Развитие человеческого организма начинается с самого первого дня оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Стадии эмбриогенеза отсчитываются с момента начала развития клетки, которая впоследствии образует зародыш, а из него появляется полноценный эмбрион.

Развитие эмбриона полноценно начинается только со второй недели после оплодотворения, а начиная с 10-й недели в материнском организме уже осуществляется плодный период.

Первая стадия зиготы

Абсолютно все соматические клетки человеческого организма имеют в себе двойной набор хромосом, и только половые гаметы содержат в себе единичный набор. Это приводит к тому, что после оплодотворения и слияния мужской и женской половых клеток, набор хромосом восстанавливается и снова становится двойным. Образованная при этом клетка называется "зигота".

Характеристика эмбриогенеза такова, что развитие зиготы так же делится на несколько этапов. Первоначально новообразованная клетка начинает делиться на разные по размеру новые клетки, называемые морулами. Межклеточная жидкость также распределяется неодинаково. Особенностью данной стадии эмбриогенеза является то, что образованные в результате деления морулы не растут в размерах, а лишь увеличиваются в количестве.

Второй этап

Когда деление клеток заканчивается из них образуется бластула. Она представляет собой однослойный зародыш размером с яйцеклетку. Бластула уже несет в себе всю необходимую ДНК-информацию и содержит неодинакового размера клетки. Происходит это уже на 7-й день после оплодотворения.

После этого однослойный зародыш проходит через стадию гаструляции, которая представляет собой передвижение имеющихся клеток в несколько зародышевых листов - слоев. Сначала их образуется 2, а потом между ними появляется третий. В этот период у бластулы образуется новая полость, называемая первичный рот. Имеющаяся ранее полость полностью исчезает. Гаструляция дает возможность будущему эмбриону четко распределить клетки для дальнейшего формирования всех органов и систем.

Из первого образовавшегося внешнего слоя в будущем формируются все кожные покровы, соединительные ткани и нервная система. Нижний, образовавшийся вторым, слой становится основой для образования органов дыхания, выделительной системы. Последний, средний клеточный слой представляет собой основу для скелета, кровеносной системы, мышц и других внутренних органов.

Называются слои в научной среде соответственно:

• эктодерма;
• энтодерма;
• мезодерма.

Третья стадия

После того как все перечисленные этапы эмбриогенеза пройдены, зародыш начинает расти в размерах. За короткое время он начинает представлять собой цилиндрический организм с четким распределением на головной и хвостовой концы. Рост готового зародыша продолжается до 20 дня после оплодотворения. В это время образованная ранее из клеток пластина, предшественница нервной системы, преобразуется в трубку, в дальнейшем представляющую спинной мозг. От нее постепенно отрастают и другие нервные окончания, заполняющие весь зародыш. Изначально отростки делятся на спинной отдел и брюшной. Так же в это время клетки распределяются и на дальнейшее деление между мышечными тканями, кожными покровами и внутренними органами, которые образуются из всех клеточных слоев.

Внезародышевое развитие

Все начальные этапы эмбриогенеза проходят параллельно развитию внезародышевых частей, которые в дальнейшем будут обеспечивать эмбриону и плоду питание и поддерживать жизнедеятельность.

Когда зародыш уже полностью сформировался и вышел из труб, осуществляется прикрепление эмбриона к матке. Этот процесс очень важен, поскольку от правильного развития плаценты зависит жизнедеятельность плода в дальнейшем. Именно на этом этапе осуществляется перенос эмбрионов при ЭКО.

Начинается процесс с образования вокруг зародыша узелка, который представляет собой двойной слой клеток:

• эмбриопласт;
• трофобласт.

Последний является внешней оболочкой, поэтому отвечает за эффективность прикрепления зародыша к стенкам матки. С его помощью эмбрион проникает в слизистые оболочки женского органа, вживляясь прямо в их толщу. Только надежное прикрепление эмбриона к матке дает начало следующему этапу развития - образованию детского места. Развитие плаценты осуществляется параллельно с его разделением от помета. Процесс обеспечивается наличием туловищной складки, которая как бы отталкивает стенки от тела зародыша. На данной стадии развития эмбриона единственной связью с плацентой становится пупочный стебель, который в дальнейшем образует канатик и обеспечивает питание малыша весь оставшийся внутриутробный период его жизни.

Интересно, что ранние стадии эмбриогенеза в области пупочного стебля имеют еще и желточную протоку и желточный мешок. У неплацентарных животных, птиц и рептилий, этот мешок представляет собой желток яйца, через который эмбрион получает питательные вещества во время своего формирования. У человека же данный орган хоть и образуется, никакого влияния на дальнейшее эмбриональное развитие организма не имеет, и со временем просто редуцируется.

Пупочный канатик имеет в себе кровеносные сосуды, по которым осуществляется сообщение крови от эмбриона к плаценте и обратно. Таким образом зародыш получает от матери питательные вещества и выводит продукты обмена. Образуется эта часть связи из аллантоиса или части мочевого мешка.

Развивающийся внутри плаценты зародыш защищен двумя оболочками. В полости внутренней находится белковая жидкость, которая представляет собой водную оболочку. В ней и плавает малыш до своего рождения. Называется этот мешок амнион, а его наполнение - амниотической жидкостью. Все заключены в еще одну оболочку - хорион. Она имеет ворсинчатую поверхность и обеспечивает эмбриону дыхание и защиту.

Поэтапное рассмотрение

Чтобы более подробно разобрать эмбриогенез человека понятным для большинства языком, необходимо начать с его определения.

Итак, Данное явление представляет собой внутриутробное развитие плода со дня его оплодотворения до самого рождения. Начинается данный процесс только после прохождения 1 недели после оплодотворения, когда клетки уже закончили делиться и готовый зародыш перемещается в полость матки. Именно в это время начинается первый критический период, поскольку его имплантация должна пройти максимально комфортно и для материнского организма, и для самого эмбриона.

Осуществляется данный процесс в 2 этапа:

• плотное прикрепление;
• проникновение в толщу матки.

Крепиться зародыш может в любой, кроме нижней, части матки. Важно понимать, что осуществляется весь этот процесс не менее 40 часов, поскольку только постепенными действиями можно обеспечить полную безопасность и комфорт для обоих организмов. Место крепления зародыша после присоединения постепенно наполняется кровью и зарастает, после чего и начинается важнейший период развития будущего человека - эмбриональный.

Первые органы

Присоединенный к матке зародыш уже обладает органами, которые чем-то напоминают голову и хвост. Самым первым после удачного крепления эмбриона развивается защитный орган - хорион. Чтобы более точно представить, что он из себя представляет, можно провести аналогию с тонкой защитной пленкой куриного яйца, которая располагается прямо под скорлупой и отделяет ее от белка.

После этого процесса образуются органы, обеспечивающие дальнейшее питание крошки. Уже после второй недели беременности можно наблюдать появление аллантоиса, или пупочного канатика.

Третья неделя

Перенос эмбрионов в стадию плода осуществляется только по завершению его формирования, но уже на третьей неделе можно заметить появление четких очертаний будущих конечностей. Именно в этот период обосабливается тело эмбриона, становится заметной туловищная складка, выделяется голова и, самое главное, начинает биться собственное сердце будущего малыша.

Смена питания

Знаменуется данный период развития и еще одним важным этапом. Начиная с третьей недели жизни, эмбрион перестает получать питание по старой системе. Дело в том, что запасы яйцеклетки к этому моменту истощаются, и для дальнейшего развития зародышу необходимо получать нужные для дальнейшего формирования вещества уже из крови матери. К этому моменту для обеспечения эффективности всего процесса аллантоис начинает преобразовываться в пупочный канатик и плаценту. Именно эти органы все оставшееся внутриутробное время будут обеспечивать плод питанием и освобождать от продуктов жизнедеятельности.

Четвертая неделя

В это время уже можно четко определить будущие конечности и даже места глазных впадин. Внешне эмбрион меняется незначительно, поскольку основной упор развития дан на формирование внутренних органов.

Шестая неделя беременности

В это время будущей матери следует уделить особое внимание собственному здоровью, поскольку в данный период формируется вилочковая железа ее будущего малыша. Именно этот орган в дальнейшем всю жизнь будет отвечать за работоспособность иммунной системы. Очень важно понимать, что от здоровья матери будет зависеть и способность ее ребенка всю самостоятельную жизнь противостоять внешним раздражителям. Следует не только уделять внимание профилактике инфекций, но и предостеречь себя от нервных ситуаций, следить за эмоциональным состоянием и окружающей средой.

Восьмая семидневка

Только начиная с данного порога времени, будущей маме можно узнать пол ее ребенка. Исключительно на 8 неделе начинают закладываться половые признаки плода и выработка гормонов. Конечно, узнать пол можно, если ребенок сам этого захочет и на УЗИ повернется нужной стороной.

Заключительный этап

Начиная с 9-й недели заканчивается и начинается плодный. К этому моменту у здорового малыша уже должны быть сформированы все органы - им остается только расти. В это время активно набирается масса тела ребенка, увеличивается его мышечный тонус, активно развиваются органы кроветворения; плод начинает хаотично двигаться. Интересно, что мозжечок к этому моменту обычно еще не сформирован, поэтому координация движений плода происходит со временем.

Опасности во время развития

Разные стадии эмбриогенеза имеют свои слабые места. Чтобы в этом разобраться нужно более подробно их рассмотреть. Так, в одни периоды эмбриогенез человека чувствителен к инфекционным заболеваниям матери, а в другие - к химическим или радиационным волнам из внешней среды. Если в такой критический период возникнут проблемы, то вырастет риск развития у плода врожденных дефектов.

Чтобы избежать данного явления следует знать все стадии развития эмбриона и опасности каждой из них. Так, особой чувствительностью ко всем внешним и внутренним раздражителям является период бластулы. В это время погибает большая часть оплодотворенных клеток, но, поскольку проходит данный этап в первые 2 большинство женщин о нем даже не догадываются. Общее количество погибающих в это время зародышей - 40%. в данный момент очень опасен, поскольку есть риск отторжения зародыша материнским организмом. Поэтому в этот период нужно максимально беречь себя.

Перенос эмбрионов в полость матки знаменуется началом периода наибольшей ранимости эмбриона. В это время риск отторжения уже не так велик, но с 20-го по 70-й дни беременности закладываются все жизненно важные органы, при любых негативных воздействиях на материнский организм в это время вероятность развития у будущего малыша врожденных отклонений со здоровьем повышается.

Обычно к окончанию 70-го дня все органы уже сформированы, но бывают и случаи запоздалого развития. В таких ситуациях с началом плодного периода появляется опасность для этих органов. В остальном же, плод уже полностью сформирован и начинает активно увеличиваться в размерах.

Если вы хотите, чтобы ваш будущий ребенок родился без каких-либо патологий, то следите за своим здоровьем и до, и после момента зачатия. Ведите правильный образ жизни. И тогда никаких проблем возникнуть не должно.

Критические периоды наблюдаются на стадиях онтогенеза, характеризующихся наибольшей скоростью развития организма, когда он становится более чувствительным к вредным воздействиям. Внешние и внутренние факторы, к которым особенно велика чувствительность в эти периоды, могут ускорять, замедлять или приостанавливать развитие организма.

В 1960 г. эмбриолог П.Г. Светлов предложил гипотезу критических периодов. Он различал три группы воздействий внешней среды:

1 – повреждающие воздействия, приводящие к смерти или патологии;

2 – модифицирующие воздействия, вызывающие отклонения не патологического характера (морфозы или мутации);

3 – закономерное воздействие среды, обеспечивающее нормальное развитие организма.

Эти воздействия влияют на последующую устойчивость организма и его нормальное развитие. Критические периоды онтогенеза связаны с реализацией генетической программы индивидуума в разные периоды онтогенеза путем активации работы определенных генов. В пределах индивидуальной нормы реакции обеспечивается возможность акклиматизации организма, его приспособления к условиям среды.

Все критические периоды можно разделить на несколько типов.

1. Периоды, критические для всего организма, когда вредные воздействия могут привести к гибели зародыша. Наиболее частая гибель зародыша происходит на начальных стадиях эмбриогенеза.

2. Частные критические периоды – различные для каждого органа и ткани.

3. Критические периоды для клетки.

В критические периоды эмбриогенеза зародыш или плод становится высоко реактивным и лабильным по отношению к действию факторов. Аномалии развития возникают при этом в силу того, что борьба организма с разрушительными процессами (регуляторная функция органов и систем плода) в эти периоды может быть ослаблена. Непосредственной причиной аномалии может послужить либо остановка развития той или иной системы организма в критический период, либо нарушение координации в скорости компенсаторных ответных реакций систем развивающегося плода. Чем на более ранней стадии своего развития находится эмбрион, тем его ответная реакция на действие патогенного фактора более отличается от реакции систем взрослого организма.

В онтогенезе человека к критическим периодам относят:

1) оплодотворение;

2) имплантацию (7-8-е сутки эмбриогенеза);

3) развитие осевого комплекса зачатков органов и плацентацию (3-8-я недели);

4) развитие головного мозга (15-20-я недели);

5) формирование основных систем организма, в том числе половой (20-24-я недели);

6) рождение.

1.4.9. Влияние факторов среды на ход эмбриогенеза человека

Любое воздействие, нарушающее нормальный ход эмбриогенеза, может вызвать пороки развития зародышей. Примерно половина всех зародышей не доживает до рождения. У большинства обнаруживаются аномалии на ранних стадиях развития. Такие зародыши не могут имплантироваться в стенку матки. Другие зародыши имплантируются, но не могут укрепиться в стенке матки настолько, чтобы беременность была успешной. Почти 90% эмбрионов, абортированных до месячного возраста, являются аномальными. Развитие многих зародышей человека нарушается на ранних стадиях. Примерно 5% всех родившихся детей имеют явные уродства. Одни из них не опасны для жизни, другие представляют собой тяжелые отклонения от нормы.

Гибель эмбрионов в различные периоды онтогенеза неравномерна среди зародышей мужского и женского полов: чем ближе к началу беременности, тем больше среди погибших зародышей мужского пола. Это связано с тем, что в эмбриогенезе возникает больше зародышей мужского пола, чем женского. Так, соотношение количества эмбрионов мужского и женского полов в 1-й месяц беременности составляет 600:100, а на 5-ом месяце – 140:100. Если считать, что в среднем на 1000 беременностей погибает 300 плодов, то величина внутриутробной смертности представляется следующими показателями: в 1-й месяц погибает 112 эмбрионов, во 2-й – 72, в 3-й – 43, а затем показатели снижаются до единичных. Таким образом, на первые два месяца беременности приходится около 2/3 всех случаев гибели эмбрионов.

Наиболее частыми факторами, нарушающими нормальный ход эмбриогенеза, являются перезревание яйцеклетки, нарушения обмена вещества у матери, гипоксия, содержание в крови матери токсических веществ (например, лекарственных препаратов, наркотических веществ, никотина, алкоголя и др.), инфекция (особенно вирусная) и др.

Факторы, вызывающие аномалии, называются тератогенными. Тератогены действуют в течение определенных критических периодов. Для любого органа критическим периодом является время его роста и образования специфических структур. Разные органы имеют различные критические периоды. Например, сердце человека формируется между 3 и 4 неделями. Мозг и скелет человека чувствительны к вредным воздействиям постоянно, начиная с 3-ей недели после зачатия до конца беременности.

Известно много тератогенов, вызывающих генные и хромосомные мутации. Тератогены оказывают либо прямое влияние на ДНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации. Мутагены окружающей среды в зависимости от их природы принято делить на физические, химические и биологические.

К физическим мутагенам относятся все виды ионизирующих излучений, радиоактивные элементы, ультрафиолетовое излучение, чрезмерно высокая или низкая температура и др. Физические воздействия вызывает повреждение всех клеток, но наиболее чувствительны к облучению клетки, находящие в процессе интенсивного деления. Больше других подвержены действию радиации клетки активно развивающегося организма или опухоли. Например, стандартная флюорография, проводимая населению с целью выявления туберкулеза, не приносит взрослому человеку ощутимого вреда. Однако подобное облучение (или рентген зуба, рентген конечности при травме и т.п.), выполненные в первые дни после оплодотворения до момента имплантации зародыша в стенку матки, приведет к его гибели. Уродств не будет, зародыш погибнет, и женщина может даже не заметить прервавшейся беременности.

Химические мутагены – сильные окислители и восстановители (нитраты, нитриты и др.), продукты переработки нефти, органические растворители, лекарственные препараты (например, иммунодепрессанты, дезинфицирующие и др.). Например, применение хинина может привести к глухоте у плода. Очень слабый транквилизатор талидомид, широко применявшийся в 60-х годах, может вызывать уродства, при которых длинные кости конечностей либо отсутствуют, либо резко деформированы, в результате чего у ребенка формируются конечности, напоминающие плавники тюленя. К химическим мутагенам относятся некоторые пищевые добавки и другие химические соединения.

Значительное вредное влияние на развивающийся эмбрион оказывают алкоголь и курение. При употреблении алкоголя в количестве более 50-85 г в сутки у детей наблюдается отставание в физическом и психическом развитии. У женщин - злостных курильщиц (выкуривающих 20 и более сигарет в день) часто рождаются дети с меньшей массой тела по сравнению с детьми некурящих женщин. Курение значительно понижает количество и подвижность сперматозоидов в семенниках у мужчин, которые выкуривают не менее 4 сигарет в день.

Многие искусственно созданные вещества, применяемые в народном хозяйстве, также обладают тератогенным эффектом, особенно пестициды и ртутьсодержащие органические вещества.

К биологическим мутагенам относят некоторые вирусы (кори, гепатита, гриппа, краснухи), продукты обмена веществ и антигены некоторых микробов. Например, у женщин, перенесших краснуху в первой трети беременности, в каждом из 6 случаев рождаются дети с катарактой, пороками сердца и глухотой. Чем раньше вирус краснухи поражает беременную женщину, тем больше риск, что пострадает зародыш. Тератогенным действием обладают простейшие из класса споровиков – токсоплазма гонди. Если мать больна токсоплазмозом, то токсоплазмы через плаценту могут проникнуть в зародыш и вызвать поражения мозга и глаз.

Большое влияние на развивающийся эмбрион оказывает состояние здоровья матери.

Патологические процессы, протекающие в организме матери в течение первых 7-и суток после оплодотворения, могут привести к эктопической (внематочной) беременности. Последняя составляет 0.8-2.4 случая на 100 доношенных беременностей (около 6% стационарной гинекологической патологии). В 98-99% случаев зародыш прикрепляется в маточной трубе. Яичниковая, шеечная и абдоминальная формы беременности встречаются редко. Летальность при эктопической беременности составляет около 7% всех смертей беременных женщин. Наличие эктопической беременности в анамнезе является частой причиной вторичного бесплодия. Действие разнохарактерных патологических факторов в раннем эмбриогенезе человека может вызвать прилежание плаценты и пузырный занос. При продолжающемся влиянии неблагоприятных факторов в патологическое формирование вовлекаются многие органы зародыша, в первую очередь – ЦНС, сердце и др. Только с 63 дня беременности опасность развития аномалий эмбриогенеза начинает уменьшаться. Все представленные выше факты накладывают большие обязательства на будущих родителей в плане предупреждения действия на организм беременной женщины вредных факторов среды и эмоционального стресса, особенно в период, когда зародыш находится в ранней фазе развития, и женщина не знает о своей беременности.

Одной из причин врожденных пороков можно считать гипоксию. Она тормозит формирование плаценты, развитие зародыша и в ряде случаев приводит к развитию врожденных пороков и гибели плода. Неполноценное питание матери, дефицит микроэлементов, приводят к развитию пороков ЦНС, гидроцефалии, искривлению позвоночника, порокам сердца и т.д.

Эндокринные заболевания у беременной женщины нередко приводят к самопроизвольным абортам или нарушениям дифференциации органов плода, определяющим высокую раннюю детскую смертность. Тератогенный эффект доказан для сахарного диабета.

Зависимость состояния здоровья детей от возраста родителей известна. Например, врожденные пороки опорно-двигательной и дыхательной систем несколько чаще наблюдаются у детей юных матерей, чем у детей матерей в возрасте 22-35 лет. У матерей в возрасте старше 35 лет рождается больше детей с множественными пороками, в том числе ЦНС. Установлено, что появление у плода расщелин губ, нёба, ахондроплазии зависит от возраста отца.

К числу сравнительно частых отклонений от нормы относится рождение близнецов. Различают одно- и разнояйцевых близнецов. Если полное раздвоение зародыша произошло на стадии двух бластомеров или на стадии гаструлы, то рождаются нормальные однояйцевые близнецы из одной зиготы, имеющие одинаковый генотип, пол и похожие друг на друга. Реже наблюдается расщепление зародыша не на две, а на большее число частей (полиэмбриония). Разнояйцевые близнецы образуются в результате одновременного созревания двух или большего числа яйцеклеток и почти одновременного оплодотворения. Иногда рождаются сросшиеся близнецы. Их называют сиамскими по названию страны в Юго-Восточной Азии, где в 1811 году родились два сросшихся брата. Сросшиеся близнецы всегда однояйцевые. Образование их может происходить путем неполного разделения зародыша и путем срастания двух и более однояйцевых близнецов на ранних стадиях развития. Иногда один из близнецов является лишь придатком другого.

К аномалиям развития у человека можно отнести атавизмы - проявление признаков далеких животных предков (чрезмерное оволосение, сохранение хвоста, добавочные молочные железы и пр.).

Принято выделять 4 основных типа врожденных пороков развития:

1. Мальформация - морфологический дефект органа, части органа, или большого участка тела в результате внутреннего нарушения процесса развития (генетические факторы).

2. Дизрупция - морфологический дефект органа, части органа или большого участка тела в результате внешнего препятствия или какого-либо воздействия на изначально нормальный процесс развития (тератогенные факторы и нарушение имплантации).

3. Деформация - нарушение формы, вида или положения части тела, обусловленные механическими воздействиями.

4. Дисплазия - нарушенная организация клеток в ткани и ее морфологический результат (процесс и следствие дисгистогенеза).

К врожденным порокам развития относят также следующие нарушения эмбрионального морфогенеза:

Агенезия - полное врожденное отсутствие органа.

Аплазия - врожденное отсутствие органа с сохранением его сосудистой ножки.

Гипоплазия - недоразвитие органа с дефицитом его массы или размера более чем на 2 сегмента, отличающееся от средних для данного возраста показателей. При этом простая гипоплазия, в отличие от диспластической, не сопровождается нарушением структуры органа.

Гипертрофия (гиперплазия) - врожденное увеличение массы и размеров органа за счет увеличения количества (гиперплазия) или объема (гипертрофия) клеток.

Макросомия (гигантизм) - увеличение длины тела (или отдельных органов).

Гетеротопия - присутствие клеток или тканей одного органа в тех зонах или даже в другом органе, где их быть не должно (островки хряща из бронхиальной стенки в легких).

Гетероплазия - нарушение дифференцировки клеток в пределах ткани. Например, обнаружение клеток плоского эпителия пищевода в дивертикуле Меккеля.

Эктопия - расположение органа в необычном для него месте (например, расположение сердца вне грудной клетки).

Удвоение или увеличение в числе органа или его частей: полидактилия - увеличение числа пальцев, полиспления - наличие нескольких селезенок и т.д.

Атрезия - отсутствие естественного канала или отверстия (атрезия пищевода, сильвиевого водопровода, ануса).

Стеноз - сужение канала или отверстия.

Неразделение (слияние) - органов или однояйцовых близнецов. Название пороков этой группы начинаются с приставки «syn» или «sym»: синдактилия, симфалагизм.

Персистирование - сохранение в органе эмбриональных структур.

Дисхрония - нарушение темпов развития органа или его структур.

2. Формы клеточной и доклеточной организации жизни на земле. Сходство и различие про и эукариот. Вирусы, вироиды. Их характеристика и медицинское значение.

3. Основные химические компоненты клетки, роль макро- и микроэлементов в жизнедеятельности организма.

4. Клеточные органеллы, их структура и роль.

5. Хромосомы, их форма, строение, химический состав, биологическая роль. Строение и функции интерфазных и метафазных хромосом.

6. Кариотип человека. Принципы составления идиограмм.

7. Политенные хромосомы, механизм формирования, биологическое значение.

8. Белки, их химический состав, уровни структурной организации. Биологическая роль белков. Понятие о гистоновых и негистоновых белках. Прионовые белки и их медицинское значение.

9.Нуклеиновые кислоты. Днк, её состав и структурная организация,

10. Рнк. Типы рнк, их структура и химический состав, биологическая роль. Сплайсинг (процессинг) рнк, альтернативный сплайсинг и-рнк структурных генов эукариот. Понятие о рибозимах.

11.Авторедупликация днк: суть явления, роль Ферментов, структурная

12.Транскрипция: суть явления, особенности в клетках про- и эукариот. Биологическое значение.

13.Трансляция: суть явления, необходимые компоненты и условия, особенности строения т-рнк, минорные основания и их роль. Ферменты транскрипции. Процессинг белков.

15. Схема передачи сигнала в клетку, первичные и вторичные

16.Потоки генетической информации в клетке. Явление обратной транскрипции. Биологическая роль.

17.Формы клеточной репродукции соматических клеток: митоз, амитоз, эндомитоз, политения. Суть явления и биологическое значение. Проблемы клеточной пролиферации.

18.Понятие о жизненном цикле клетки. Характеристика периодов.

19.Мейоз. Фазы мейоза. Особенности профазы 1. Биологическое значение. Динамика хромосом (n) и днк (с). Схема нарушения расхождения хромосом и формирование патологических кариотипов.

20.Митоз и мейоз – сравнительно-цитологическая характеристика

21.Гаметогенез. Сравнительная характеристика периодов ово- и сперматогенеза: размножения, роста, созревания и формирования.

22.Гаметы – яйцеклетки и сперматозоиды. Морфологическая, физиологическая и генетическая характеристики. Суть полового процесса, биологическое значение. Особенности полового процесса у человека.

23.Понятие об онто- и филогенезе. Этапы онтогенеза. Периоды эмбрионального развития.

24.Типы яйцеклеток. Зависимость между типами яйцеклеток и характером дробления.

25.Понятие о гаструле. Типы гаструляции. Производные экто- и энтодермы.

26.Способы закладки мезодермы и её производные.

27. Механизмы клеточной дифференцировки в эмбриогенезе: ооплазматическая сегрегация, эмбриональная индукция, генная активность. Понятие о гомеозисных генах.

28. Критические периоды эмбриогенеза. Тератогенные факторы.

28. Критические периоды эмбриогенеза. Тератогенные факторы.

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществ­ляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами - фенотип. Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежит наслед­ственной информации, заключенной в генотипе организма. При этом простые признаки развиваются как результат определенного типа взаимодействия соответствующих аллельных генов.

Наряду с этим результат реализации наследственной программы, заключенной в генотипе особи, в значительной мере зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. Факторы внешней по отношению к генотипу среды могут способствовать или препят­ствовать фенотипическому проявлению генетической информации, усиливать или ослаблять степень такого проявления

Совокупность внутриорганизменных факторов, влияющих на реализацию наследственной про­граммы, обозначают как среду 1-го порядка. Особенно большое влияние на функцию генотипа факторы этой среды оказывают в период активных формообразовательных процессов, прежде всего в эмбриогенезе. С другой стороны, выделяют понятие окружающей среды, или среды 2-го порядка, как совокупности внешних по отношению к организму факторов.

Критические периоды: зигота, имплантация, роды.

Периоды наибольшей чувствительности к повреждающему действию разнообразных факторов получили название критических, а повреждающие факторы - те­ратогенных.

Причиной нарушения развития зачатка является большая чувствительность его в данный момент к действию патогенного фактора, чем у других органов.

П.Г. Светлов установил два критических периода в развитии плацентарных млекопитающих. Первый из них совпадает с процес­сом имплантации зародыша, второй - с формированием плаценты. Имплантация приходится на первую фазу гаструляции, у человека - на конец 1-й -начало 2-й недели. Второй критический период продолжается с 3-й по 6-ю неделю. По другим источникам, он включает в себя также 7-ю и 8-ю недели. В это время идут процессы нейруляции и начальные этапы органогенеза.

Действие тератогенных факторов во время эмбрионального (с 3 до 8 нед) периода может привести к врожденным уродствам. Чем раньше возникает повреждение, тем грубее бывают пороки.

Факторы, оказывающее поврежденное воздействие, не всегда представляют собой чужеродные для организма вещества или действия. Это могут быть и закономерные действия среды, обеспе­чивающие обычное нормальное развитие но в других концентрациях с другой силой, в другое время (кислород, питание, температуру, соседние клетки, гормоны, индукторы, давление, растяжение, электрический ток и проникающее излучение).

В организме человека - в прогенезе, эмбриогенезе, в процессе формирования системы мать - плод и постнатальном периоде - существуют критические периоды. К ним можно причислить оогенез и сперматогенез, оплодотворение, имплантацию (7 - 8 сутки эмбриогенеза), развитие осевых органов и формирование плаценты (3 - 8 неделя эмбриогенеза), период усиленного развития головного мозга (15 - 20 неделя) и формирования основных систем организма, в том числе полового аппарата (20 - 24 неделя развития), рождение, период новорожденности до 1 года и половое созревание с 11 до 16 лет.

Впервые вопрос о существовании критических периодов в развитии поднял русский ботаник П.И.Броун. Работая с сеянцами злаков, всходами картофеля и некоторыми другими растениями, он пришел к выводу, что в развитии растений существуют периоды, когда организм более или менее стоек к действию различных внешних агентов, и периоды, когда чувствительность к тем же агентам значительно повышается. Периоды, в которых чувствительность к вредным факторам была повышена, он назвал "критическими".

В 1921 года Ц.Стоккард предложил различать такие критические периоды и в развитии животных. Индивидуальное развитие, по воззрениям Стоккарда, представляет собой ряд последовательных этапов, различающихся скоростями развития органов или их систем. Наибольшая скорость развития наблюдается в критические, узловые периоды эмбриогенеза, такие, как имплантация, образование плаценты или нервной системы, формирование конечностей и др.

На ранних стадиях эмбриогенеза критические периоды относятся к развитию всего организма, позднее они выявляются в развитии отдельных органов - тех, которые в данный момент претерпевают наиболее активные формообразовательные процессы. Внешние факторы или тератогены (см. ниже), к которым организм (или отдельный орган) весьма чувствителен в определенные периоды, могут существенным образом влиять на его развитие. Причем различные факторы, действующие в одном и том же периоде, могут вызывать сходные отклонения. И наоборот, один и тот же фактор, действующий на различных этапах, вызывает различные изменения.

Три основных положения Стоккарда:

1) один и тот же тератоген при воздействии на разных стадиях развития может вызывать различные аномалии;

2) одна и та же аномалия может быть следствием действия разных тератогенов;

3) тип аномалии зависит от стадии развития.

В то время эти три положения приняли не все исследователи. Ныне теория критических периодов не кажется такой однозначной, как несколько десятилетий назад. Однако следует отметить, что не все исследователи признают объяснение критических периодов в том виде, как их сформулировал автор теории.

Сейчас не подлежит сомнению, что:

Эмбрион более чувствителен к внешним воздействиям, чем взрослый организм;

На протяжении всей беременности восприимчивость зародыша и плода к действию чужеродных факторов различна: на одних сроках беременности действие тератогена может быть максимальным и вызывать гибель зародыша или формирование анатомических уродств, на других - оно может быть минимальным или отсутствовать совсем;

Можно также утверждать, что на ранних этапах развития повреждаемость закладок различных органов зародыша очень высока, но со временем, после формирования органов, она понижается в плане анатомических уродств, но повышается в плане функциональных нарушений.

Весьма важным обстоятельством является тот факт, что понижение это не монотонное: на общем фоне падения чувствительности к действию альтерирующего (лат. alteratio - изменение) фактора обнаруживаются короткие периоды (обычно называемые критическими), когда чувствительность зародыша к такому фактору резко возрастает.

Краткосрочное возрастание чувствительности в эти периоды эмбриология объясняет тем, что именно в данные моменты в зародыше происходят важнейшие формообразовательные процессы, определяющие судьбу зачатков отдельных органов или зародыша в целом. Это, например, первые деления дробления зиготы, имплантация, плацентация, начало образования нервной системы или закладка других крупных систем органов (рис. 7.3.11).

Рис. 7.3.11. Критические периоды эмбриогенеза человека, в неделях.

Примечание к таблице (согласно современным представлениям о тератогенезе):

В первые две недели развития воздействие внешних тератогенов обычно приводит к гибели зародыша;

С 3-й по 8-ю недели - к крупным морфологическим отклонениям;

Начиная с 9-й недели у зародыша, как правило, возникают физиологические дефекты и малые морфологические отклонения.

Красным отмечены стадии наибольшей, серым - наименьшей чувствительности зародыша к тератогенам.

Согласно современным представлениям, внешние факторы - тератогены, действующие в периоды раннего эмбрионального развития, приводят либо к гибели зародыша, либо к аномалиям его строения – врожденным порокам развития. Антенатальная (то есть до рождения) гибель у человека, вызванная нарушениями внутриутробной жизни, достигает 70 процентов. То есть из каждых десяти зачатий семь заканчиваются смертью зародыша. Большинство зародышей гибнет в первые дни своего существования; в качестве основной причины этого называют патологию первых делений дробления зиготы и нарушения имплантации.

Врожденные пороки развития возникают главным образом в период органогенеза, то есть тогда, когда согласно теории критических периодов, закладки органов наиболее активно развиваются: когда они возникают из группы малоспециализированных клеток, устанавливаются их форма, соотношения частей. Процессы формирования пороков в эмбриогенезе обозначаются как тератогенез.

Органогенез заканчивается в основных чертах примерно к началу третьего месяца беременности.

Таким образом, первые два месяца являются важнейшими в развитии эмбриона человека. Здесь нельзя не отметить и то, что первые 2 и 2.5 недели развития, которые играют, пожалуй, главную роль в судьбе зародыша, обычно еще не воспринимаются женщиной как беременность, поэтому в этот период для нее особенно велика опасность подвергнуться нежелательному воздействию - безвредному для взрослого и поэтому не принимаемому всерьез, но пагубному для зародыша.

Последующие месяцы также чрезвычайно важны для нормального развития плода. Не подлежит сомнению, что тератогенные воздействия в плодном периоде приводят к различным функциональным отклонениям, в том числе к нарушениям психики и поведенческих реакций, к нарушениям обмена веществ и другим отклонениям, не носящим выраженный анатомический характер. В последние годы даже появилась новая ветвь науки об уродствах - тератология поведения.

Более того, крайне важным является и период, предшествующий двум месяцам внутриутробного развития: от того, в каких условиях созревают половые клетки, будет зависеть очень многое. Формирующиеся гаметы легко подвергаются патологическим воздействиям.

К тератогенам, или тератогенным факторам, относят только те средовые факторы, которые нарушают эмбриональное развитие, воздействуя на течение беременности. Их можно разделить на отдельные группы:

1. Эндогенные (внутренние) факторы:

Генные, хромосомные и геномные мутации (на их долю приходится более 30 % всех пороков, например, синдром Ван дер Вуда, синдром Дауна);

Различные заболевания матери, особенно острые (коревая краснуха, скарлатина, грипп, вирусный гепатит, паротит и др.) и хронические инфекции (листериоз, туберкулёз, токсоплазмоз, сифилис и др.), метаболические дефекты (фенилкетонурия);

Осложнения беременности - токсикозы и присоединившиеся болезни;

Недостаточное и несбалансированное (неправильное) питание матери, кислородная недостаточность;

Амниотические сращения (тяжи Симонара), которые могут приводить к перетяжкам на конечностях, вызывая гипоплазию или ампутацию дистальных отделов;

Крупные миомы матки, препятствующие нормальному развитию эмбриона или плода;

- "перезревание" половых клеток (это явление обусловлено десинхронизацией процессов овуляции и оплодотворения, как результат – возникновение анеуплоидии, триплоидии);

Возраст родителей (возраст отца влияет на частоту возникновения некоторых пороков (например, расщелина неба и губы) и аутосомно-доминантных заболеваний (например, ахондроплазии); возраст матери связывают с пороками дыхательной системы (юный возраст) и геномными мутациями (старшие возрастные группы)).

2. Экзогенные (средовые) факторы (при этом пороки обусловлены действием тератогенных факторов непосредственно на эмбрион или плод, на долю таких пороков приходится менее 5 %):

Различные лекарственные средства, особенно гормональные препараты, применяемые во время беременности (например, при приеме противосудорожного препарата возможно у ребенка возникновение расщелины губы и неба, микроцефалии, гипоплазии ногтей и концевых фаланг пальцев, деформации носа; при приеме талидомида (транквилизатора, рис. 7.3.12) – возникновение пороков верхних и нижних конечностей, расщелины губы и неба);

Рис. 7.3.12. Талидомид и последствия его тератогенного воздействия

А - химическая формула талидомида, Б - ребенок с дефектом ступни, вызванным талидомидом

Вредные производственные факторы и химические вещества, загрязняющие окружающую среду; высокая температура производственных помещений, шум, пыль, повышенная физическая нагрузка, вынужденное положение тела, напряжение зрения и т.д;

Ионизирующие излучения;

Вредные привычки (курение, употребление алкоголя, наркомания, токсикомания);

Биологические факторы (например, вирусы краснухи и цитамегаловирусной инфекции)

Совместное воздействие генетических и средовых факторов носит мультифакториальный характер, и доля пороков, вызванных такими факторами, составляет 50 %.

Отдельные тератогены и эффекты их влияния представлены в таблице № 7.3.1.

В зависимости от объекта и времени воздействия повреждающих факторов различают:

Гаметопатии – результат поражения половых клеток, приводящего к нарушению наследственных структур;

Бластопатии – результат поражения бластоцисты, т.е. зародыша в период 15 дней после оплодотворения (до завершения дифференциации зародышевых листков), следствием бластопатий являются двойниковые пороки (сросшиеся близнецы), циклопия (наличие одного или двух слившихся глазных яблок в одной орбите, расположенной по средней линии

лица), часть мозаичных форм хромосомных болезней;

Эмбриопатии – результат воздействия тератогенного фактора на эмбрион в период с 16-го дня до 8 – 9-й недели беременности (талидомидные, диабетические, алкогольные и некоторые медикаментозные эмбриопатии, а также пороки, обусловленные вирусом краснухи);

Фетопатии – следствие повреждения плода в период с 9-ой недели до момента рождения (редко встречаются,представлены персистированием эмбриональных структур, например, крипторхизм, открытый Ботталов проток)

Реализация тератогенного эффекта зависит от многих составляющих, часть из которых определяется биологией зародыша. Вот наиболее весомые составляющие, определяющие степень повреждающего действия тератогена:

Природа тератогена;

Доза тератогена;

Таблица № 7.3.1

Известные тератогены и их влияние на внутриутробное развитие

Медикамент	Эффект	Комментарий
Алкоголь	Задержка развития до и после рождения, задержка умственного развития, микроцефалия, недоразвитие лицевых структур с формированием характерного алкогольного лица, почечные и сердечные дефекты, много разных больших и малых дефектов.	Дефицит питания, курение и употребление наркотиков утяжеляют состояние плода. Риск от употребления 1 – 2 дозы в день недостаточно установлены, но могут вызвать небольшое отставание в весе. У женщин, употреблявших 6 доз в день, 40% плодов имели алкогольный синдром.
Андрогены и дериваты тестостерона (Даназол).	Вирилизация у девочек и чрезмерное развитие гениталий у мальчиков.	Эффект зависит от дозы и стадии эмбриогенеза. До 9 недель гестации увеличение малых половых губ. Увеличение клитора на любом сроке. Риск от однократного применения минимален.
Ингибиторы ангиотензин превращающего фермента (каптоприл).	Дисплазия почечных канальцев, маловодие, почечная недостаточность, недостаточная оссификация черепа, ЗВРП.	Риск повреждения 30%, возрастает при употреблении во 2 и 3 триместре, ведёт к внутриутробной гипотонии, снижению почечного кровотока у плода и к почечной недостаточности.
Дериваты кумарина (варфарин)	Гипоплазия носа и эпифизов костей; короткие кисти рук с короткими фалангами; офтальмологические мальформации; ЗВРП; патология ЦНС и позвоночника	Риск грубого дефекта 15 – 25% при использовании в первом триместре (ингибирует витамин К). После первого триместра может привести к самопроизвольному аборту, замершей беременности, патологии цнс, отслойке плаценты и кровоизлияниям у плода или новорожденного.
Карбамазепин	Дефекты нервной трубки, малые дефекты черепа и лица, микроцефалия, ЗВРП, умственная отсталость.	Риск дефекта нервной трубки (чаще лимбосакральный) составляет 1 – 2% при применении только одного препарата в первом триместре, и он повышается при употреблении с другими противоэпилептическими препаратами.
Антагонисты фолиевой к-ты (метотрексат, аминоптерин)	Повышен риск самопроизвольных абортов и различных аномалий.	Эти медикаменты противопоказаны для лечения псориаза при беременности и используются с большой осторожностью в лечении онкозаболеваний. Цитотоксические препараты потенциально тератогенны. Эффекты аминоптерина задокументированы. Антагонисты фолиевой кислоты, при применении в первом триместре, вызывают уродства у 30% выживших плодов.
Кокаин	Атрезия кишечника, врождённые пороки сердца, лица и мочеполового тракта, микроцефалия, ЗВРП, инфаркты мозга.	Риск м.б. усилен другими факторами. Осложнения у беременной и плода включают отслойку плаценты и внезапную смерть плода.
Диэтилстильбэстрол	Клеточная аденокарцинома влагалища и шейки, аденоз влагалища, пороки шейки и матки, яичек у мальчиков, бесплодие у мальчиков и девочек.	Аденоз влагалища был у 50% женщин, чьи матери принимали это лекарство до 9 недель беременности. Риск влагалищной аденокарциномы низок. Мальчики могут иметь в 25% случаев эпидидимальные кисты, гипотрофия яичек и азооспермию.
Свинец	Выкидыши и мертворождения	Поражения ЦНС
Литий	Врождённые пороки сердца	Риск низкий. Поражения не такие выраженные как раньше описывалось. Контакт в последнем месяце гестации может вызвать токсическое поражение щитовидки, почек и нервно-мышечной системы.
Органический меркурий (мышьяк)	Церебральная атрофия, умственная отсталость, спастика, слепота.	Поражение мозга м.б. и при контакте в третьем триместре. Сюда относится и контакт с рыбой и зерном, загрязнёнными мышьяком.
Phenitoin	ЗВРП, умственная отсталость, микроцефалия, лицевая дизморфия, пороки сердца, гипоплазия ногтей, и дистальных фаланг.	Полностью синдром проявляется у менее 10% детей при в/у контакте, но до 30% имеют мягкие признаки (стигмы). От лёгкой до выраженной задержки умственного развития находят у детей с физическими проявлениями. Эффект может зависеть от того, унаследован ли мутантный ген, который снижает продукцию "эпоксид гидролазы".
Стрептомицин и канамицин	Потеря слуха, повреждение восьмого черепного нерва.	Нет данных о тератогенности гентамицина или ванкомицина

Тетрациклин	Гипоплазия зубной эмали, внедрение тетрациклина в кость и зубы, долговременная жёлто-коричневая окраска молочных зубов.	Повреждения наступают при применении во втором и третьем триместре.
Талидомид	Двусторонняя дисплазия конечностей, anotia и microtia. Пороки ССС и жкт.	20% детей, чьи матери имели контакт с препаратом в сроке 35 – 50 дней гестации, имели дефекты.
Триметадион и параметадион	Расщепление губы и нёба, пороки сердца, ЗВРП, микроцефалия, умственная отсталость, характерный вид лица, пороки конечностей, глаз и мочеполовые дефекты.	Риск дефекта или с/а составляет 60 – 80% при употреблении в первом триместре. Синдром включает V-образные брови, низкопосаженные уши, высокое верхнее нёбо, и беспорядочный рост зубов. Препарат не используется при беременности.
Валпроевая кислота	Дефект нервной трубки (чаще Spina bifida), малые дефекты лица.	Дефект происходит с частотой 1% при контакте в первом триместре, до закрытия нервной трубки.
Витамин А и его дериваты (изотретиноин, этретинат, ретиноиды).	Выкидыши, microtia, дефекты ЦНС, агенезия тимуса, дефекты ССС, черепа, микрофтальмия, расщелина верхней губы и нёба, умственная отсталость.	Контакт с изотрентиноином до беременности не опасен, так как препарат не задерживается в организме. Этретинат имеет длительный период полувыведения, поэтому эффекты могут возникать через много времени после отмены препарата. Риск от местного примернения неизвестен.
Сифилис	При острой инфекции – водянка плода: при средней тяжести – выявляются дефекты кожи, зубов и костей.	Лечение пенициллином эффективно. Степень повреждения зависит от длительности инфицирования. Повреждения тяжелее, если инфекция продлилась более 20 недель беременности. Необходимо также обследовать на другие вензаболевания.
Токсоплазмоз	Возможны повреждения любых органов и систем, но чаще ЦНС: микроцефалия, гидроцефалия, кальцинаты в мозге. Хореоретиниты очень часто. Тяжесть поражения зависит от длительности инфицирования.	Редко проявляется во время беременности (0,10 - 00,5 %): для поражения плода необходимо первичное инфицирование во время беременности. Токсоплазма гондии передаётся человеку с сырым мясом или через кошачьи фекалии. В первом триместре риск поражения плода 9 %, а у беременной более выражена в I триместре, чем в III.
Цитомегаловирус	Гидроцефалия, микроцефалия, хореоретинит, церебральные кальцинаты, симметричная ЗВРП, микрофтальмия, повреждения мозговых извилин, умственная отсталость, глухота.	Самая частая в/у инфекция. В/у инфицирование 40 % после первого заражения и 14 % после обострения инфекции. Из инфицированных плодов перечисленные физические дефекты проявляются у 20 % после первого инфициро ания и 8% после вторичного инфицирования. Нет эффективной терапии.
Краснуха	Микроцефалия, умственная отсталость, катаракта, глухота, пороки сердца, м.б. поражены любые органы.	Уровень мальформаций 50% при инфицировании в первом триместре. Уровень повреждений снижается до 6% к середине беременности. Для профилактики обязательна иммунизация детей и небеременных взрослых. Прививка во время беременности не рекомендуется, но сообщений, чтобы ослабленный вирус краснухи вызывал мальформации, нет.
Varicella zoster	Может поражать все органы (рубцы на коже, хореоретинит, катаракта, микроцефалия, гипоплазия костей рук и стоп, атрофия мышц).	Риск врождённой инфекции низкий, около 2 – 3% и появляется между 7 и 21 неделей гестации. Иммуноглобулин от Варицеллы зостер делают новорожденным, которые были в контакте последние 4 – 7 дней беременности.
Радиация	Микроцефалия, умственная отсталость	Медицинская диагностическая радиация менее 0,05 Gy не действует тератогенно на плод (доза излучения составляет 0,01 Gy и менее; при в/в урографии 0,0041 Gy).

Пренатальная диагностика

По данным Всемирной Организации Здравоохранения, 2,5 % всех новорожденных имеют различные пороки развития; 1,5 % из них обусловлены действием неблагоприятных экзогенных факторов во время беременности, остальные имеют преимущественно генетическую природу. Около 40 - 50 % ранней младенческой (перинатальной) смертности и инвалидности с детства также обусловлены наследственными факторами, и примерно 30 % коек в детских стационарах заняты детьми с наследственной патологией. Решающая роль в комплексе мероприятий по профилактике и предупреждению наследственных и врожденных болезней принадлежит пренатальной диагностике (ПД), позволяющей предотвратить рождение детей с тяжелыми, некорригируемыми пороками развития, с социально значимыми смертельными генными и хромосомными болезнями и тем самым уменьшить генетический груз популяции.

ПД наследственных и врожденных болезней - новый раздел медицинской генетики, возникший в 80-х годах XX века на стыке клинических дисциплин (акушерства, гинекологии, неонатологии) и фундаментальных наук (патофизиологии, биохимии, цитогенетики, молекулярной биологии, генетики человека). Ееосновные научные задачи находятся в области биологии развития (эмбриологии) человека и включают изучение особенностей реализации генетической информации развивающегося зародыши в норме и при патологии на молекулярном, клеточном, тканевом и организменном уровнях и разработку на этой основе оптимальных способов профилактики, диагностики и, в обозримом будущем, лечения наследственных болезней.

В практическом плане ПД - это комплекс методов, направленных на диагностику морфологических, структурных, функциональных или молекулярных нарушении развития, проявляющихся в виде изолированных или множественных врожденных уродств, дисрупций, деформаций, недоразвитий, хромосомных или моногенных болезней, в пороках или дисфункциях жизненно важных систем, органов и тканей, приводящих к тяжелым, нередко смертельным заболеваниям в постнатальном периоде.

Задачи ПД как одного из разделов медико-генетической службы включают:

1. Предоставление будущим родителям исчерпывающей информации о степени риска рождения больного ребенка.

2. В случае высокого риска предоставление информации о возможности прерывания беременности и последствиях принятого родителями решения - родить больного ребенка или прервать беременность.

3. Обеспечение оптимального ведения беременности и ранней диагностики внутриутробной патологии.

4. Определение прогноза здоровья будущего потомства.

Современная пренатальная диагностика использует самые различные технологии. Все они обладают разными возможностями и степенью надежности. Методы ПД разделяют на непрямые (объектом исследования является беременная женщина) и прямые (исследуется сам плод). Последние могут быть инвазивными и неинвазивными (табл. № 7.4.1).

Развитие генетики соматических клеток привело к появлению в конце 60-х гг. пренатальной диагностики, основанной на амниоцентезе во второй трети беременности. Благодаря этой процедуре можно получить культуру эмбриональных амниотических клеток и с ее помощью осуществлять цитогенетические и биохимические исследования генотипа эмбриона, определять его пол и диагностировать различные внутриутробные нарушения. В начале 80-х гг. была разработана и широко используется биопсия ворсин хориона - исследование, которое можно проводить уже в первой трети беременности. Открытие того факта, что дефекты нервной трубки связаны с увеличением содержания α-фетопротеина в амниотической жидкости, позволило осуществлять внутриматочную диагностику важной группы врожденных дефектов. Разработка метода фетоскопии сделала возможной пункцию сосудов плода для диагностики гемоглобинопатий и даже визуальное выявление некоторых пороков развития эмбриона. К арсеналу методов диагностики добавился ультразвуковой метод исследования плаценты и выявления аномалий плода. Этот метод быстро совершенствуется и все чаще позволяет проводить фенотипическое обследование плода. Поскольку ультразвуковой метод является методом наружного исследования, он все больше и больше вытесняет фетоскопию.

Рассмотрим подробнее основные виды пренатальной диагностики.

Таблица № 7.4.1

Основные методы оценки состояния плода в пренатальной диагностике врожденных наследственных заболеваний

Развитие зародыша происходит под влиянием факторов внешней среды. Один и тот же фактор в различные периоды действует по-разному. Периоды повышенной чувствительности зародыша к повреждающим факторам внешней среды называются критическими периодами.

В основе критического периода может быть:

· активная дифференцировка клеток;

· переход от одной стадии к другой;

· изменение условий существования.

В развитии любого органа существует свой критический период. В эмбриогенезе человека русский ученый П.Г. Светлов выделил три критических периода:

– имплантации (6 – 7 сутки после оплодотворения);

– плацентации (конец второй недели);

– перинатальный (период родов).

Нарушение нормального хода эмбриогенеза ведет к развитию аномалий и уродств. Они встречаются у 1-2% людей.

Виды пороков: аплазия (отсутствие органа), гипоплазия (недоразвитие органа), гипертрофия (увеличение размеров органа), гипотрофия (уменьшение размеров органа), атрезия (отсутствие отверстия), стеноз (сужение протока). Одним из пороков являются сиамские близнецы (сросшиеся в различной степени). Впервые сиамские близнецы (два брата) были описаны в Юго-Восточной Азии. Они прожили 61 год, были женаты, имели 22 детей. В России жили две сросшиеся сестры Маша и Даша.

Причины уродств:

· генетические;

· экзогенные;

· смешанные.

Экзогенные факторы называются тератогенными (от слова teratos - уродство). Тератогенные факторы по своей природе делятся на:

- химические – различные химические вещества, хинин, алкоголь, антибиотик актиномицин Д, хлоридин, талидомид;

- физические – рентгеновские лучи и другие виды ионизирующих излучений;

- биологические – вирусы, простейшие (токсоплазма), токсины гельминтов.

ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ПЕРИОД.

РОСТ И РАЗВИТИЕ

Постэмбриональный период начинается с момента рождения (у млекопитающих) или с выхода из яйцевых или зародышевых оболочек и заканчивается смертью. Организм получает питательные вещества в этот период самостоятельно.

Постэмбриональное развитие подразделяют на четыре периода:

· ювенильный (с момента рождения до половой зрелости);

· зрелости (репродуктивный);

· старости;

· смерть (завершающий период онтогенеза).

Ювенильный период морфо-физиологически у различных видов животных протекает неодинаково и зависит от типа онтогенеза. Различают развитие прямое и непрямое (с метаморфозом).

При прямом развитии новорожденное существо сходно со взрослой формой, отличаясь лишь меньшими размерами и недоразвитием отдельных органов и систем. Примеры: млекопитающие, человек.

При непрямом развитии организм претерпевает изменения, превращения – метаморфоз. Метаморфоз бывает неполный и полный.

В случае неполного метаморфоза вышедший из яйцевых оболочек организм (личинка) отличается от взрослой особи, но не резко. В своем развитии каждая особь проходит следующие стадии: яйцо → личинка →имаго. Примеры животных с неполным метаморфозом: вши, клопы, тараканы, саранча, земноводные.

При полном метаморфозе вышедшая из яйца личинка резко отличается от зрелой особи. Каждая особь проходит следующие стадии: яйцо → личинка → куколка → имаго. На стадии куколки происходит два процесса: растворение личиночных органов (гистолиз) и формирование органов имаго (гистогенез) . Примеры насекомых с полным метаморфозом:комары, мухи, блохи, бабочки, жуки.

Развитие с метаморфозом является иллюстрацией филогенетического закона Мюллера-Геккеля: онтогенез есть краткое повторение филогенеза . Только у одних видов это повторение происходит в эмбриональный период, а у других захватывает и постэмбриональный. Выбор типа онтогенеза обусловлен особенностями строения яйцеклетки и адаптационными способностями имаго.

Рост и развитие организма

Одной из наиболее характерных черт онтогенеза является увеличение размеров развивающегося организма, т.е. рост. В основе роста лежит увеличение числа клеток, их размеров и накопление межклеточного вещества. Понятие роста тесно связано с развитием организма, вот почему понятия «рост» и «развитие» употребляются вместе.

Классификация типов роста. Существует несколько классификаций типов роста. Прежде всего, выделяют рост:

· ограниченный (определенный) – характерен для организмов, растущих до определенного возраста (мухи, птицы, млекопитающие);

· неограниченный (неопределенный) – характерен для тех, кто растет всю жизнь (рыбы, рептилии, раки, моллюски).

Наряду с этой классификацией, различают рост:

· изометрический – размеры органов увеличиваются с такой же скоростью, как и все тело (рыбы, насекомые);

· аллометрический – органы растут с различной скоростью, и поэтому пропорции тела изменяются (человек, млекопитающие).

Типы роста клеток:

· ауксентичный – увеличение размеров клеток (коловратки, круглые черви, личинки насекомых);

· пролиферативный – увеличение числа клеток:

а) аккреционный – после каждого деления в новый митотический цикл вступает только одна из двух дочерних клеток;

б) мультипликативный – многократное деление всех клеток.

Процесс роста характеризуется рядом закономерностей, которые были сформулированы русским ученым И.И. Шмальгаузеном:

· интенсивность роста наиболее высока в начале онтогенеза, а затем снижается, и в разные периоды она не одинакова;

· в онтогенезе происходит чередование периодов роста и дифференцировки;

· дифференцировка ведет к качественным изменениям клеток, обуславливающих уменьшение или полную потерю ими способности к размножению (например, нервные клетки).

Все эти закономерности присущи и человеку. Самый интенсивный рост наблюдается на 1-м году жизни – 23-25 см; на 2-м – 10-11 см; на 3-м – 8 см. В период с 4 до 7 лет годичный прирост составляет 5-7 см, с 7 до 10 лет – 4-5 см/год. С 11-12 лет у девочек и с 13-14 у мальчиков наблюдается увеличение скорости роста до 7-8 см/год. Это так называемый "пубертатный скачок", соответствующий периоду полового созревания.

Регуляция роста и развития

На процессы роста и развития оказывают влияние внешние и внутренние факторы. Внешние факторы: свет, питание, температура, вода, кислород, электромагнитное излучение, микроэлементы, сезонные явления и т.д. Они не могут изменить тип развития, но сказываются на скорости роста и развития.

Внутренние факторы: генотип, эндокринная и нервная системы (нейро-эндокринная регуляция).

Известно, что рост наследуется по типу полимерии.