Если по своей выраженности изменения не выходят за пределы диапазона нормы реакции, то подобные фенотипические изменения называют модификационными. Наиболее выраженно модификационная изменчивость проявляется при реакциях организма на изменения факторов среды, например условий проживания в различных географических зонах, интенсивности солнечной радиации, характера питания и т.д. Модификационная изменчивость имеет адаптивное значение.
Модификационную изменчивость Дарвин назвал определенной и она характеризуется:
• Носит групповой характер
• Адекватность изменений воздействия среды
• Кратковременность изменений
• Не наследуется
• Не играет прямой роли в эволюции, только сохраняет вид
• Имеет адаптационное значение в онтогенезе
• Биохимическая основа – это изменение объема и направленности ферментативных реакций
• Границы определяются генотипом и называются нормой реакции. Пример узкой нормы реакции: кожный рисунок на пальцах, жирность молока. Широкая норма реакции: пигментация кожи человека. В популяциях преобладает средняя норма реакции.
Фенокопии — одно из проявлений модификационной изменчивости (т.е. на действие факторов среды). Термин «фенокопия» предложен для обозначения признаков, болезней, фенотипов или врождённых пороков развития (ВПР), формирующихся под воздействием определённых условий среды и фенотипически (клинически) похожих на состояния, возникающие под влиянием мутаций.
14) Фенотип. Роль генетических и вне(эпи)генетических факторов в формировании фенотипа. Геномный импринтинг, генокопии, фенокопии, пенетрантность и экспрессивность гена (признака), норма реакции – их роль в развитии фенотипа.
Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма, сложившихся в процессе индивидуального развития генотипа. Сюда относятся не только внешние признаки (цвет кожи, волос, форма уха или нома, окраска цветков), но и внутренние: анатомические (строение тела и взаимное расположение органов), физиологические (форма и размеры клеток, строение тканей и органов), биохимические (структура белка, активность фермента, концентрация гормонов в крови). Каждая особь имеет свои особенности внешнего вида, внутреннего строения, характера обмена веществ, функционирования органов, т.е. свой фенотип, который сформировался в определенных условиях среды.
Понятно, что результат развития - фенотип - зависит от совместного действия генов и среды. Гены и признаки связаны сложной сетью путей развития. Все индивидуальные различия, которыми занимаются дифференциальные психологи и психогенетики, являются результатом обстоятельств развития конкретных индивидов в конкретных средах. Часто индивиды, воспитанные в явно различающихся средах, имеют много общего. И наоборот, сиблинги, воспитывающиеся в одной семье, казалось бы при сходных обстоятельствах, за счет тонких различий в условиях воспитания и развития реально будут испытывать весьма различные воздействия как физической, так и социальной среды. Это справедливо даже для генетически идентичных МЗ близнецов. Таким образом, процесс взаимодействия со средой сложен и неоднозначен.
Для нас вполне привычной является формулировка, в которой утверждается, что проявление фенотипа является результатом взаимодействия генотипа со средой в процессе развития. С внешней средой взаимодействует организм в целом; гены же взаимодействуют с различными биохимическими субстанциями внутри клетки. А вот различные клеточные субстанции могут испытывать влияние внешнего мира. Факторы внешней среды (физические, социальные) могут влиять на генотип через факторы внутренней среды организма (различные биохимические субстанции внутри клетки).
Основным механизмом взаимодействия генотипа и среды на уровне клетки является регуляция экспрессии гена, проявляющейся в разной активности синтеза специфического белка. Большая часть процессов регуляции происходит на уровне транскрипции, то есть касается процессов считывания генетической информации, необходимой для синтеза белка.
Геномный импринтинг заключается в получении потомком приоплодотворении избирательно супрессированного генетического материала одного из родителей – отца или матери; формирование фенотипа в таком случае происходит под контролем аллельного гена либоотцовского, либо материнского происхождения (так как гомологичный ген илигенетический материал второго родителя супрессирован); Импринтирование происходит в сперматогенезе/овогенезе предположительно путем метилирования цитозинов днк;Фенотипический эффект импринтирования воспроизводитсяв случае делеции соответствующих участков днк или приоднородительской дисомии (орд), когда обе гомологичных хромосомы унаследованы потомком либо от отца, либо от матери;Сейчас известно более 30-ти наследственных “болезней импринтинга”человека, например, синдромы прадера-вилли – выключены отцовские гены и ангельмана – выключены материнские гены участка 15(q11-q13);предположительно, геномное импринтирование используется как механизм регуляции генной активности в раннем эмбриогенезе;
Фенокопии – это явление, когда признак под действием факторов внешней среды изменяется и копирует признаки другого генотипа. Н-р, беременная женщина заразилась токсоплазмозом, ребенок может родиться с признаками водянки и копировать болезнь Дауна.
Генокопии – это одинаковое фенотипическое проявление мутаций разных генов. Н-р, различные виды гемофилии.
Пенетрантность – частота проявления гена, выраженная в процентном соотношении числа особей имеющих данный признак к числу особей имеющих данный ген. Бывает полная пенетрантность (напр., гипертрихоз – у все мужчин), частичная пенетрантность (напр., сахарный диабет 20%, падагра у мужчин – 20%). Различная степень пенетрантности и экспрессивности имеет огромное значение для медицины.
Степень фенотипического проявления гена – экспрессивность, зависит от факторов внешней среды и влияния других факторов. Количественно степень экспрессивности измеряется с помощью статистики.Бывает постоянная экспрессивность (напр., аллели группы крови) и изменчивая экспрессивность (напр., разные формы шизогонии, гипертонии).
Значения пенетрантности и экспрессивности определяются характером отношений гена и среды
Норма реакции — пределы в которых в зависимости от условий среды изменяются фенотипические проявления генотипа.Пример узкой нормы реакции: кожный рисунок на пальцах, жирность молока. Широкая норма реакции: пигментация кожи человека. В популяциях преобладает средняя норма реакции.
15) Человек как специфический объект генетических исследований. Медико-генетический аспект брака. Медико-генетическое консультирование. Значение генетики для медицины.
Генетика человека – наука, изучающая закономерности наследования нормальных и патологических признаков человека. Известно более 4000 наследственных болезней человека. 2,5% новорождённых имеют наследственные болезни. 40% случаев детской смертности и инвалидности. Человек сложный объект генетических исследований.
Положительные моменты:
• Хорошо изученный генотип
• Специфичность многих заболеваний человека
• Членораздельная речь
• Международное сотрудничество между генетиками мира
• Человек лучше других изучен клинически
Отрицательные моменты:
• Низкая плодовитость
• Позднее половое созревание
• Редкая смена поколений
• Невозможность экспериментирования
• Сложный кариотип и большое число групп сцепления
• Невозможность создания одинаковых условий жизни
• Отсутствие точной регистрации в семьях
• Отсутствие гомозиготных чистых линий
Состав и частота аллелей у людей, в популяциях во многом зависят от типов браков. В связи с этим изучение типов браков и их медико-генетических последствий имеет важное значение.
Браки могут быть: избирательными, неизбирательными.
К неизбирательным относятся панмиксные браки. Панмиксия (греч.nixis – смесь) – сводные браки между людьми с различными генотипами.
Избирательные браки:
1.Аутбридинг – браки между людьми, не имеющими родственных связей по заранее известным генотипом.
2.Инбридинг – браки между родственниками.
3.Положительно-ассортативные – браки между индивидами со сходными фенотипами между (глухонемыми, низкорослые с низкорослыми, высокие с высокими, слабоумные со слабоумными и др.).
4.Отрицательно-ассортативные-браки между людьми с несходными фенотипами (глухонемые-нормальные; низкорослые-высокие; нормальные – с веснушками и др.).
4.Инцесты – браки между близкими родственниками (между братом и сестрой).
Инбредные и инцестные браки во многих странах запрещены законом. К сожалению, встречаются регионы с высокой частотой инбредных браков. До недавнего времени частота инбредных браков в некоторых регионах Центральной Азии достигала 13-15%.
Медико-генетическое значение инбредных браков весьма отрицательное. При таких браках наблюдается гомозиготизация, частота аутосомно-рецессивных болезней увеличивается в 1,5-2 раза. В инбредных популяциях наблюдается инбредная депрессия, т.е. резко возрастает частота неблагоприяиных рецессивных аллелей, увеличивается детская смертность. Положительно-ассортативные браки тоже приводят к подобным явлениям. Аутбридинги имеют положительное значение в генетическом отношении.При таких браках наблюдается гетерозиготизация. Установлено, что одной из причин акселерации является гетерозиготизация.
Медико-генетическое консультирование - вид медицинской помощи населению, направленной на профилактику наследственных болезней.
Цель консультации врача-генетика установление риска рождения ребенка с врожденной или наследственной патологией и оказание помощи семье в принятия решения о деторождении. Важным профилактическим мероприятием возникновения различных аномалий у потомков есть широкая санитарно-просветительная пропаганда, как среди взрослого населения, так и среди подростков, которые станут родоначальниками новых, физически и умственно здоровых поколений.
Задачи медико-генетическое консультирования:
-консультирование супругов до планирования зачатия;
-консультирование больных наследственными болезнями и ВНР;
-диагностика врожденных и наследственных болезней плода в период внутриутробного развития:
-пропаганда среди населения медико-гигиенических знаний, направленных на профилактику врожденных и наследственных болезней.
Оптимальный возраст деторождения – 20-29 лет.
Задачей медицинской генетики является выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, а также разработка путей предотвращения вредного воздействия факторов среды на наследственность человека
16) Медицинская генетика. Методы генетического анализа людей.
Генетика человека – наука, изучающая закономерности наследования нормальных и патологических признаков человека.
Гибридологический метод не применим!
Генеалогический метод состоит в изучении родословных на основе менделевских законов наследования и пoмoгaeт установить характер наследования признака (доминантный или рецессивный).
Близнецовый метод состоит в изучении различий между однояйцевыми близнецами. Этот мeтoд предоставлен самой природой. Он помогает выявить влияние условий среды на фенотип при одинаковых генотипах.
Выросшие в одинаковых условиях однояйцевые близнецы имеют поразительное сходство не только в морфологических признаках, но и в психических и интеллектуальных особенностях. С помощью близнецового метода выявлена роль наследственности в ряде заболеваний.
Популяционный метод. Популяционная генетика изучает генетические различия между отдельными группами людей (популяциями), исследует закономерности географического распространения генов.
Популяционно-статистический – основан на использовании закона Харди-Вайнберга, позволяющего определить частоту генов и генотипов в популяциях людей
Цитогенетический метод основан на изучении изменчивости и наследственности на уровне клетки и субклеточных структур. Установлена связь ряда тяжелых заболеваний с нарушениями в хромосомах.
Хpoмocoмные нарушения встречаются у 7 из каждой тысячи новорожденных, и они же приводят к гибели эмбриона (выкидыш) в первой трети беременности в половине всех случаев. Если ребенок с хромосомными нарушениями рождается живым, то обычно страдает тяжелыми недугами, отстает в умственном и физическом развитии.
Биохимический метод позволяет выявить многие наследственные болезни человека, связанные с нарушением обмена веществ. Известны аномалии углеводного, аминокислотного, липидного и других типов обмена веществ.
Так, например, сахарный диабет обусловлен нарушением нормальной деятельности поджелудочной железы – она не выделяет в кровь необходимое количество гормона инсулина, в результате чего повышается содержание сахара в крови. Это нарушение вызывается не одной грубой ошибкой в генетической информации, а целым набором небольших ошибок, которые все вместе приводят или предрасполагают к заболеванию.
Методы пренатальной диагностики:
• Непрямое – исследование матери
• Прямое – исследуется плод (неинвазионные) – УЗИ, рентген, ЭКГ. Инвазионные методы – хорион биопсия – взятие хориона по контролем УЗИ между 8 и 12 неделями, выявляются все мутации; амниоцентез - получение амниотической жидкости и клеток (иногда), между 13 и 22 неделями, выявляются по жидкости генные мутации, по клеткам – геномные и хромосомные мутации.
17) Онтогенетический уровень жизни. Специфические задачи и место в системе живой природы.
В иерархической системе организации живого онтогенетический уровень тесно связан с другими уровнями. Элементарной единицей жизни здесь является особь, в процессе ее индивидуального развития. Реально существующие в природе организмы на протяжении жизни непосредственно взаимодействуют с окружающей средой — неживой природой, особями своего и других видов. В этом проявляется взаимосвязь онтогенетического, популяционно-видового, биогеоценотического и биосферного уровней, в.которые так или иначе включены отдельные организмы. В процессе взаимодействия особей с окружающей средой осуществляется отбор организмов, наиболее приспособленных в силу их наследуемых свойств. Основной задачей, решаемой на онтогенетическом уровне, является формирование организма, способного произвести потомство, передав ему наследственную программу, на основе которой у нового поколения формируются характерные черты данного вида. При половом размножении эта задача решается не единичной особью, а в рамках популяции организмов данного вида, в которой находятся особи обоих полов.
Установив непосредственную связь онтогенетического уровня с надорганизменными уровнями организации жизни, нужно отметить, что для осуществления основной задачи — оставления потомства и обеспечения непрерывности существования вида — необходимо обеспечить формирование зрелого в репродуктивном отношении организма и его жизнеспособность на всех стадиях онтогенеза. Это достигается благодаря функционированию элементарных единиц суборганизменных уровней организации —молекулярно-генетического и клеточного.
Изучение биологических закономерностей, действующих на онтогенетическом уровне организации живого, представляет особый интерес в системе медицинского образования, так как индивидуальное развитие человека в норме и при патологических отклонениях является важным объектом непосредственной врачебной деятельности.
18) Онтогенез как процесс реализации наследственной информации в определенных условиях среды. Прогенез и ранний эмбриогенез. Элементарные клеточные механизмы эмбриогенеза.
С генетической точки зрения:онтогенез – непрерывно изменяющаяся реакция данного комплекса генетического материала (генотипа) на данную внешнюю среду.(Генетически контролируемый процесс. В ходе онтогенеза реализуется генотип и формируется фенотип.)
Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежит наследственной информации, заключенной в генотипе организма.Индивидуальное развитие представляет собой целостный непрерывный процесс, в котором отдельные события увязаны между собой в пространстве и времени.
Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. При бесполом размножении эта программа заключена в неспециализированных клетках единственного родителя, дающего потомство. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами — фенотип. В процессе развития организм закономерно меняет свои характеристики, оставаясь тем не менее целостной системой. Поэтому под фенотипом надо понимать совокупность свойств на всем протяжении индивидуального развития, на каждом этапе которого существуют свои особенности.
Прогенез - это период развития и созревания половых клеток — яйцеклеток и сперматозоидов. В результате прогенеза в зрелых половых клетках возникает гаплоидный набор хромосом, формируются структуры, обеспечивающие их способность к оплодотворению и развитию нового организма.(2 вопрос)
1. Дробление: оплодотворенное яйцо, spermovium, или зигота последовательно делится на клетки (2,4,8,16 и так далее) в результате чего сначала образуется плотный многоклеточный шар, морула, а затем однослойный пузырек – бластула, которая содержит в середине первичную полость, бластоцель. Длительность этого периода – 7 дней.
2. Гаструляция заключается в превращении однослойного зародыша в двух-, а позже трехслойный – гаструлу. Первые два слоя клеток называются зародышевыми листками: внешний эктодерма и внутренний энтодерма (до двух недель после оплодотворения), а возникающий позже между ними третий (средний) слой получает название среднего зародышевого листка - мезодермы. Вторым важным результатом гаструляции у всех хордовых является возникновение осевого комплекса зачатков: на дорсальной (спинной) стороне энтодермы возникает зачаток спинной струны, хорды, а на вентральной (брюшной) ее стороне – зачаток кишечной энтодермы; на дорзальной стороне зародыша, по средней линии его из эктодермы выделяется нервная пластинка – зачаток нервной ситеми, а остальная эктодерма идет на построение эпидермиса кожи и потому называется кожной эктодермой. В дальнейшем зародыш растет в длину и превращается в цилиндрическое образование с головным (краниальним) и хвостовым каудальным концами. Этот период длится до конца третьей недели после оплодотворения.
3. Органогенез и гистогенез
Механизмы онтогенеза
Выявление механизмов клеточных и системных процессов пространственных и временных преобразований в жизненном цикле организма составляет основную проблему современной биологии развития. Современная биология развития рассматривает следующие механизмы онтогенеза:
1. Деление клеток играет важную роль: 1) из одноклеточной стадии развивается многоклеточный организм; 2) деление обеспечивает рост структур организма; 3) обеспечиваются морфогенетические процессы в эмбриогенезе, а у взрослых - различные формы регенерации.
2. Миграция клеток. Перемещения клеток имеют большое значение, начиная с процесса гаструляции. Клетки мезенхимного типа мигрируют одиночно или группами, а эпителия - пластом. Клетки нервного гребня, мигрируя, образуют два потока: поверхностный - включается в эпидермис, где дифференцируется в пигментные клетки; второй поток мигрирует в брюшном направлении, образуя чувствительные спинномозговые, симпатические и парасимпатические ганглии. Первичные половые клетки перемещаются из желточной энтодермы в зачаток половой железы. Нарушение миграции ведет к недоразвитию органов, нарушению нормальной локализации и возникновению пороков развития. Например, нарушение миграции нейробластов ведет к микрогирии и полигирии - аномальному расположению извилин в коре больших полушарий. Механизм миграции - амебоидные движения клеток по типу хемотаксиса или вследствие контактных взаимодействий со структурированным субстратом.
3. Сортировка клеток. Клетки не только перемещаются, но и узнают друг друга. Клетки экто-, энто- и мезодермы сегрегируют, собираются в группы. Это явление объясняется адгезией - избирательной слипаемостью клеток одного типа вследствие различий в поверхностном заряде мембран. Контактные взаимодействия основаны также на антигенных свойствах мембран.
4. Гибель клеток. Яркие примеры разрушений связаны с метаморфозом земноводных, насекомых. У человека закладка ребер у 7-го шейного позвонка подвергается некрозу.
5. Дифференцировка клеток - процесс приобретения специализации. Клетка приобретает химические, морфологические, функциональные особенности. Первые химические и морфогенетические различия между клетками обнаруживаются в период гаструляции. Зародышевые листки - пример ранней дифференцировки. Таким образом клетки, обладающие одинаковым кариотипом и генотипом дифференцируются в определенном направлении, соответственно виду организмов. В настоящее время общепринятой является точка зрения о дифференциальной экспрессии генов как основного механизма цитодифференцировки.
19) Онтогенез как жизненный цикл особи. Общая характеристика онтогенеза. Периодизация онтогенеза: биомедицинский, акушерско-педиатрический и социологический подходы.
Жизненный цикл (организма, клетки) –совокупность закономерных, детерминированныхпо времени видоспецифичных событий илисостояний, происходящих на временном отрезке отвозникновения живого объекта как отдельности допрекращения его существования – физического(смерть) или в прежнем качестве (бесполоеразмножение путем деления организма-клетки);жц многоклеточных эукариот с половым
Размножением представлен гапло- (n) и диплофазой (2n), то естьвключает гаметогенез;
Онтогенез или индивидуальное развитие (организма,особи) – совокупность закономерных определенных по
Времени событий или состояний от моментавозникновения до смерти или прекращениясуществования в прежнем качестве;
Нередко термины “жизненный цикл” и “онтогенез”используют как синонимы; против этого трудновозражать, если речь идет о соматической клетке многоклеточного организма, которая делитсямитозом; если речь идет о многоклеточных организмах,размножающихся половым путем, то смысловое наполнение названных терминовможет различаться, в частности тем, что в онтогенезе всегда легко выделяется фаза с присущими ей проявлениями самоорганизации, дифференциацией ипрогрессивным усложнением структур и функций; вклассической биологии понятие “жизненный цикл”относительно понятия “онтогенез” представлялось как более широкое
Индивидуальное развитие отдельного организма от рождения до смерти называется онтогенезом, а развитие организмов в ходе эволюции - филогенезом. Совокупность онтогенезов, т.е. гологенез, лежит в основе эволюции. Процесс индивидуального развития особи от начала ее выделения в самостоятельный организм до конца жизни называется онтогенезом (греч. on - род. падеж от ontos - сущее и genes - рождающий, рожденный). Онтогенез одноклеточных организмов заключается в том, что в возникших при делении материнской клетки двух дочерних особях происходит не просто пополнение половинного набора органелл до исходного состояния, а и разрушение органоидов материнского происхождения и замена их на вновь образованные. В ходе онтогенеза одноклеточные организмы растут, у них наблюдаются изменения в синтезе белков, меняется чувствительность к различным факторам внешней среды.
Онтогенез многоклеточных организмов более сложен. В нём можно выделить зародышевый, или эмбриональный (греч - embryon - зародыш), период развития, период пост: эмбрионального развития и стадию взрослого организма. Заканчивается онтогенез старением и смертью организма. Иногда в составе онтогенеза рассматривают стадию предзародышевого развития, включающую образование половых клеток и их слияние. Различные периоды онтогенеза по-разному выражены у разных многоклеточных. Например, у грибов, водорослей и лишайников зародыш отсутствует. Относительная продолжительность различных периодов онтогенеза у разных видов также может отличаться. Так, у млекопитающих наиболее продолжительным является период, когда организм находится во взрослом состоянии. У многих насекомых наоборот, стадия взрослого организма самая короткая. Иногда насекомое во взрослом состоянии живет всего несколько часов (например, поденки) При половом размножении развитие начинается с зиготы (греч. zygota - соединенная в пару). Зигота обычно возникает в результате слияния мужской и женской половых клеток.
Биомедицинский подход:
1. биомедицинский, экологический –
1) пренатальный,
2) интранатальный,
3) постнатальный;
2. биомедицинский, собственно
биологический –
1) становление дефинитивного фенеотипа(пренатальный, ранний постнатальный – до 18 лет),
2) активный репродуктивный (зрелости),
3) пострепродуктивный;
Акушерско-эмбриологический подход:
1. Собственно зародышевый (1 нед., зигота→бластоциста – координатная сетка, сегментация тела, морфогенетическая компартментация, активны элементарные клеточные факторы развития);
2. эмбриональный (2-6 нед., три зародышевых листка комплекс осевых органов, дифференциация частей организма, органогенезы);
3. эмбриофетальный (7-8 нед., закладки всех внутренних и наружных органов);
4. фетальный (ранний 9-28 нед. И поздний 29-40 нед., рост и дифференцировка органов, признаки пола, лицо);
Педиатрический подход:
1. Период новорожденности (неонатальный) -
· Неонатальный, ранний (1-7 дней),
· Неонатальный, поздний (8-28 дней);
2. Детство
· Раннее детство (ясельный возраст), 1-2 годa,
· Первое детство (дошкольный возраст), 3-6 лет,
· Второе детство (ранний школьный), 7-12 лет,
· Подростковый (старший школьный), 13-16 лет,
3. Юношеский, 16-21 год,
4. Зрелый 1-ый, 22-35 лет, зрелый 2-ой, 36-60 лет,
5. Пожилой, 61-74 года, старческий, 75-90 лет, долгожитель, 90 лет и более;
Социологический подход:
1. Возраст несовершеннолетний,
2. Возраст совершеннолетний (гражданской зрелости),
3. Возраст трудовой,
4. Возраст пенсионный,
5. Возраст призыва в состав вс,
6. Возраст опеки со стороны государства илипопечителя;
20) Основные концепции в биологии развития (гипотезы преформизма и эпигенеза). Современные представления о механизмах эмбрионального развития. Соотношение онто- и филогенеза. Биогенетический закон.
Развитие организма (онтогенез) заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей.
Сформировалось 3 основных концепций онтогенеза.
Первая - преформизм – учение о том, что организм полностью сформирован (преформирован) в половых клетках в уменьшенном виде, а после оплодотворения начинается его рост. Возникло в античности, Гиппократ – основоположник. Отрицание развития, метафизическое учение. Наиболее популярно в 17-18 веках.
Вторая - эпигенез – противоположное преформизму учение, признающее только развитие и отрицающее рост; яйцеклетка бесструктурна и однородна, все органы возникают как новообразование.
В 1828 году Карл Бэр доказал, что содержимое яйца неоднородно (учение о зародышевых листках) и степень неоднородности возрастает с развитием зародыша, выявил преемственность развития у разных классов животных и предложил рассматривать онтогенез как преобразование структур (третья концепция). Это основа современных представлений об онтогенезе как единстве роста и развития.
Особое внимание следует обратить на следующие понятия. Рост – это увеличение количества, размеров и массы клеток (т.е. количественные изменения). Развитие – качественные изменения в организме, обусловленные дифференцировкой клеток (разделением по морфологическим, биохимическим, функциональным признакам) и их ростом.
Онтогенез – целостный и непрерывный процесс, в котором отдельные события увязаны между собой в пространстве и времени. Онтогенез контролируется генами, т.е. детерминирован генетически, и тесно связан со средой.
Теория зародышевого сходства К. Бэра. Большой вклад в изучение взаимосвязи онтогенеза и филогенеза внес академик К.Бэр. К. Бэр является основоположником современной эмбриологии. Основной труд Бэра носит заглавие: "О развитии животных. Наблюдения и размышления". К. Бэром сформулирован закон зародышевого сходства, согласно которому зародыши различных позвоночных животных на ранних этапах эмбрионального развития очень сходны. Он показал, что у зародышей в процессе развития возникают вначале общие признаки типа, далее появляются признаки класса, позже – отряда, семейства, рода, вида и, наконец, индивидуальные признаки.
Онтогенез – индивидуальное развитие организма.
Филогенез – историческое развитие любой биологический системы.
Зародышевое сходство, наблюдаемое в большой группе родственных органов, отражает факт их генетического родства. Связь между филогенезом и онтогенезом отражается в Биогенетическом законе Ф. Мюллера, Э. Геккеля и трудах А. Н. Северцова.
Биогенетичекий закон – Ф. Мюллер (1864) и Э. Геккель (1866)
Онтогенез всякого организма есть краткое и быстрое повторение филогенеза.
Касаясь эмбрионального развития человека, Геккель указал, что яйцевая клетка соответствует простейшему организму, стадия гаструлы имеет сходство с кишечнополостными, более поздняя — с червеобразными животными; далее у зародыша человека появляются жаберные щели и дуги, свойственные рыбам. Геккель различал палингенезы — эмбриональные повторения признаков, унаследованных от отдаленных предков (например, жаберные щели зародыша человека), и ценогенезы — признаки, развивающиеся как приспособление к эмбриональной жизни (например, амнион, аллантоис, хорион зародышей высших наземных позвоночных и человека).
В качестве доказательства справедливости закона используют примеры рекапитуляций — повторении у зародышей в процессе онтогенеза признаков предков по филогенезу. Так, в эмбриогенезе человека эпидермис кожи сначала представлен однослойным цилиндрическим эпителием, затем многослойным, неороговевающим, многослойным слабо ороговевающим и типичным ороговевающим эпителием.
21) 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.
В онтогенезе человека существуют критические периоды. Они характеризуются особой чувствительностью организма к различным воздействиям окружающей среды.
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 (2024-я недели);
6. рождение;
7. период до 1 года;
8. половое созревание (11-16 лет).
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. Последнее отличает врожденные пороки развития органов от аномалий, при которых нарушение функции обычно не наблюдается. 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.
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 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.
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 патологичес