Регуляторные факторы эмбриогенеза

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

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 держат 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 называютсягенами-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.

2. 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.

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 физиологических процессов.

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, внервно-трофическомвлиянии 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 она начинает влиять на эмбриогенез: рост организма плода, отдельных его органов, развитие функций этих органов. При этом устанавливается строгое согласование между функцией тождественных эндокринных органов матери и плода.

Иммунная регуляция.

Внастоящее 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.

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

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.

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

Клонирование человека. В последние годы благодаря достижениям клеточной инженерии ученые вплотную подошли к получению клонов человека, т.е. совершенно 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).