Влияние экзо- и эндогенных факторов на эмбриогенез

Каждый эмбриональный зачаток и развивающийся из него орган имеют период повышенной чувствительности к повреждающим факторам (свой критический период), и их действие нарушает нормальный ход эмбриогенеза. Причины, которые вызывают нарушение нормального хода эмбриогенеза, могут быть эндогенными (наследственные факторы) и экзогенными (действие алкоголя, никотина, токсических веществ, вирусов и т.д.). В 10% случаев аномалии вызываются наследственными факторами, в 10% — влиянием экзогенных факторов, а в 80% наблюдается сочетание эндо- и экзогенных факторов. Непосредственной причиной аномалий в критические периоды может быть или остановка развития органа, или нарушение скорости его развития. Различают эмбриопатии, или фетопатии — нарушение развития всего плода, пороки развития и уродства — нарушение развития одного органа или системы органов. Весьма тяжелые изменения плода может вызвать алкоголь, который легко проникает через плацентарный барьер. Недавно описан алкогольный синдром плода у женщин-алкоголиков.

Он проявляется задержкой развития плода, уменьшением размеров мозга, аномалиями костей, развитием пороков сердца и другими аномалиями Очень чувствителен плод и к действию никотина, радиации. Тяжелые поражения вызывают многие вирусы и бактерии. Так, вирус краснушной инфекции вызывает иногда несовместимые с жизнью изменения в организме плода или тяжелые пороки развития.

РЕГУЛЯТОРНЫЕ ФАКТОРЫ ЭМБРИОГЕНЕЗА

Эмбриогенез человека находится под жестким контролем, осуществляющимся на разных уровнях.

1. Генетический уровень регуляции. В первую очередь, эмбриогенез находится под контролем генетических факторов. Они определяют все последовательности процессов развития, а также определяют регуляторные механизмы, служат их основой. Зигота, бластомеры и все клетки зародыша содержат гены-регуляторы, которые принимают участие в управлении процессами развития. Эти гены именуют гомеозисными. Они обладают спо­собностью регулировать активность других генов. Выявлены также гены, определяющие сегментацию тела зародыша. Эти гены называются генами-гомеобоксами. Есть хроногены, т.е. гены, от действия которых зависит время наступления дифференцировки тех или иных клеток зародыша. Деятельность этих генов включается при достижении клеткой определенной пространственно-временной позиции. В то же время, в самих генах имеются особые участки, включающие их (энхансеры), и участки, подавляющие экспрессию данного гена (сплансеры). Все указанные молекулярно-генетические факторы и процессы определяют такие компоненты эмбриогенеза, как размножение, рост и запрограммированную гибель клеток, детерминацию, дифференцировку, адгезию и миграцию клеток, эмбриональную индукцию.

Внутриклеточный уровень регуляции.Он состоит в том, что в клетках синтезируются регуляторные вещества, которые способны регулировать активность генома этих же клеток. Примером таких факторов являются триггерные белки.

3. Эпигенетический уровень регуляции. Включает все регуляторные факторы, являющиеся внешними по отношению к любой клетке развивающегося организма. Эпигенетические регуляторные факторы включают: межклеточные (гомотипические) и межтканевые (гетеротипические) взаимодействия. Межклеточные взаимодействия могут заключаться в механических контактах, восприятии лучевых, химических и других сигналов, которые в конечном итоге изменяют направление дифференцировки клеток. К межклеточным механизмам регуляции относится также кейлонная регуляция. Межтканевые взаимодействия могут сводиться к:

1.Индукционным взаимодействиям; 2. Появлению градиентов (организационных центров) в тканях и органах — участков с наибольшей активностью физиологич. процессов.

4. Организменный уровень регуляции. На этом уровне регуляция обеспечивается нервной, эндокринной и иммунной системами материнского организма, а в последующем — и организма плода.

Нервная регуляция. Поскольку между организмами матери и плода отсутствуют анатомические нервные связи, то влияние нервной системы матери на эмбрион опосредуется нейромедиаторами, которые после синтеза их нервными образованиями материнского организма проникают через плацентарный барьер и влияют на развитие эмбриона (прямое влияние). Кроме того, они могут изменять кровоток в плаценте и тем самым — и эмбриогенез (непрямое влияние). После достижения собственной нервной системой необходимого уровня развития она включается в регуляцию эмбриогенеза. Ее роль заключается в инициации дифференцировки формирующихся морфофункциональных единиц органа, в нервно-трофическом влиянии на них.

Эндокринная регуляция. На развитие зародыша оказывает выраженное влияние эндокринная система матери. Это влияние имеет место во все периоды эмбриогенеза. Нарушение гормонального статуса материнского организма, равно как и прием гормональных лекарственных веществ может приводить к нарушению развития плода вплоть до развития уродств. После становления плаценты она также включается в регуляцию развития плода. Наконец, с момента становления эндокринной системы плода онаначинает влиять на эмбриогенез: рост организма плода, отдельных его органов, развитие функций этих органов. При этом устанавливаются строгое согласование между функцией тождественных эндокринных органов матери иплода.

Иммунная регуляция. В настоящее время установлено, что для нормального эмбриогенеза необходимы нормальные иммунологические взаимоотношения между материнским организмом и организмом зародыша или плода. Иммунная система матери, обладая толерантностью к антигенам зародыша (плода), способна оказывать регулирующее воздействие на клетки эмбриона. Собственная иммунная система плода после ее развития определяет регуляцию качественной и количественной сторон происходящих в эмбриогенезе процессов. Включение вышеназванных механизмов регуляции происходит в строго определенном порядке. Новый механизм регуляции начинает действовать тогда, когда организм эмбриона подготовлен к его восприятию, при этом действие предыдущего регулирующего фактора либо заканчивается, либо происходит наложение одного фактора на другой. Момент смены регулирующих факторов относится к критическим периодам.

КЛИНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ. Клинические аспекты медицинской эмбриологии заключаются в следующем.

1. Регуляция фертильности (рождаемости, численности человеческом популяции). Знание эмбриологии позволяет успешно применять как контрацепцию для предотвращения беременности, так и бороться с бесплодием.

2. Большое клиническое значение имеет знание врачом-акушером критических периодов эмбриогенеза и последствий действия на организм зародыша тератогенных факторов. Это лежит в основе профилактики врожденных аномалий и уродств.

3. Знание закономерностей эмбриогенеза позволяет акушерам-гинекологам правильно оценивать течение беременности, определять режим жизнедеятельности беременной.

4. Клонирование человека. Благодаря достижениям клеточной инженерии ученые вплотную подошли к получению клонов человека (идентичных его копий). Для этого после получения зародышей путем экстракорпорального оплодотворения вскрывают блестящую оболочку и разделяют зародыш на части, которые подсаживают на новые z. pellucida. Эти части после имплантации в полость матки дают развитие совершенно идентичных индивидуумов (клонов). Вначале эмбриологи, проводя такие исследования, манипулировали на эмбрионах, находящихся на стадии 2—8 бластомеров, а в последующем положительные результаты были получены также с морулами и бластоцистами. В настоящее время уже получены клоны домашних животных путем пересадки соматических ядер в яйцеклетку. Возможности клонирования человека обусловлены достижениями в трансплантации ядер клеток, в частности ядер соматических клеток в половые клетки. Дальнейшее развитие исследований в этом направлении может сделать реальностью и клонирование че­ловека. Это наряду с положительными моментами может создать целый ряд проблем морально-этического, криминального плана (появление людей-двойников и др). и т.д.