Критические периоды онтогенеза человека.

Критический период – время наибольшей чувствительности органа или всего организма к факторам внешней среды, совпадающее с их качественной перестройкой. П.Г. Светлов, 1960.

• Прогенез – образование половых клеток.

• Оплодотворение

• Имплантация

• «3-8 неделя» образование осевых органов и формирование плаценты.

• «15-20 неделя» формирование головного мозга.

• «20-24 неделя» половая дифференцировка и развитие основных систем.

• Период новорожденности – 10 дней после рождения

• Ребенок до года

• Время периода полового созревания

Влияние факторов внешней среды в процессе эмбрионального развития приводит к врожденным порокам развития плода – нарушению строения органа или системы органа развивающегося зародыша, сопровождающееся нарушением функции. Популяционная частота ВПР – 2,5%. Частота смертности от ВПР в неонатальный период – 10%. ВПР могут быть обусловлены влиянием тератогенов или мутагенов. По времени происхождения факторов различают: гаметопатия, бластопатия, эмбриопатия (до 8 недели эмбриогенеза), фетопатия (с 9 недели). По морфологии ВПР классифицируется: аплазии (отсутствие органа), гипоплазии, гиперплазии (наоборот); гетеротапии (изменение местоположения органа); стенозы (сужение полого органа); атрезии (полное отсутствие органа в связи с нарушением закладки); расщепление или слияние зачатков органа (сращение пальцев, заячья губа).

№6

Изменчивость.

Основы генетики.

Изменчивость – это свойство живых организмов изменять свои наследственные задатки и их проявления в онтогенезе. Благодаря изменчивости вид может приобретать новые признаки и свойства. Повышается его адаптационный потенциал.

Процесс формирования дефинитивного фенотипа (свойственного особям каждого конкретного вида) – выражается в реализации генетической информации в конкретных условиях среды.

Признаки делятся на 2 группы:

1. независящие от условий внешней среды;

2. зависящие от условий внешней среды(формируются под влиянием генотипа и внешней среды – мультифакториальные)

Формы изменчивости.

Ненаследственная изменчивость – факторы внешней среды воздействуют на генотип, но не изменяют его.

Модификации – фенотипические различия у сходных особей.

Причина: изменение функциональной активности генов или типа их взаимодействия.

Результат: изменение степени выраженности признака в пределах нормы реакции.

По отношению к норме реакции признаки делятся на:

• Признаки широкой нормы (изменения массы, роста);

• С узкой нормой – размер головного мозга;

• Признаки с однозначной нормой – группы крови, цвет глаз.

Модификации, виды:

• Онтогенетические (возрастные) – смена признаков в онтогенезе. Причина: дифференциальная активность генов в ходе онтогенеза. Смена молочных зубов коренными, изменение роста, массы.

• Сезонные. Причина: сезонные циклические колебания каких-то географических факторов. Температура, интенсивность солнечного света (загар, изменение уровня витаминов в организме, авитаминоз)

• Экологические – выражаются в экологических адаптациях в конкретных условиях среды – формированием экологических типов человека.

Все модификации имеют адаптивный и обратимый характер.

Морфозы.

Морфоз – резко измененный качественно новый признак, возникающий под действием экстремального фактора.

Генетическая основа – подавление функциональной активности генов. Результат: признак выходит за пределы нормы реакции. Проявляется в уродствах развития, часто несовместимые с жизнью.

Экстремальные факторы приурочены к ранним этапам эмбриогенеза.

1 критический период – имплантация (внедрение оплодотворенной яйцеклетки в слизистую матки);

2 критический период – плацентация (со 2 по 6 неделю эмбрионального периода, формирование плаценты и плацентарного кровообращения);

Тератогены – факторы, вызывающие морфозы (врожденные уродства)

1. Физические – ультрафиолет, температура, магнитные поля и т.д.

2. Химические – алкоголь, никотин, наркотики, лекарства, бытовая химия.

3. Биологические – вирусы, токсины, бактерии, продукты метаболизма простейших и гельминтов.

Морфозы, напоминающие мутации, называются фенокопии (в отличие от мутаций не передаются по наследству).

Особенности действия тератогенов.

• Дозозависимый характер.

• Наличие пороговой дозы.

• Способность проникать через плаценту и распространяться по организму.

• Различная чувствительность к тератогенам.

А. начальный период внутриутробного развития. При повреждении большого числа бластомеров зародыш погибает, при повреждении отдельных бластомеров цикл развития не нарушается.

Б. 18-60е сутки оплодотворения! Зародыш наиболее чувствителен к тератогенам! Формируются грубые пороки развития.

В. Формирования плода. Тератогены практически не характерны.

Механизмы действия тератогенов.

• Генерация мутаций (мутагенез). Около 20-30% нарушений развития плода обусловлено мутациями половых клеток родителей. Имеют значение и мутации в соматических клетках.

• Повреждение хромосом. Хромосомы либо разрываются, либо сливаются. Около 3% нарушений у плода вызываются повреждениями хромосом.

• Тератогены могут повреждать механизмы репарации.

• Тератогены могут нарушать митоз (колхицин и др.).

• Нарушение энергетического обмена. Основными течениями при действии химических факторов обладает блокатор гликолиза, повреждение цикла трикарбоновых кислот, блокатор электронно-транспортных систем, разобщение процессов окисления и фосфориллирования (цианиды).

• Повреждения клеточных мембран. Нарушение её проницаемости. У клеток эмбриона – изменение или гибель.

• «талидомидовая трагедия».

Талидамид – иммунодепрессанты. Снимал эффекты токсикоза. Приводит к поражениям головного мозга у плода и иммунная система, дети без конечностей или уродство конечностей.

Наследственная изменчивость.

Комбинативная изменчивость. Реализуется на основе полового размножения, генетической основой является изменение сочетания генов. Произошло изменения генотипа.

1 причина: кроссинговер. Рекомбинации генов в мейозе в результате кроссинговера.

2 причина: независимое расхождение негомологичных хромосом в анафазе 1 мейоза. Следствие – генетическое разнообразие гамет.

3 причина: случайное сочетание генетически разнородных гамет при оплодотворении. Генетическое разнообразие зигот.

Результат комбинативной изменчивости – приводит к генетическому и фенотипическому разнообразию потомства.

Мутационная изменчивость.

Мутации – внезапные скачкообразные изменения признаков, стойко передающихся по наследству, которые обусловлены изменением структуры генотипа.

Эволюционное и медицинское значение мутаций – причина наследственных патологий.

Классификация мутаций по Мушинскому.

1. Основа классификации – уровень организации жизни, на котором можно наблюдать мутацию.

2. Молекулярный уровень. Генные мутации.

3. Клеточный уровень: хромосомные и геномные мутации.

4. Организменный уровень:

Морфологические (основы физиологического строения);

Биохимические (активность ферментов);

Физиологические (функционирование всех систем организма);

Иммунологические;

5. Тканевой уровень: соматические и генеративные мутации.

6. Популяционный уровень: вредные, нейтральные, полезные.

По причине возникновения: спонтанные и индуцированные.

Классификации мутаций с позиций изменения структуры генотипа.

Генные мутации – изменения в структуре гена. Приводят к молекулярным заболеваниям, связанным с нарушениями обмена веществ.

Мутации замены.

• Миссенс – замена одного смыслового кодона на другой. Результат – замена в белке одной аминокислоты на другую.

Пример: серповидно-клеточная анемия. Замена в шестом положении глутаминовой кислоты на валин.

• Нонсенс – замена смыслового кодона на нонсенс-кодон. Прекращается синтез белка. Пример: миопатия Дюшена.

• Самиссенс – замена смыслового кодона на другой смысловой кодон без замены аминокислот в белке. Фенотипически не выражается.

Виды самиссенса.

Механизмы замены: транзиция, пуриновые заменяются на пиримидиновые; трансверзия;

2 вид мутаций: Сдвиг рамки считывания, сопровождается выпадение, удвоение, и вставка одного или более нуклеотидов в цепочке ДНК. Рамка считывания включает инициатор, структурный ген и терминатор. В рез-те таких мутаций образуются белки с новыми свойствами, деградируют.

3 тип: точковые мутации, затрагивают только 1 нуклеотид в структуре гена.

Все генные мутации приводят к наследственной патологии типа молекулярных и генных болезней.

Генные болезни: до 4000.

Ферментопатия – снижение активности или нарушение работы фермента. Механизм ферментопатий:

Субстрат – промежуточный продукт – промежуточный продукт – конечный продукт - побочный продукт.

Пример: фенилкетонурия (1934 год, Феллин) – нарушение аминокислотного обмена

Фенилаланин – (фенилаланин гидроксилаза)Е₁ тирозин – (тирозиназа) Е₂ меланин

Накопление фенилаланина – ФПВ, ФМК, ФУК, побочные продукты.

Галактоземия – заболевании углеводного обмена (1908, А. Реусс)

Лактоза молока – галактоза – галактозо-1-фосфат, его накопление