 성숙은 여러 번의 유사분열을 거쳐 사춘기에 1차 정모세포로 성숙하고, 2차 감수분열에 의해 4개의 정자세포로 분리된다. 정자는 고환의 정세관에서 만들어져 74일의 시간이 소요되어 성숙하게 되며, 사춘기부터 노인기까지 지속적으로 정자가 생성된다. 완성된 정자는 48~72시간 정도 생존할 수 있으며, 한 번의 사정 시 약 2~5억 마리의 정자가 배출된다. 정자는 30~35도의 알칼리성 환경에서 운동력이 강하지만, 질의 산성 환경에서는 운동력이 약해지게 된다.
이렇게 발생하고 성숙한 난자와 정자가 수정되어 수정란이 형성되고, 이 수정란은 3~4일 동안 나팔관을 통해 자궁으로 이동하게 된다. 수정란이 자궁에 도달하면 자궁내막에 착상하게 되는데, 이 때 발생하는 가벼운 착상 출혈과 함께 임신 동안 배란과 월경이 일어나지 않게 된다. 이는 융모성 선자극 호르몬의 분비로 황체가 프로게스테론과 에스트로겐을 분비하기 때문이다.
1.2. 수정과 착상
수정이란 정자가 난자와 결합하여 수정란을 형성하는 과정을 말한다. 수정은 난자 내로 정자가 침투하는 것으로 시작되며, 난자의 23개 염색체와 정자의 23개 염색체가 결합하여 46개의 염색체를 가진 수정란이 만들어진다. 이 수정란은 자궁 내막에 착상하여 배아와 태아로 발달하게 된다.
난자는 출생 시 이미 존재하고 있으며, 생식세포 분열과정을 거쳐 성숙한다. 출생 전 여성의 난소에는 약 40만 개의 미성숙한 난포가 들어있다. 사춘기가 되면 호르몬의 작용에 의해 난포가 성장하고 매월 1개의 난자가 배출된다. 배출된 난자는 12~24시간 동안 생존할 수 있다. 반면 정자는 고환의 정세관에서 사춘기 이후 계속 생성되며, 1회 사정 시 약 2-5억 개의 정자가 방출된다. 정자는 48~72시간 동안 생존할 수 있다.
수정이 일어나기 위해서는 정자가 난자 주변에 도달해야 하는데, 이때 정자는 자궁경부와 자궁강의 산성 환경에서 운동력이 약하지만 자궁강의 알칼리성 환경에서는 매우 빨리 움직여 난자에 도달할 수 있다. 수정란은 수정 후 3~4일간 나팔관을 통해 자궁으로 이동하게 되며, 이 과정에서 수정란은 여러 번의 세포 분열을 거쳐 배아 단계로 발달하게 된다.
수정란이 자궁내막에 착상하는 과정을 착상이라고 하는데, 이는 수정 후 6~10일 사이에 일어난다. 착상 시 영양 배엽과 접하고 있는 모체 조직의 상처로 인해 가벼운 착상 출혈이 있을 수 있다. 또한 임신 동안에는 배란과 월경이 일어나지 않는데, 이는 융모성선자극 호르몬의 분비로 인해 황체가 프로게스테론과 에스트로겐을 분비하기 때문이다.
1.3. 태아의 초기 배엽 발달
태아의 초기 배엽 발달은 배아와 태아의 구조와 기능 형성에 있어서 매우 중요한 단계이다. 수정 후 약 2주부터 8주 사이에 일어나는 이 발달 과정은 배아기에 해당하며, 이 시기에 모든 주요 기관이 형성되며 기형 발생률이 가장 높다.
배아 발달의 초기, 수정란의 발생 초기 단계에서는 감수분열 과정을 거치면서 염색체 수가 23개로 감소했다가 난자와 정자의 결합으로 46개가 된다. 이후 난자의 발생과 성숙 과정을 거치면서 여러 차례의 세포분열로 1차 난모세포가 되며, 이는 출생 시 영아의 난소에 미숙한 상태로 존재하게 된다. 정자의 경우 사춘기에 1차 정모세포로 성숙하며, 2차 감수분열을 거쳐 4개의 정자세포로 분리된다.
수정 후 약 6~10일이 경과하면 수정란이 자궁내막에 매몰되는 착상이 일어나며, 이 과정에서 영양 배엽과 접하고 있는 모체조직의 상처로 가벼운 착상 출혈이 있을 수 있다. 또한 임신 동안 배란과 월경이 일어나지 않는 것은 융모성선자극호르몬의 분비로 황체가 프로게스테론과 에스트로겐 분비를 자극하기 때문이다.
수정란은 나팔관의 섬모운동과 연동운동으로 약 3~4일 동안 자궁으로 이동하게 되며, 이 과정에서 탈락막이 형성된다. 탈락막에는 기저 탈락막, 피포 탈락막, 진 탈락막 등이 존재한다.
배아와 태아 부속물은 외배엽, 중배엽, 내배엽의 3가지 배엽으로 구성된다. 외배엽은 피부, 손톱 등의 외부 조직과 중추 및 말초 신경계, 눈의 렌즈, 이의 에나멜을 형성한다. 중배엽은 뼈, 근육, 골수, 심근, 혈관, 신장, 자궁 등을 형성하며, 내배엽은 호흡계, 위, 간 등 위장계의 상피와 방광의 상피를 형성한다.
이렇듯 초기 배엽 발달 과정에서 각 배엽은 서로 다른 기관과 조직으로 분화되며, 이는 태아의 발달에 있어 매우 중요한 단계라 할 수 있다.
1.4. 태아의 혈액순환
태아의 혈액순환은 2개의 제대동맥과 1개의 제대정맥으로 이루어져 있다"". 2개의 제대동맥은 산소 농도가 낮고 이산화탄소 농도가 높은 혈액을 태반으로 전달하며, 1개의 제대정맥은 산소 농도가 높은 혈액을 태아에게 공급한다"".
태아의 체내 혈액 순환에서 중요한 역할을 하는 구조물들은 다음과 같다. 태아의 심장에서 나온 혈액은 우심방으로 들어가고, 여기서 우심실로 이동한다. 우심실에서 나온 혈액은 폐동맥을 통해 폐로 가는데, 이때 폐동맥과 대동맥 사이에는 동맥관(ductus arteriosus)이 있어 폐순환을 우회할 수 있다. 또한 태아의 대동맥과 폐동맥을 연결하는 난원공(foramen ovale)이 있어 산소가 부족한 혈액이 폐를 거치지 않고 대동맥으로 흘러 들어갈 수 있다. 이처럼 태아의 혈액 순환에는 정상적인 혈액 순환을 우회할 수 있는 우회로들이 있다"".
태아의 혈액 순환은 모체의 혈액 순환과...