Персистирование это в биологии

Персистирование это в биологии

Учебное пособие составлено:

• доцентом кафедры медицинской биологии и генетики АГМА, кандидатом биологических наук Б.В.Фельдманом;

• ассистентом кафедры медицинской биологии и генетики АГМА, кандидатом медицинских наук И.С. Рожковой.

Рецензенты:

• зав. кафедрой анатомии и физиологии человека и животных Астраханского Государственного Педагогического Университета, доктор биологических наук, профессор, академик РАЕН, председатель Астраханского отделения геронтологического общества Тёплый Д.Л.;

• доктор медицинских наук Сентюрова Л.Г.

Попытки объяснить причины и механизмы возникновения врожденных пороков развития имеют многовековую историю, однако, как наука тератология стала развиваться лишь с начала ХIXвека, после того как Этьен Сент-Илер применил экспериментальный метод для изучения причин возникновения врожденных уродств. Его сын Исидор Сент-Илер продолжил эту работу, изучив и систематизировав огромный материал по различным уродствам. Он же предложил назвать науку об уродствах — тератологией. Этот термин происходит от греческого слова «тератос»- урод, чудовище, а тератология это наука об этиологии, патогенезе и проявлении врожденных пороков развития. Клиническая тератология, кроме того, изучает клинику, диагностику, методы лечения и профилактики этих заболеваний.

В последние годы тератология привлекает к себе пристальное внимание различных исследователей, что объясняется двумя причинами: во-первых — из науки описательной тератология превратилась в науку, имеющую клиническую направленность; во- вторых — врожденные пороки являются частыми и нередко тяжелыми страданиями, занимающими одно из первых мест, в структуре детской заболеваемости, пре- и постнатальной детской смертности. По данным ВОЗ в отдельных странах частота врожденных пороков колеблется от 2,7 до 16,3%.

Под термином врожденные пороки развития следует понимать стойкие морфологические изменения органа или всего организма выходящие за пределы вариаций их строения. Врожденные пороки развития возникают внутриутробно в результате нарушения процессов внутриутробного развития или, что на много реже, после рождения как следствие нарушения дальнейшего формирования органа. Как синоним термина пороки развития” может применяться термин “врожденные аномалии”. Врождённые аномалии — это пороки развития, не сопровождающиеся нарушением функции органа, например деформации ушных раковин, не обезображивающие лица больного и существенно не отражающиеся на восприятии звуков.

К врожденным порокам развития относятся:

  • Агенезия– полное врожденное отсутствие органа.

  • Аплазии— врожденное отсутствие органа с сохранением его сосудистой ножки.

  • Врождённая гипотрофия (гипоплазия) — уменьшение массы тела плода или новорожденного.

  • Врождённая гипертрофия (гиперплазия) — увеличение относительной массы органа за счет увеличения количества (гиперплазия) или объема (гипертрофия) клеток.

  • Макросомия (гигантизм)— увеличение длины тела.

  • Гетеротопия— наличие клеток, тканей или целых участков органа в другом органе или тех зонах органа, где их быть не должно.

  • Эктопия— смещение органа, т.е. расположение его в необычном месте.

  • Удвоение— удвоение органа или его части.

  • Атрезия— полное отсутствие канала или естественного отверстия.

  • Стеноз— сужение канала или естественного отверстия.

  • Неразделение— слияние органов или двух симметрично или асимметрично развитых однояйцовых близнецов.

  • Персистирование— сохранение эмбриональных структур в норме исчезающих к определённому периоду развития.

По причинам, вызывающим пороки развития они подразделяются на три основные группы:

1.Наследственные пороки(эндогенные) — возникают в результате изменения наследственных структур в половых клетках вследствие мутаций, эндокринных заболеваний матери, “перезревания” половых клеток, из-за “преклонного” возраста родителей.

К этой группе относятся пороки, возникшие в результате мутаций, т.е. стойких изменений наследственных структур в половых клетках (гаметах) — гаметические мутации, или, что происходит значительно реже в зиготе — зиготические мутации. Считают, что именно мутации, происходящие на генном, хромосомном и геномном уровнях являются наиболее частыми причинами врожденных пороков. Мутации могут возникать спонтанно — вследствие ошибок транскрипции, репарации, а так же под действием химических веществ, возникающих в ходе метаболизма клеток. Индуцированные мутации могут возникать под действием ионизирующей радиации, химических и биологических мутагенов. Для клинической тератологии имеют значение химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве – инсектициды, гербициды, пищевые добавки; некоторые вещества, применяемые в промышленности – формальдегид, бензол, мышьяк. В генетике хорошо известны повреждения хромосом соматических клеток человека вирусами гепатита, гриппа, краснухи, кори, ветряной оспы. К эндогенным относятся пороки, возникающиии вследствие эндокринных заболеваний матери, нередко приводящие к нарушениям морфологической и функциональной дифференциации органов плода. Наибольшее значение в клинической практике имеют поражения плода при сахарном инсулинозависимом диабете, тиреотоксикозе, фенилкетонурии матери. “Перезревание” половых клеток также является причиной пороков развития. Под «перезреванием» понимают весь комплекс изменений в яйцеклетках и сперматозоидах произошедших от момента их полного созревания до момента образования зиготы. “Перезревание” яйцеклеток, в основном, связано с гормональными расстройствами — недостаточностью гонадотропного гормона гипофиза, а так же с нарушением выхода яйцеклетки из фолликула яичников и поступлением ее в маточную трубу. “Перезревание” сперматозоидов происходит в половых путях женщины, когда увеличивается время от эякуляции до слияния гамет. Значение возрастного фактора в происхождении врожденных пороков достаточно велико. По-видимому, ведущее значение имеет старение половых клеток, что сводится к увеличению частоты мутаций с возрастом родителей.

2.Ненаследственные пороки(экзогенные) — обусловлены повреждением непосредственно эмбриона или плода “Од действием физических химических или биологических факторов.

Часто действие этих повреждающих факторов связано с критическими периодами по П.Г. Светлову и тератогенным терминальным периодом Е. Schwalbe. Под критическими периодами понимают периоды в эмбриогенезе, отличающиеся повышенной чувствительностью зародыша к повреждающему действию факторов внешней среды. Под термином тератогенный терминальный период понимают предельный срок, в течение которого повреждающие факторы могут вызывать порок развития.

Среди физических факторов тератогенными являются:

а) ионизирующее облучение, при воздействии которого наиболее часто наблюдаются пороки преимущественно нервной системы (микроцефалия, гидроцефалия), глаз (катаракта, колобома) и черепа.

б) механические воздействия — маниотические сращения, чрезмерное давление матки или опухоли на развивающийся плод, сдавление органов плода врождённой опухолью или другим неправильно сформированным органом. При оценке химических факторов необходимо учитывать химическое строение вещества, его способность преодолевать плацентарный барьер, суммарную и одноразовые дозы введенного в организм беременной вещества и др. Например, из группы транквилизаторов тератогенной активностью обладают талидомид, диазепам; из группы аптикоагулянтов относят варфарин. К биологическим факторам относят вирусы (краснухи, цитомегалии, кори, эпидемического паратита, полиомиелита) и протозойные инфекции (токсоплазмоз и малярия).

З. Мультифакторные пороки— вызываются совместным системным воздействием наследственных и ненаследственных факторов.

Согласно современным данным среди известных причин пороков 40% приходится на мутации, 50% мультифакториального происхождения, со средовыми воздействиями связано 5%.

В зависимости от объекта воздействия повреждающих факторов врожденные пороки могут быть разделены:

1. Гаметопатии— связанные с повреждением половых клеток.

2. Бластопатии— поражение бластулы, возникающие в первые 15 дней после оплодотворения и до момента завершения дифференцировки зародышевых листков.

З. Эмбриопатии— развиваются от 16 дня эмбрионального развития до конца 8 недели. Эти пороки могут быть связаны с диабетом, алкогольными интоксикациями, вирусными заболеваниями матери.

4. Фетопатии — развиваются от начала 9 недели внутриутробного развития и до родов.

Большинство пороков это эмбриопатии, т.к. в этот период происходит закладка и формирование основных морфологических структур.

По распространенности в организме пороки делятся на:

1. Изолированные (локальные)— локализованы в одном органе.

2. Системные— пороки, развивающиеся в пределах одной системы.

З. Множественные— локализованы в органах двух или более систем.

Пороки развития являются следствием нарушения эмбриогенеза, поэтому большинство пороков есть результат остановки нормального развития органа и в определенной мере являются повторением филогенеза.

Термин филогенез происходит от двух греческих слов «филос» — род племя; генез — происхождение. филогенез — это процесс исторического развития мира живых организмов. Этот термин был предложен Геккелем в 1886 году. Согласно современным представлениям особенности строения (морфологии) и жизнедеятельности (физиологии) организмов, формирующиеся в онтогенезе есть нечто иное, как результат исторического развития— филогенеза соответствующего таксона. Онтогенетические преобразования отражают те изменения, которые происходили с предковыми формами на протяжении многих поколений. Проблема связи между онтогенезом и филогенезом рассматривалась в трудах Бера, Дарвина. Мюллера, Геккеля, Северцова. Основываясь на работах Мюллера, Геккель сформулировал основной биогенетический закон в соответствии, с которым онтогенез представляет собой краткое и быстрое повторение филогенеза. В доказательство он приводил рекапитуляции, как правило, характерные лишь для отдельных органов. Они заключаются в повторении структур органов взрослых предков в эмбриогенезе современных организмов. Так, в эмбриогенезе человека закладываются жаберные щели и соответствующие им скелетные образования и кровеносные сосуды. Эпидермис кожи в эмбриогенезе сначала представлен однослойным цилиндрическим (что соответствует эпидермису ланцетника), многослойным неороговевающим (костные рыбы и хвостатые амфибии), многослойным слабо ороговевающим (бесхвостые амфибии) и типичным ороговевающим (рептилии, птицы, млекопитающие). Примером рекапитуляции также является смена закладок почки (предпочка, первичная почка, вторичная почка) у млекопитающих.

Признак или процесс в эмбриогенезе повторяющий принцип или процесс филогенеза данного вида называется палингенезом (закладка нервной трубки, хорды).

В филогенезе происходит редукция органов утративших свое значение, что связано с появлением другого органа, функционально замещающего первый (субституция) — замещение головной почки на туловищную, редукция дуг жаберных артерий.

Степень редукции может быть различна:

1. Орган исчезает полностью и у зародыша и у взрослой особи.

2. Орган имеется у зародыша, но исчезает у взрослой особи.

3. Орган остается недоразвитым у взрослой особи.

Если такой редукции не происходит, то у человека формируются филогенетически обусловленные пороки развития. Некоторые органы, подвергающиеся редукции, присутствуют в виде эмбриональных закладок. В этом случае закладка органа сохраняется благодаря ее роли в эмбриогенезе в качестве элемента определяющего развитие других жизненно важных органов. Примером может служить развитие у высших позвоночных хорды, жабр. В отсутствии редукции органы предков переходят (сохраняются) во взрослое состояние, данное явление приводит к возникновению атавизмов.

В основе эволюционных преобразований лежат процессы дифференциации и интеграции. Сущность дифференциации заключается в том, что первоначально однородная структура подразделяется на обособленные части, приобретающие различное строение и одновременно различные функции. Например, изменение пищеварительной трубки у представителей подтипа позвоночных, у которых происходило ее разделение на ротовую полость, глотку, желудок и т.д. Этот принцип нашел свое отражение в онтогенезе. Так, у эмбриона человека в 4-х недельном возрасте формируется первичный кишечник, имеющий вид практически прямой трубки, за исключением умеренно расширения (веретеновидного) в области закладки желудка. В последствии происходит дифференцировка на отделы. Нарушение этого процесса приводит к появлению порока развития.

Исследования филогенеза показывают, что в ходе эволюции наблюдаются гетеротопии, которые проявляются в изменении места закладки органа или его смещения относительно главных осей тела. Так, сердце смещается в грудную полость. Это находит свое отражение и в онтогенезе. Например, сердце человека закладывается на вентральной стороне шейного отдела, перед глоткой и лишь в начале 3-го месяца беременности происходит смещение — опускание сердца в грудную полость. Нарушение этого процесса, как отражение эволюционных гетеротопий также является причиной врожденных пороков развития.

В филогенезе наблюдаются явления гетерохронии — изменение времени закладки органа. Так, у человека нервная система закладывается раньше, а половая в более поздние сроки по сравнению с низшими позвоночными.

В эволюции происходит достаточно согласованное филогенетическое преобразование органов и частей организма. Такие коррелятивные изменения структур организма в филогенезе находят свое отражение и в онтогенезе животных и человека.

Различают онтогенетические и филогенетические корреляции:

Онтогенетические Филогенетические

Геномные— плейотропное действие гена. Топографические— изменения

(хорда – нервная трубка — жаберные щели).

Морфологические-эмбриональная индукция. Динамические— совместное изменение органов связанных функционально.

Эрготонические – в растущем или взросломБиологические — согласовываю

организме обусловлены взаимосвязью развитие органов не связанных функций (органы чувств – развитие ЦНС). ни функционально, ни топогра-

фически (приспособления к

среде обитания у плотоядных –

зубы, короткий кишечник,

когти).

Корреляции одни из самых важных моментов онтогенеза



Источник: studfile.net


Добавить комментарий