В зависимости от объекта воздействия тератогенного фактора

Бластопатии Эмбриопатии Фетопатии Гаметопатии

- сращение близнецов - аплазия - алкогольная - нарушение

- гипоплазия - диабетическая гаметогенеза

- эктопия - тиреотоксическая

 

 

Фенокопирование наследственных нарушений. Фенокопии – изменения фенотипа, сходные с генетическими нарушениями, но вызванные факторами среды. Экзогенные факторы могут нарушать биохимические процессы в клетках, которые в свою очередь могут отразиться на клеточном и органном уровнях. Эти изменения по своим клиническим проявлениям будут сходны с пороками, обусловленными генетическими нарушениями. Фенокопии не изменяют генотипа клеток и не передаются потомкам.

Изучение механизмов возникновения фенокопий, разработка мер по предупреждению или уменьшению клинических проявлений является важной проблемой медицины. По понятным причинам человек не может быть объектом для подобных экспериментов, поэтому исследования по фенокопированию наследственных нарушений проводятся на животных. Эти исследования позволяют выявить экзогенные факторы, обладающие потенциальным тератогенным действием, а также разработать способы лечения и профилактики фенокопий.

Врожденные пороки развития. К врожденным порокам относятся пороки развития внутренних органов, генетические дефекты метаболизма и хромосомные заболевания, внутриутробная задержка роста, нарушения иммунитета, умственная отсталость и дефекты органов чувств, врожденные опухоли.

При обнаружении врожденного порока развития важное значение имеет определение истинной причины возникновения нарушения: генетическая или негенетическая. Для этого необходимо провести тщательно сбор анамнеза, использовать методы лабораторной диагностики (цитогенетический, биохимический, методы ДНК-диагностики). Это позволить правильно ответить на вопросы:

- о вероятности возникновения подобного нарушения у следующего ребенка

- о вероятности передачи нарушения потомкам больного

Эмбриопатии. При недостаточности эмбриональной индукции появляется анофтальмия. Из нервной трубки появляются два пузыря, дающие начало глазам. Если происходят нарушения в этом процессе, тогда глаза отсутствуют. При нарушении закрытия нервной трубки имеет место анэнцефалия. Из эктодермы формируется нервная пластинка, затем перерастающая в нервную трубку. Если края пластинки не сращиваются, то мозг не развивается. Если это происходит у переднего края, то отсутствует головной мозг. При нарушении нормального апоптоза может возникнуть синдактилия (не исчезают перепонки между пальцами) или атрезия заднего прохода (отсутствие). Волчья пасть образуется в результате нарушения слипания клеток.

К нарушениям развития органов относят – отсутствие органа или части тела (агенезия, аплазия), недостаточное развитие (гипоплазия), избыточное развитие (гиперплазия), изменение формы органа (атрезия – заращение, стеноз - сужение), изменение месторасположения (эктопия), сохранение временных органов (персистирование).

Фенокопии – нарушения фенотипа, сходные с генетическими нарушениями, вызванными факторами среды.

Лекция: «ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОСТНАТАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ»

Постнатальное развитие начинается с момента выхода организма из плодных оболочек и заканчивается биологической смертью. И его можно разделить на следующие этапы:

- новорожденный (от рождения до 28 дней)

- грудной (28 дней – 1год)

- раннее детство (1-3 года)

- дошкольный (3-6 лет)

- ранний школьный (7-12 лет)

- подростковый (12-16 лет)

- юношеский (16-21 год)

- зрелый возраст (22 – 55/ 60 лет)

- пожилой возраст (60 – 74 года)

- старческий (75-90 лет)

- долгожители (90 и старше)

Каждый из этих этапов характеризуется определенными морфологическими и функциональными особенностями. Нормальное протекание этих этапов или их возможное нарушение зависит от взаимодействия генетических и средовых факторов. Каждый организм обладает своим уникальным генотипом, который определяет индивидуальный облик каждого из нас и особенности реакции организма на средовые факторы. В организме существуют различные механизмы, которые контролируют генетическую стабильность клеток: ферментативный контроль за редупликацией ДНК, ферменты репарации ДНК, апоптоз. Но не смотря на это в организме могут появляться и размножаться мутировавшие клетки, и они могут быть причиной различных патологических состояний (аутоиммунные заболевания, опухоли).

Нарушение генетических механизмов контроля за образованием гормонов может привести к изменениям процессов роста и развития организма: гигантизм и карликовость – при нарушениях образования гормона роста, ожирение при сахарном диабете, критинизм – при гипофункции щитовидной железы.

Основными закономерностями постнатального периода являются:

1. Генетическая зависимость процессов роста и развития.
2. Необратимость
3. Цикличность. Существуют периода активации и торможения роста (в первые месяцы жизни, 6-7 лет и 11-14 лет происходит активный рост организма). Неравномерность процессов роста характеризуется сезонными изменениями. Увеличение длины тела происходит в основном в летнее время, а увеличение массы – в осенне-зимний период.
4. Постепенность.
5. Синхронность. Нарушение синхронности наблюдается при акселерации (ускорении) соматического развития.

Биологический возраст – совокупность показателей состояния индивида, по сравнению с такими же показателями здоровых людей этого же возраста данной эпохи, этноса, географических условий существования.

Критерии оценки биологического возраста для взрослых:

- сердечно-сосудистая система

- органы чувств

- состояние нервной системы

- двигательный аппарат

- состояние зубов

 

СТАРЕНИЕ ОРГАНИЗМА

Старение – совокупность процессов, происходящих в организме при достижении им определенного биологического возраста, которые сокращают адаптационные возможности и повышают возможность смерти.

Начало старения не имеет четких границ. Обычно его приурочивают ко времени завершения процессов роста и формирования организма. В той связи отправным периодом следует считать третье десятилетие жизни. Взгляды ученых на процессы старения существенно различаются между собой. Одни считают, старость – особое состояние, пограничное между здоровьем и болезнью; другие – предполагают, что старение – это патологическое состояние организма. По преобладающему мнению ученых старение – это не болезнь, но в ряде случаев оно развивается на фоне болезни и поэтому бывает преждевременным. Интересно мнение И.В.Давыдовского: «Преждевременного старения не существует. Каждый организм имеет свой жизненный цикл. Наряду с долгожительством и отсроченным старением существует короткожительство и раннее старение. Для данного человека раннее старение может оказаться своевременным, ибо оно отвечает особенностям генотипа организма». Долголетие относится к числу наследуемых признаков. Большинство 90-100-летных людей имели долголетних родителей. При этом долголетие матери играет большую роль, чем долголетие отца.

Изменения, происходящие во время старения организма, наблюдаются на всех уровнях организации: от молекулярно-генетического до организменного. К числу первичных проявлений старения следует отнести изменения генетического аппарата клеток: возрастает частота соматических мутаций и снижается активность ферментов репарации. Как следствие, снижается интенсивность метаболических реакций в клетках, нарушаются процессы обновления органоидов. Уменьшается митотическая активность клеток, что приводит к снижению регенеративных возможностей организма. Изменяется морфология клеток – липофусцин – пигмент старения. Изменения функций клеток неизбежно отражается на и функции всего органа. У пожилых людей снижается сократительная способность миокарда и эластичность сосудов (необходимо дозировать физическую нагрузку), уменьшается выработка пищеварительных ферментов и ухудшается перистальтика кишечника (рекомендуются диеты), снижается активность иммунной системы. Особенности пожилого организма необходимо учитывать при назначение лекарств.

Механизмы старения. К старению приводят разные процессы. Генетические механизмы этих процессов – накопление с возрастом соматических мутаций и снижение активности ферментов репарации ДНК. К клеточным механизмам относят снижение в целом интенсивности обмена веществ, уменьшение митотической активности клеток и изменение морфологии клеток.

Физиологическое старение – постепенное развитие характерных для данного вида старческих изменений, ограничивающих способность организма к адаптации к факторам среды.

Смерть как заключительный этап онтогенеза. Продолжительность жизни любого организма ограничена законами природы (каждый биологический вид характеризуется определенной продолжительностью жизни) и поворотами судьбы (различные варианты преждевременной смерти). Человечество всегда волновала идея вечности жизни, восстановления молодости, оживление после смерти (молодильные яблоки, живая вода). Но смерть является закономерным завершением онтогенеза и избежать этого этапа никому не суждено. Символичными является фразы: «Жить – это значит умереть» или «Первый шаг ребенка – это первый шаг его к смерти».

Между жизнью и смертью существует переходное состояние – клиническая смерть. Это состояние, которое организм переживает в течение нескольких минут после остановки сердца и дыхания, когда полностью исчезают все проявления жизнедеятельности. В этот короткий период жизнеспособность клеток поддерживается за счет анаэробного обмена веществ. При правильном проведении реанимационных мероприятий в период клинической смерти возможно восстановить жизнеспособность организма.

Признаки клинической смерти:

1. Потеря сознания – наступает через 10-15 сек после остановки сердца.

2. Отсутствие самостоятельного дыхания или дыхание агонального типа (судорожные сокращения основной и вспомогательной дыхательной мускулатуры).

3. Расширение зрачков и утрата их реакции на свет (явное расширение наступает через 45-60 сек).

Биологическую смерть в обобщенном виде определяют как необратимое прекращение жизнедеятельности, т.е. конечную стадию существования живой системы организма. Объективными признаками являются: понижение температуры тела, появление трупных пятен и трупного окоченения.

 

КАНЦЕРОГЕНЕЗ

Канцерогенез – процесс образование опухолей. Опухоли могут возникнуть в любом органе: головном мозге, печени, надпочечнике и т.д., и могут быть причиной смерти организма. Смертность от опухолевых заболеваний занимает одно из первых мест в индустриально развитых странах.

Если в целом характеризовать причину возникновения опухолей, то опухоль следует рассматривать как генетическую болезнь, т.е. болезнь, связанную с потерей, повреждением, активацией или внедрением извне определенных генов.

В настоящее время существуют две теории канцерогенеза: вирусная и мутационная.

Возникновению вирусной теории способствовали два открытия:

1. Установление факта, что вирусы могут вызывать опухоли растений, животных и человека.
2. Открытие фермента обратной транскриптазы (РНК вируса → ДНК).

Гены вируса встраиваются в ДНК клетки-хозяина, в результате у клеток возникают признаки злокачественности. Эти гены получили название онкогены. Сами вирусы – онковирусы.

Herhes	Вирус Эпштейна-Барр Вирус герпеса
Hepadna	Гепатит В
Papova

 

Мутационная теория связывает причину возникновения опухоли с изменениями (мутациями) определенных генов, изначально содержащихся в генотипе. Основные положения теории:

1. Опухоль начинает свое развитие с одной соматической клетки.
2. Появление опухолевых клеток вызывается различными факторами – канцерогенами, которые реагируют с ДНК клетки.
3. В популяции опухолевых клеток происходит накопление дополнительных мутаций, которые увеличивают способность клеток к неограниченному росту.
4. Независимые мутации в клетках одного органа могут привести к различным по антигенным характеристикам опухолям (поэтому невозможно создать универсальную сыворотку против определенного типа опухоли).

Генетические исследования выявили, что в генотипе человека есть гены, сходные по структуре с онкогенами вирусов. Этим генам дали название протоонкогены. Они есть во всех клетках и в норме контролируют клеточные деления. В настоящее время известно более 50 протоонкогенов. Эти гены проявляют большую активность в эмбриональном и раннем постнатальном периодах. Затем их активность снижается. В настоящее время известны механизмы перехода протоонкогенов в онкогены: амплификация гена (множественные копии гена), точковая (генная) мутация, транслокация гена в другую хромосому. Если в клетке возникают подобные нарушения, то она потенциально может дать начало развитию опухоли, поскольку нарушается процесс нормального клеточного деления.

В последнее время в генотипе человека были выявлены гены-супрессоры опухолевого роста (или антионкогены). Был определен механизм, препятствующий превращению нормальной клетки в опухолевую – механизм «проверки в ходе клеточного цикла». Если, например, в стадию G₁ в клетке происходит повреждение ДНК, возникает внутриклеточный сигнал (белок) и переход в следующую стадию блокируется. То же самое происходит при нарушении процессов репликации ДНК.

Что происходит с клеткой, которая остановилась в движении по митотическому циклу? Первый путь – репарация ДНК. Второй – апоптоз (включаются механизмы запрограммированной гибели клетки). Самый известный антионкоген – ген p53 локализован в 17р13. Белок этого гена останавливает клеточный цикл для репарации ДНК и включает механизм апоптоза. Поэтому мутация гена р53 резко облегчает превращение нормальной клетки в опухолевую.

Для нормальных клеток существует физиологический порог делений. Обычно он составляет 50-60 делений, после которых клетка стареет и теряет способность к размножению. Механизм старения клеток был открыт А.М.Аловниковым, который показал, что во время S-периода каждая хромосома укорачивается, т.к. репликация не может дойти до конца теломеры (концевой участок хромосомы). Когда теломера укорачивается до критической величины, клетка перестает делится. В клетках опухолей обычно находят фермент теломеразу, которая обеспечивает восстановление длины теломеры в каждом клеточном делении. В результате такие клетки приобретают способность к неограниченному росту.

Клетки различных опухолей значительно отличаются друг от друга по морфологическим и биохимическим признакам. Эти отличия лежат в основе постановки диагноза. Для этого делают биопсию ткани и при микроскопировании устанавливают происхождение опухоли (из какой ткани образовалась) и степень ее злокачественности.