Критические периоды в онтогенезе человека

Содержание

Периоды развития человека

Критические периоды в онтогенезе человека

Классификация врожденных пороков  развития

Типы врожденных пороков развития

Заболевания, внутриутробная смерть плода

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Развитие человека - это сложный  биологический процесс, представляющий собой совокупность закономерных, взаимосвязанных, характеризующихся определенной временной  последовательностью структурных, физиологических и метаболических изменений от зачатков, имеющих простое  строение, до сложных органов. Такой  процесс развития человека принято  обозначать как онтогенез.

Термин «Онтогенез» введён Э. Геккелем (1866) при формулировании им биогенетического закона. Онтогенез разделяют на три  периода: зародышевый (эмбриональный, или пренатальный) и послезародышевый (постэмбриональный, или постнатальный) и период развития взрослого организма (неотальный).

Онтогенез включает рост, т. е. увеличение массы тела, его размеров, дифференцировку. В основе онтогенеза лежит сложный  процесс реализации на разных стадиях  развития организма наследственной информации, заложенной в каждой из его клеток. Обусловленная наследственностью  программа онтогенеза осуществляется под влиянием многих факторов (условия  внешней среды, межклеточные и межтканевые  взаимодействия, гуморально-гормональные и нервные регуляции и т.д.) и выражается во взаимосвязанных  процессах размножения клеток, их роста и дифференцировки. Все  связанные с изменением наследственности, новые в эволюционном отношении  признаки возникают в онтогенезе, но лишь те из них, которые способствуют лучшему приспособлению организма  к условиям существования, сохраняются  в процессе естественного отбора и передаются последующим поколениям, т. е. закрепляются в эволюции.

Критические периоды в  онтогенезе человека

С конца XIX в. существует представление  о наличии в онтогенетическом развитии периодов наибольшей чувствительности к повреждающему действию разнообразных  факторов. Эти периоды получили название критические, а повреждающие факторы (включают лекарственные средства, наркотики и многие другие вещества) -- тератогенные.

Некоторые ученые полагают, что наиболее чувствительными к самым разнообразным  внешним воздействиям являются периоды  развития, характеризующиеся активным клеточным делением или интенсивно идущими процессами дифференциации. П. Г. Светлов, в середине XX столетия внесший большой вклад в разработку проблемы, считал, что критические  периоды совпадают с моментом детерминации, который определяет конец  одной и начало другой, новой цепи процессов дифференциации, т.е. с  моментом переключения направления  развития. По его мнению, в это  время имеет место снижение регуляционной  способности. Критические периоды  не рассматривают как наиболее чувствительные к факторам среды вообще, т.е. независимо от механизма их действия. Вместе с  тем установлено, что в некоторые  моменты развития зародыши чувствительны  к ряду внешних факторов, причем реакция их на разные воздействия  бывает однотипной.

Критические периоды различных  органов и областей тела не совпадают, друг с другом по времени. Причиной нарушения развития зачатка является большая чувствительность его в  данный момент к действию патогенного  фактора, чем у других органов. При  этом действие разных факторов может  вызвать одну и ту же аномалию. Это  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 и тех же стадиях развития.

П.Г.Светлов установил два критических  периода в развитии плацентарных млекопитающих. Первый из них совпадает  с процессом имплантации зародыша, второй -- с формированием плаценты. Имплантация приходится на первую фазу гаструляции, у человека -- на конец 1-й -- начало 2-й недели. Второй критический период продолжается с 3-й по 8-ю неделю. В это время идут процессы нейруляции и начальные этапы органогенеза.

Однако этими двумя периодами  не исчерпывается проблема критических  периодов. В процессе закладки каждого  органа также существуют особо чувствительные периоды, когда воздействие неблагоприятных  факторов среды может вызвать, то или иное отклонение в его развитии (то есть аномалию). В критические периоды зародыш или плод становится высоко реактивным и лабильным по отношению к действию внешних факторов. Аномалии развития возникают при этом в силу того, что борьба организма с разрушительными процессами (то есть, регуляторная функция органов и систем плода) в эти периоды может быть ослаблена. Непосредственной причиной аномалии может послужить либо остановка развития той или иной системы организма в критический период, либо нарушение координации в скорости компенсаторных ответных реакций систем развивающегося плода. Чем на более ранней стадии своего развития находится эмбрион, тем его ответная реакция на действие патогенного фактора более отличается от реакции систем взрослого организма.

В онтогенезе человека к критическим  периодам относят:

1. оплодотворение;

2. имплантацию (7-8-е сутки эмбриогенеза);

3. развитие осевого комплекса  зачатков органов и плацентацию (3-8-я недели);

4. развитие головного мозга (15-20-я  недели);

5. формирование основных систем  организма, в том числе половой  (20-24-я недели);

6. рождение;

7. период до 1 года;

8. половое созревание (11-16 лет).

К наиболее частым факторам, нарушающим нормальный эмбриогенез, принадлежат: перезревание женской половой клетки, нарушения обмена вещества у матери, гипоксия, содержание в крови матери токсических веществ (например, лекарственных  препаратов, наркотических веществ, никотина, алкоголя и др.), инфекция, особенно вирусная. Для развития теплокровных животных и человека большое значение имеет температура тела. Длительное перегревание организма матери приводит к аномалиям развития плода. Рентгеновское облучение опасно в связи с возможными мутациями, так как клетки эмбриональных зачатков особенно чувствительны к радиации.

Гибель эмбрионов в различные  периоды онтогенеза неравномерна среди  зародышей мужского и женского полов: чем ближе к началу беременности, тем больше среди погибших зародышей  мужского пола. Это связано с тем, что в эмбриогенезе возникает  больше зародышей мужского пола, чем  женского. Так, соотношение количества эмбрионов мужского и женского полов  в 1-й месяц беременности составляет 600:100, а на 5-ом месяце - 140:100. Если считать, что в среднем на 1000 беременностей  погибает 300 плодов, то величина внутриутробной смертности представляется следующими показателями: в 1-й лунный месяц  погибает 112 эмбрионов, во 2-й - 72, в 3-й - 43, а затем показатели снижаются  до единичных. То есть, на первые два месяца беременности приходится около 2/3 всех случаев гибели эмбрионов.

Точное число аномально развивающихся  беременностей на стадии зиготы неизвестно, поскольку на этой стадии беременность сложно диагностировать. Приблизительно подсчитано, что из числа беременностей, заканчивающихся спонтанными абортами, половина сопровождается хромосомными дефектами зародыша. Подобные аборты расцениваются как “естественное  средство” элиминации зародышей  с генетическими дефектами и  уменьшения числа врожденных уродств. По современным прогнозам, за счет спонтанного  аборта генетически неполноценных  зародышей число новорожденных  с врожденными генетическими  дефектами снижается с 12% до 2-3%. Используя  методы фертилизации “in vitro” и разрабатывая современные биологические технологии, мы приближаемся к возможности анализировать состояние ДНК зародышей, предупреждать и корригировать врожденную патологию. Расшифровка генома человека, о которой было сообщено 26 июня 2000 г., практически завершена и в большой степени будет этому способствовать.

Патологические процессы, протекающие  в организме матери в течение  первых 7-и суток после оплодотворения, могут привести к эктопической (внематочной) беременности. Последняя составляет 0.8-2.4 случая на 100 доношенных беременностей (около 6% стационарной гинекологической патологии). В 98-99% случаев зародыш прикрепляется в маточной трубе. Яичниковая, шеечная и абдоминальная формы беременности встречаются редко. Летальность при эктопической беременности составляет около 7% всех смертей беременных женщин. Наличие эктопической беременности в анамнезе является частой причиной вторичного бесплодия. Действие разнохарактерных патологических факторов в раннем эмбриогенезе человека может вызвать прилежание плаценты и пузырный занос. При продолжающемся влиянии неблагоприятных факторов в патологическое формирование вовлекаются многие органы зародыша, в первую очередь - ЦНС, сердце и др. Только с 63 дня беременности опасность развития аномалий эмбриогенеза начинает уменьшаться. Все представленные выше факты накладывают большие обязательства на будущих родителей в плане предупреждения действия на организм беременной женщины вредных факторов среды и эмоционального стресса, особенно в период, когда зародыш находится в ранней фазе развития, и женщина не знает о своей беременности.

Таким образом, гибель зародыша возможна с самых ранних стадий развития, в результате спонтанных абортов (до 30% зародышей) и внематочной (эктопической) беременности.

После оплодотворения наиболее чувствительным периодом к действию тератогенов является период с 3-й по 8-ю недели развития. Именно в раннем эмбриогенезе человека закладывается большая часть аномалий и уродств развития. Чем раньше возникает повреждение, тем грубее бывают пороки развития. Развивающийся организм можно уподобить большому вееру. Достаточно небольших нарушений у его основания, чтобы вызвать большие изменения во всем веере. При действии тератогенных факторов в фетальном периоде возникают малые морфологические изменения, задержка роста и дифференцировки, недостаточность питания плода и другие функциональные нарушения. Статистика утверждает, что у 2.5% новорожденных регистрируются резко выраженные аномалии развития. Около 10% причин смерти детей после рождения обусловлено врожденной патологией.

У каждого органа есть свой критический  период, во время которого его развитие может быть нарушено. Чувствительность различных органов к повреждающим воздействиям зависит от стадии эмбриогенеза к повреждающим факторам.

Факторы, оказывающие повреждающее воздействие, не всегда представляют собой  чужеродные для организма вещества или воздействия. Это могут быть и закономерные действия среды, обеспечивающие обычное нормальное развитие, но в  других концентрациях, с другой силой, в другое время. К ним относят кислород, питание, температуру, соседние клетки, гормоны, индукторы, давление, растяжение, электрический ток и проникающее излучение.

Классификация врожденных пороков развития

Врожденными пороками развития называют такие структурные нарушения, которые  возникают до рождения (в пренатальном онтогенезе), выявляются сразу или через некоторое время после рождения и вызывают нарушение функции органа. 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, патологической анатомии. В связи с этим знания по вопросам профилактики, этиологии, патогенеза, лечения и прогнозирования врожденных пороков развития имеют большое значение.

Знакомство с закономерностями и механизмами нормального морфогенеза  в процессе эмбрионального развития позволяет понять, какого рода нарушения  могут привести к возникновению  пороков. Кроме того, пороки развития представляют собой как бы природные  эксперименты, обнаруживающие скрытые  от глаз процессы. Примером могут служить  такие врожденные пороки развития, которые напоминают некоторые черты  строения, свойственные другим видам  взрослых позвоночных животных или  их зародышам. Они позволяют осознать теснейшую эволюционно-биологическую  связь человека с животными и  использовать ее для иллюстрации  закономерностей макроэволюции, а  также для формирования естественно  исторического взгляда на возникновение  и развитие человека.

Существует несколько различных  критериев, на основе которых классифицируют врожденные пороки развития. Основные из них: причина, стадия, на которой  проявляется воздействие, последовательность их возникновения в организме, распространенность и локализация.

В зависимости от причины все  врожденные пороки развития делят на:

• наследственные
• экзогенные (средовые)
• мультифакториальные

Наследственными называют пороки, вызванные  изменением генов или хромосом в  гаметах родителей, в результате чего зигота с самого возникновения  несет генную, хромосомную или  геномную мутацию. Генетические факторы  начинают проявляться в процессе онтогенеза последовательно, путем  нарушения биохимических, субклеточных, клеточных, тканевых, органных и организменных  процессов. Время проявления нарушений  в онтогенезе может зависеть от времени  вступления в активное состояние  соответствующего мутированного гена, группы генов или хромосом. Последствия  генетических нарушений зависят  также от масштаба и времени проявления нарушений.

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 во время эмбриогенеза, нарушают развитие тканей и органов.

Историческими вехами являются работы Ц. Стоккарта в начале XX в., впервые показавшего тератогенное действие алкоголя, и работы офтальмолога Н. Грегга, открывшего тератогенное действие вируса краснухи (1941). Очень страшное событие имело место в 1959--1961 гг., когда после применения беременными талидомида в ряде стран Запада родились несколько десятков тысяч детей с тяжелыми врожденными пороками.

Поскольку средовые экзогенные факторы  в конечном итоге оказывают влияние  на биохимические, субклеточные и клеточные  процессы, механизмы возникновения  врожденных пороков развития при  их действии такие же, как при  генетических причинах. В результате фенотипическое проявление экзогенных и генетических пороков бывает весьма сходным, что обозначается термином фенокопия. Для выявления истинных причин возникновения пороков в  каждом конкретном случае следует привлекать множество различных подходов и  критериев.

Мультифакториальными называют пороки, которые развиваются под влиянием как экзогенных, так и генетических факторов. Вероятно, скорее всего, бывает так, что экзогенные факторы нарушают наследственный аппарат в клетках развивающегося организма, а это приводит по цепочке ген -- фермент -- признак к фенокопиям. Кроме того, к этой группе относят все пороки развития, в отношении которых четко не выявлены генетические или средовые причины.