Влияние внешней среды на развитие организма.

На любом этапе онтогенеза организм существует в единстве окружающей средой.

Норма отношений организмов определенного биологического вида и среды обитания складывается в процессе эволюции. Развитие одних видов происходит в широком диапазоне условий, тогда как другие виды могут развиваться при ограниченных колебаниях параметров среды. Для организмов любого вида существуют минимум, оптимум и макси­мум необходимых условий развития.

В связи с задачей управления эмбриогенезом особый интерес представляет действие на зародыш не необычных по природе и чрезмерных по силе факторов, а колебания естественно встречающихся факторов (температура, влажность, атмосферное давление, излучения, газовый состав среды).

Так, в зависимости от температуры процессы развития замедляются или интенсифицируются. Роль газового состава среды, в которой осуществляется развитие, иллюстрирует пример с аскаридой. При прекращении доступа кислорода к эмбриону развитие прекращается. Общим правилом служит то, что под действием света из сине-фио­летовой части спектра эмбриональное развитие многих видов животных ускоряется, а из красной — замедляется.

На любой стадии зародыш развивается лишь при сохранении связи с внешней средой, однако у каждого вида выработались приспособления, обеспечивающие тот или иной уровень автономности эмбриона по отношению к условиям среды. Автономизация онтогенеза, освобождение от прямого дейс­твия факторов среды на развивающийся организм является прогрессивным фактором. Приспособления, обусловливающие такое освобождение, разнообразны и проявляются уже в строении яйцеклеток. Наибольшей эффективности они достигают у высших позвоночных животных, особенно у млекопитающих.

В процессе эмбриогенеза меняются реакции зародыша на внешние воздействия. В частно­сти, закономерно наблюдаются критические периоды, которые отличаются большой восприимчивостью эмбриона к дейс­твию внешних факторов. Такая повышенная чувствительность обнару­живается по отношению к факторам различной природы, т. е. она лишена специфичности. Вне критических периодов процесс развития характеризуется устойчивостью.

Морфогенез.

Морфогенез – это совокупность формообразовательных процессов, благодаря которым организм в целом и отдельные его части приобретают форму типичную для взрослого состояния. В процессе морфогенеза форма конкретных зачатков закономерно изменяется. Термин «морфогенез» был предложен для обозначения преобразований структур надклеточного уровня. Примером морфогенеза является формирование парных конечностей человека. Сначала образуется почка конечности, затем появляется ориентация конечности относительно главных осей тела зародыша. Морфогенетические преобразования зачатка заключаются в его уплощении, формировании неровности краев, которая соответствует будущим пальцам. Внутри зачатка происходит дифференцировка мезенхимных клеток которые приобретают способность к синтезу вещества хряща. Хрящевые элементы в дальнейшем преобразуются в скелетные элементы (плечевой и тазовый пояса, плечо или бедро, элементы голени, предплечья, кисти, стопы и т.д.). Результаты исследования позволяют предположить наличие различающихся по морфогенетическим особенностям территорий передней (верхней) и задней (нижней) конечностей, локализация которых в организме строго определена.

Развитие сложной формы, закономерной внутренней архитектуры органов и частей многоклеточного организма происходит в результате согласованных изменений большого числа клеток. Природа механизмов интеграции изменений на кле­точном и тканевом уровнях, составляющих основу преобразования органов и организма в целом сложная и осуществляется с помощью различных механизмов регуляции.

По отношению к отдельным закладкам зародыш в целом является как бы средой, в которой происходят их преобразования. Для обозначе­ния зависимости последних от свойств этой среды эмбриологи ввели понятие «поля», заимствовав его из физики.

Аномалии и пороки развития. Тератогенез, канцерогенез.

Нарушения естественного хода эмбриогенеза приводят к формиро­ванию уродств или пороков развития. Пороками разви­тия называют стойкие отклонения в строении органа или целого организма, приводящие к функциональным расстрой­ствам. Врожденные пороки встречаются у животных разных типов структурно-функциональной организации, включая человека. Причины, механизмы и пути профилактики их изучает наука тератология, которая представляет собой пограничную область между эмбриоло­гией, генетикой и медициной.

По данным ВОЗ пороки развития имеют место у 1—2% людей. Не­которые из них особенно часты. Так, дивертикул подвздошной кишки и удвоение мочеточников обнаруживаются примерно у 4% новорож­денных.

Пороки развития заключаются в отсутствии органа или его части (аплазия), недоразвитии органов (гипоплазия), уменьшении массы тела (гипотрофия), непропорциональном увеличении массы органа (гипертрофия), увеличении длины тела (гигантизм), нетипичной локализации группы клеток или органа в организме (гетеротопия, эктопия), нарушении дифференцировки тканей (гетероплазия), сужении (стеноз) или отсут­ствии (атрезия) канала или отверстия, сохранении эмбриональных структур (персистирование).

В зависимости от причины, приведшей к неправильному развитию, различают пороки генетической, экзогенной (внешней) и комбиниро­ванной (мультифакториальной) природы.

В основе пороков генетической природы лежат мутационные изменения наследственного материала. Экзогенные пороки возникают в связи с действием на зародыш повреждающих внешних факторов. Некоторые из та­ких пороков являются фенокопиями определенных генетических по­роков.

Причиной мультифакториальных пороков слу­жит неблагоприятное сочетанное действие на процесс развития генети­ческих и экзогенных факторов. Воздействия, приводящие к порокам, называются тератогенными. Непосредственной мишенью действия неблагоприятных факторов могут быть половые клетки, а также зародыш на разных стадиях эмбриогенеза. В первом случае говорят о гаметопатиях, во втором — об эмбриопатиях.

Первичные пороки возникают под действием терато­генных факторов, вторичные являются осложнениями первичных пороков. Так, водянка головного мозга представляет собой вторичный порок и развивается как осложнение первичного порока — атрезии водопровода мозга.