В настоящее время разрабатывают несколько подходов к проблеме регуляции и контроля морфогенеза

1. Концепция физиологических градиентов, предложенная в начале XX в. американским ученым Ч. Чайльдом, заключается в том, что у многих животных обнаруживаются градиенты интенсивности обмена веществ и совпадающие с ними градиенты повреждаемости тканей. Эти градиенты обычно снижаются от переднего полюса животного к заднему. Они определяют пространственное расположение морфогенеза и цитодифференцировкиСистема из двух градиентов (или более) создает определенную координатную систему. Функцией координаты является судьба клетки.

2. Более современной является концепция позиционной информации, по которой клетка как бы оценивает свое местоположение в координатной системе зачатка органа, а затем дифференцируется в соответствии с этим положением. По мнению современного английского биолога Л. Вольперта, положение клетки определяется концентрацией некоторых веществ, расположенных вдоль оси зародыша по определенному градиенту. Ответ клетки на свое местоположение зависит от генома и всей предыдущей истории ее развития. По мнению других исследователей, позиционная информация есть функция полярных координат клетки. Существует также мнение о том, что градиенты представляют собой стойкие следы периодических процессов, распространяющихся вдоль развивающегося зачатка. Концепция позиционной информации позволяет формально интерпретировать некоторые закономерности онтогенетического развития, но она очень далека от общей теории целостности.

3. 3. Концепция морфогенетических полей, базирующаяся на предположении о дистантных либо контактных взаимодействиях между клетками зародыша, рассматривает эмбриональное формообразование как самоорганизующийся и самоконтролируемый процесс. Предыдущая форма зачатка определяет характерные черты его последующей формы. Кроме того, форма и структура зачатка способны оказать обратное действие на биохимические процессы в его клетках. Наиболее последовательно эту концепцию разрабатывал в 20—30-х гг. отечественный биолог А. Г. Гурвич.

49. Средовые факторы, регулирующие развитие на ранних этапах онтогенеза. Критические периоды в онтогенезе человека. Аномалии и пороки развития. Классификация пороков развития. Значение нарушений частных и интегративных механизмов онтогенеза в формировании врожденных пороков развития. Тератогенез, канцерогенез.

Критические периоды в онтогенезе человека

В онтогенетическом развитии существуют периоды наибольшей чувствительности к повреждающему действию разнообразных факторов. Эти периоды получили название критических, а повреждающие факторы — тератогенных.

Критические периоды не рассматриваются как наиболее чувствительные к факторам среды вообще: результат воздействия конкретного фактора зависит от механизма его (фактора) воздействия. Вместе с тем, в некоторые моменты развития зародыши чувствительны к целому ряду внешних факторов, причем результат реакции на эти воздействия однотипен.

Критические периоды для различных органов и областей тела не совпадают по времени. Причина нарушения развития конкретного зачатка — большая чувствительность его в данный момент к действию патогенного фактора, чем других. При этом влияние разных факторов может вызвать одну и ту же аномалию, что свидетельствует о неспецифическом ответе зачатка на повреждающие воздействия. В то же время некоторая специфичность тератогенных факторов выражается в том, что, будучи различными, они оказывают максимальное повреждающее действие не на одних, но на разных стадиях развития.Таким образом, чувствительность закладок органов и структур к повреждающим воздействиям зависит от стадии эмбриогенеза

П.Г. Светлов постулировал два общих критических периода в развитии плацентарных млекопитающих.

1. Первый из них совпадает с процессом имплантации зародыша (у человека конец 1-ой – начало 2-ой недели беременности).

2. Второй — с формированием плаценты (у человека с 3-й по 6-ю неделю). По другим источникам, второй критический период включает в себя также 7-ю и 8-ю недели, когда происходит нейруляция и начинаются локальные органогенезы.

Повреждающее действие во время имплантации приводит обычно к ее нарушению, ранней смерти зародыша и его абортированию. По некоторым данным, 50–70% оплодотворенных яйцеклеток (зародышей) не переживают период имплантации.

Классификация врожденных пороков развития

Врожденными пороками развития называют такие нарушения развития, которые возникают до рождения (в пренатальном онтогенезе), выявляются сразу или через некоторое время после рождения и вызывают нарушение функции органа (нарушение здоровья). Последнее отличает врожденные пороки развития органов от аномалий, при которых нарушения здоровья может не быть. Врожденные пороки развития являются причиной приблизительно 20% смертей в неонатальном периоде, а также занимают значительное место в практике акушерства и гинекологии, медицинской генетике, детской хирургии и ортопедии.

Существует несколько подходов к классификации врожденных пороков развития. В зависимости от причины все врожденные пороки развития делят на наследственные, экзогенные (средовые) и мультифакториальные.

· Наследственными называют пороки, вызванные изменением генов или хромосом в гаметах родителей, в результате чего зигота с момента возникновения несет генную, хромосомную или геномную мутацию.

· Экзогенными называют пороки, возникшие под влиянием тератогенных факторов (лекарственные препараты, пищевые добавки, вирусы, промышленные яды, алкоголь, табачный дым и др.), т.е. факторов внешней среды, которые, действуя прямо или косвенно (через организм беременной женщины) во время эмбриогенеза, нарушают развитие тканей и органов.

· Мультифакториальными назвают пороки, которые развиваются под влиянием как экзогенных, так и генетических факторов (то есть существует элемент наследственной предрасположенности). Нередко бывает так, что экзогенные факторы нарушают функции генетического аппарата, а это приводит по цепочке “ген → фермент (в общем виде простой белок или полипептид) → признак” к патологическим фенокипиям.

Нарушения, происходящие в пренатальном онтогенезе, подразделяют на:

· гаметопатии (нарушения развития проявляются на стадии зигот),

· бластопатии (нарушения развития проявляются на стадии бластулы),

· эмбриопатии (нарушения, возникшие в период от 15 сут до 8 нед эмбрионального развития) составляют основу большинства тяжелых врожденных пороков.

· Фетопатии нарушения, возникшие после 10 нед внутриутробного развития,приводящие к врожденным порокам, представляют собой такие патологические состояния, для которых, как правило, характерны не грубые морфологические нарушения, а отклонения общего типа.

Различают также первичные и вторичные врожденные порок:.

· Первичные пороки обусловлены непосредственным действием тератогенного фактора

· Вторичные — это осложнения первичных и всегда патогенетически с ними связаны.

В основу классификации врожденных пороков, принятой Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), положен анатомо-физиологический принцип (по месту локализации).

По клеточным механизмам, которые преимущественно нарушены при том или ином врожденном пороке развития, можно выделить пороки, возникшие в результате нарушения размножения клеток, миграции клеток или органов, сортировки клеток, дифференцировки, а также гибели клеток.

По наличию связи с макроэволюцией соответствующей группы организмов, а также в связи с основным биогенетическим законом Э.Геккеля и реальностью явления рекапитуляции все врожденные пороки развития можно разделить на филогенетически обусловленные (анцестральные) и не связанные с предшествующим филогенезом, т.е. нефилогенетические.

Филогенетически обусловленными называют такие пороки развития человека, которые по виду напоминают органы животных из типа Хордовые и подтипа Позвоночные.

Нефилогенетическими являются такие врожденные пороки, которые не имеют аналогов у нормальных предковых или современных позвоночных животных. К таким порокам можно отнести, например, двойниковые уродства и эмбриональные опухоли (тератомы), которые появляются в результате нарушения эмбриогенеза, не отражая особенностей процесса исторического развития группы.

Значение нарушений частных и интегративных механизмов онтогенеза в формировании врожденных пороков развития.

Существует обоснованное мнение, что чем раньше в развивающемся зародыше возникает повреждение, тем грубее и массивнее бывают пороки развития. Одно из объяснений - феномен эмбриональной индукции. Особое значение имеет то, что, во-первых, первичная эмбриональная индукция охватывает весь зародыш, и. во-вторых, каскадный характер индукционных процессов. В соответствии с отмеченным, действие тератогенных факторов в время эмбриональном периоде (с 3 до 8 нед внутриутробного развития) может привести к врожденным уродствам, тогда как их действие в фетальном периоде вызывает относительно малые морфологические изменения, задержку роста и дифференцировки, гипотрофию в связи с недостаточностью питания плода и др.

Факторы, оказывающие повреждающее действие, не всегда представляют собой чужеродные для организма вещества или воздействия. Ими могут быть закономерные влияния среды, обеспечивающие нормальное развитие, но действующие в других концентрациях, с другой силой, в другое время. К ним относят, в частности, кислород, питание, температуру, гормоны, индукторы, давление, растяжение, электрический ток, проникающее излучение, характеристики соседних клеток.

50. Прогрессивная эволюция онтогенеза. Видоизменения периодов онтогенеза, имеющие экологическое и эволюционное значение (диапауза, де-эмбрионизация, эмбрионизация, неотения).