Необходимый исходный уровень знаний:

Периодизация эмбрионального развития позвоночных. Эмбриогенез позвоночных и человека.

План:

Сопоставление основных закономерных процессов эмбриогенеза у позвоночных и человека. Учение о критических периодах развития человека. Классификация и основные формы аномалий развития человека. Возможности пренатальной диагностики врожденных пороков развития. Заключение.

Общие закономерности развития человека и других позвоночных

В развитии плода человека сложно сочетаются черты, унаследованные от более отдаленных и от ближайших предков. Такие черты эмбриогенеза человека, как возникновение зиготы в результате оплодотворения, роднят человека не только со всем животным миром, но и большинством растительных организмов. Это наиболее древняя черта развития.

Последовательность основных этапов эмбриогенеза - оплодотворение, дробление, гаструляция, гисто- и органогенез, является общей для подавляющего числа многоклеточных животных.

Формирование осевого комплекса эмбриональных зачатков у зародыша человека, образование хорды, закладка нервной трубки, образование жаберных карманов и щелей сближают человека с представителями хордовых животных и унаследованы от древнейших общих предков хордовых.

Сегментация и дифференцировка мезодермы, образование первоначально хрящевого, а затем костного скелета отражают эволюционные изменения мезодермальных производных, в частности, скелета в ряду позвоночных.

Яйцеклетка млекопитающих и человека содержит очень малое количество белково-липидных включений, поэтому дробление полное. Однако черты меробластического типа развития проявляются в асинхронности дробления и образовании тела зародыша из части яйца.

Унаследованы человеком от предковых форм и внезародышевые органы, но функция некоторых из них трансформирована, желточный мешок, например, выполняет кроветворную функцию, а не хранилища питательных веществ (как у рептилий).

Новыми признаками, характеризующими развитие человека являются бедность яйцеклетки желтком, наличие трофобласта, развитие плода в матке, живорождение.

Для всех плацентарных млекопитающих, в том числе человека, общим является наличие плаценты, менструального цикла ( для приматов и человека), раннее развитие и обособление трофобласта, внезародышевой мезенхимы. Все эти признаки выработались в эволюции лишь у ближайших предков человека - человекообразных обезьян.

Однако существует ряд признаков развития, характерных только для человека. Важнейшим из них является запаздывание замыкания переднего конца нервной трубки, что связано с цефализацией - значительным расширением переднего конца нервной трубки. Мощное развитие головного мозга обуславливает удлинение сроков эмбриогенеза.

Таким образом, сложность процессов эмбрионального развития человека находится в тесной связи с общей, возникшей в филогенезе сложностью его организации.

Учение о критических периодах развития человека

Эмбриональное развитие возможно лишь при оптимальном сочетании внутренних и внешних условий. Каждая последующая стадия развития эмбриона или плода вытекает из предыдущей и из имеющихся в данный момент условий развития. Если какого-либо внешнего или внутреннего условия недостаточно, или если возникает необычный внешний фактор, способный кардинально повлиять на ход развития плода, эмбриогенез может отклониться от нормального пути.

Результаты классических исследований эмбриолога П.Г.Светлова (1960) указали на два критических периода в развитии плацентарных млекопитающих, связанных с периодом имплантации и плацентации. 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 стадия 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:

1. 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.
2. Для развития теплокровных животных и человека большое значение имеет температура тела. Длительное перегревание организма матери приводит к аномалиям развития плода.
3. 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 втооричного бесплодия. Действие разнохарактерных патологических факторов в раннем эмбриогенезе человека может вызвать предлежание 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.

Таблица
Сроки возникновения некоторых аномалий развития
эмбрионов и плодов человека