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성장과 분화

세포분열이 크기가 증가하는 기본 조건이기는 하나 세포분열만으로 배가 성장할 수 없다.

음식물 섭취를 통한 새로운 생명물질의 합성, 수분의 흡수, 세포사이물질의 축적 등이 함께 일어남으로써 생명체는 성장하게 된다. 성장은 모든 부위에서 동시에, 일정한 속도로 일어나지는 않으며 시간적·공간적으로 분리되어 각기 다른 속도로 일어난다. 개체가 발생하는 과정에서 구조적·화학적 복잡성이 증가하는 것이 분화(differentiation)이며 형태발생과 조직발생의 두 종류로 구분된다.

형태발생을 유도하는 것으로는 세포의 이동, 세포의 집단화, 국소적 성장, 성장의 지연과 융합·분리·접힘 등이 있다. 조직발생이란 세포 내에 존재하는 물질이나 세포의 구조에서 일어나는 점진적인 변화를 말하는데, 최종적으로 구조나 기능면에서 상이한 여러 종류의 조직들을 생성하게 되는 과정이다.

배의 외형형성

배란 후 2주 말기에 배부분은 바깥포배판과 내배엽으로 된 배반이 되며 곧이어 바깥포배판의 세포이동으로 중배엽이 형성되면서 바깥포배판은 외배엽이 된다.

3주 초기에 배반은 둥근 배 모양이 되고 꼬리 쪽의 가운뎃부분에서 좁은 원조가 생기면서 낭배형성 기간이 끝난다. 3주 중기에는 원조의 머리끝에 위치한 원시결절로부터 척색이 형성되며 이것은 배의 앞쪽으로 이어진다. 3주 말기에는 배반이 길쭉한 형태가 되고 원조의 앞쪽에서 성장이 보다 왕성하게 일어난다. 중심에서 신경고랑(neural groove)이 형성되고 그 아래에서 중배엽성의 머리는 잠시 척추의 역할을 하는 척색 쪽으로 휘어진다.

신경고랑의 양쪽에서 신경습(neural fold)이 형성되며 중간지점에서 양쪽의 신경습이 결합됨으로써 신경관이 된다. 척색을 따라서 길게 위치한 중배엽은 짝을 이루면서 분리되어 체절(somite)을 형성하게 되며 근육·척추는 나중에 이 부분으로부터 생성된다. 임신 4주째의 배에는 가장 뚜렷한 변화가 있어 몸의 전체 윤곽이 드러난다.

초기 배의 머리는 원시결절의 앞쪽에 위치한 배반으로부터 생성되나 원조는 배가 성장함에 따라 뒤쪽으로 후퇴하고 대신 척색이나 신경관이 첨가되고 이어서 몸 분절이 생겨난다. 이 시기에 42개의 몸분절이 모두 생성되며 몸분절의 숫자는 발생의 정도를 측정하는 기준이 된다. 꼬리 쪽보다도 머리 쪽이 성장속도가 빠른 것이 특징인데 이것은 태아발생의 전기간에 걸쳐 나타나는 공통된 것이다.

따라서 신생아는 비교적 큰 머리와 긴 팔을 가지게 된다. 4주 초기까지는 머리 쪽과 꼬리 쪽의 신경관은 아직 열려 있으며, 머리 쪽의 신경습은 비교적 넓은데 이 부위는 뇌가 될 부분이다. 태반을 통한 혈액순환을 위해 머리 쪽 신경습의 바로 밑에서 심장융기가 생성된다. 4주 중기·후기에는 등쪽에서 급격한 성장이 일어나 배가 구부러지고 C자 모양이 된다.

머리·몸통·꼬리 부분이 확실히 구분되며 머리부분에서는 전뇌·중뇌·능뇌도 뚜렷하게 나타난다. 전뇌는 눈술잔(optic cup), 후뇌는 내이(內耳)가 될 귀소포(otic vesicle)가 생성되며 심장융기와 간융기는 더욱 뚜렷해지고 턱·목이 될 부위에서는 어류의 아가미궁에 해당하는 아가미 모양의 궁이 생성된다. 5주된 배의 길이는 8㎜, 6주가 된 것은 13㎜ 정도이다.

이 시기에는 구부러진 머리의 끝에서 후각오목(olfactory pit)이 나타나며 복부의 아래쪽에 있는 탯줄이 뚜렷히 관찰된다. 사지싹은 길어지면서 손원시판·발원시판이 나타나는데 상지가 하지보다 빨리 성장한다. 2개월 후반부터는 다른 포유류의 배와 사람의 배는 특징적으로 다르게 발달하며 2개월이 지나면서부터, 즉 배의 크기가 30㎜가 되었을 때부터는 배기(胚期)라는 용어 대신 태아기(胎兒期)라는 용어가 더 적절하다.

7~8주에는 태아의 머리는 점점 더 바로 세워지며 곡선으로 되었던 몸통도 더 일직선의 형태로 된다. 배의 1/5 정도였던 꼬리부분은 퇴화하거나 빨리 성장하는 엉덩이부분에 의해 가려져 눈에 거의 띄지 않게 된다. 눈·코·턱이 분명한 모습을 드러냄으로써 사람의 얼굴 형태를 띠게 된다. 사지에서는 관절이 나타나고 손가락·발가락이 손원시판·발원시판으로부터 분화된다. 원시바깥생식기관이 나타나지만 아직까지는 성(性)의 구분이 되지 않는다. 3개월이 되면 다른 부분에 비해 머리가 지나치게 크기는 해도 거의 사람의 모습을 갖추게 된다.

손톱·발톱이 생성되며 장차 뼈가 될 모든 부위에서 골화중심이 나타난다. 바깥생식기가 더욱 발달되어 성별의 구분이 가능하다. 4개월이 되면 다른 태아와의 구분이 가능할 정도로 독특한 얼굴 모습이 나타나며 얼굴은 넓어지나 눈 사이의 간격은 그다지 넓지 않다. 복부에서 아래로 처져 있던 탯줄은 복부의 위쪽에 부착되게 된다. 5개월째는 배냇솜털과 약간의 머리털이 생기며 산모는 태동을 느끼게 된다. 6개월째는 눈썹·속눈썹이 나오며 몸 전체가 가늘어지고 피부가 쭈글쭈글해진다.

이러한 피부주름은 9개월째가 되면 사라진다. 7개월된 태아는 바싹 마른 노인의 모습과 유사하며 붉고 주름진 피부에는 태아기름막이 생성된다. 8개월째는 피하지방이 축적되고 고환이 음낭으로 들어가기 시작한다. 9개월째의 태아는 피부에서 붉은색이 사라지고 몸통과 사지는 보다 둥글게 된다. 출산이 가까워지면 비록 머리가 여전히 크고 상지가 하지보다 길지만 전체적으로 통통하고 균형잡힌 몸매를 가진다.

배냇솜털은 사라지고 탯줄은 복부의 중앙에 위치한다. 남아의 고환은 음낭 속에 있고, 떨어져 있던 여성의 바깥생식기의 대음순이 서로 붙게 된다. 출산은 마지막 월경일로부터 280일 또는 수정일로부터 약 266일째(38주)에 일어나며, 27주 이내에 태어난 조숙아는 생존하기 힘드나 30주가 지나 출생하면 보통 생명에는 지장이 없다(→ 임신).