4. Медико-генетическое консультирование.

Первая медико-генетическая консультация была организована в Москве в конце 20-х годов ХХ века отечественным неврологом и генетиком Давыденковым С.Н. В плане пренатальной (дородовой) диагностики и профилактики наследственных болезней важную роль играют медико-генетические консультации (МГК). Основная цель МГК – предупреждение рождения больного ребенка.

Задачи медико-генетического консультирования:

• установление точного диагноза наследственной патологии.

• пренатальная (дородовая) диагностика врожденных и наследственных заболеваний.

• определение типа наследования заболевания.

• оценка величины риска рождения больного ребенка, помощь в принятии решения.

• пропаганда медико-генетических знаний среди населения.

• выявление гетерозиготных носителей.

Поводом для медико-генетического консультирования могут быть:

• рождение ребенка с тяжелым пороком развития.

• самопроизвольные аборты, выкидыши, мертворождения.

• близкородственные браки.

• работа супругов на вредном производстве.

• возраст женщины старше 35 лет, а мужчин – 40 лет.

5. Пренатальная диагностика:

Непрямые методы – обследование беременной женщины. Используются различные методы – генеалогический, цитогенетический, биохимический, иммунологический, бактериологический, При использовании непрямых методов о состоянии плода судят по биохимическим изменениям в крови и моче беременной женщины, а также по результатам других предусмотренных в таких случаях методах.

Прямые методы – непосредственное исследование состояния плода. Это:

А. Неинвазивные методы – это методы обследования плода без оперативного вмешательства. УЗИ диагностика проводится на разных сроках беременности (10-13, 20-22, 30-32). Этот метод позволяет выявлять грубые пороки развития (дефекты рук, ног, головы, сердца). Для установления нарушения развития сердечнососудистой системы применяют электрокардиографию плода.

Б. Инвазивные методы, когда диагностика проводится на материале плода, полученном одним из известных оперативных способов.

• биопсия хориона (трансвагинальная или трансабдоминальная, которая более безопасна) для последующего кариотипирования. Биопсия хориона проводится при сроке беременности 8-10 недель. Хорион, являясь одной из оболочек плода, имеет в своих клетках такой же набор генов и хромосом, как и плод. Клетки изучают цитологическим методом. Биопсия хориона применяется для диагностики хромосомных болезней.

• плацентоцентез – проводится после 12 недели.

• амниоцентез – проводится при сроке беременности 18-20 неделя. Амниоцентез, это прокол плодного пузыря с целью получения околоплодных вод (амниотической жидкости) и их исследование. Получают около 15 мл околоплодных вод, в которых содержатся слущивающиеся клетки плода. Их изучают цитологическим методом, а продукты функциональной активности генов (белки) изучают биохимическим методом. Амниоцентезом диагностируются генные и хромосомные болезни.

• кордоцентез – проводится при сроке беременности 20-22 неделя. Из пуповины берут кровь и исследуют её цитогенетическим и биохимическим методом.

• фетоскопия – после 10 недель беременности. В полость матки вводят оптический прибор и визуально обследуют плод.

В настоящее время все чаще используют маркерные эмбриональные белки

Они находятся в сыворотке крови матери и только в эмбриональный период. Это альфафетопротеин (АФП) и хорионический гонадотропин (ХГТ).

АФП (α–фетопротеин) – этот белок вырабатывается печенью плода на 16-18 неделе. Если возникают врожденные дефекты нервной трубки, почек, брюшной стенки, то концентрация АФП в сыворотке крови беременных существенно выше нормы. А в крови женщины, вынашивающей дауника, концентрация АФП снижена.

ХГЧ (хорионический гонадотропин человека) образуется в ткани хориона сразу после имплантации эмбриона в стенку матки. Концентрация ХГЧ достигает максимума на 8-10 неделе беременности, а потом снижается. В то же время у 68% женщин, вынашивающих плод с хромосомной болезнью, этот показатель остается повышенным до рождения ребенка.

В крови женщины, вынашивающей дауника, уровень хорионического гонадотропина повышен.

ЛЕКЦИЯ 13 Индивидуальное развитие. Эмбриогенез.

1. Индивидуальное развитие (онтогенез), периодизация онтогенеза.

Все организмы имеют определенный жизненный цикл. Для организмов развивающихся половым путем он начинается с момента появления зиготы и заканчивается естественной гибелью организма.

Совокупность процессов, которые происходят в течение жизненного цикла организмов, определяют как индивидуальное развитие или онтогенез.

Онтогенез включает 3 периода:

Предэмбриональный или гаметогенез.

Эмбриональный (антенатальный) – от зиготы до родов.

Постэмбриональный (постнатальный) от родов до смерти организма.

2. Жизненные циклы организмов. Развитие личиночное и прямое.

Развитие организмов бывает прямое и непрямое с превращением.

Непрямое развитие происходит через личиночную стадию. У личинки формируются определенные зародышевые или провизорные органы, которые обеспечивают жизнедеятельность организма на данной стадии развития.

У высших позвоночных развитие прямое, но во время эмбрионального развития также формируются провизорные органы. У млекопитающих это зародышевые оболочки (амнион, хорион, аллантоис) и желточный мешок.

3. Предэмбриональный период (предзародышевый, прогенез). Стадии гамето­генеза. Изменения в овогенезе, связанные с ранним развитием заро­дыша (амплификация генов, ооплазматическая сегрегация, накопление питательных веществ).

Предэмбриональный период или гаметогенез включает несколько стадий: обособления, размножения, роста, созревания, формирования (последнее только у сперматозоидов).

Во время овогенеза происходят важнейшие события, которые необходимы для развития будущего организма.

1 событие. При овогенезе происходит амплификация генов рРНК или увеличение числа копий генов отвечающих за рРНК. Этот процесс происходит в профазу мейоза 1. Копий генов рРНК может быть до миллиона.

Затем эти копии отделяются от хромосом, свободно плавают в кариоплазме, вокруг них образуются ядрышки, а в ядрышках синтезируются субъединицы рибосом, которые поступают в цитоплазму. Таким образом, в яйцеклетке заранее резко увеличивается количество рибосом. Это позволит в раннем периоде эмбриогенеза быстро синтезировать белки.

2 событие. При овогенезе в профазу мейоза 1 синтезируются различные виды мРНК. Процессы транскрипции идут на деспирализованных участках хромосом. Хромосомы на стадии профазы мейоза 1 называют – хромосомы типа ламповых щеток.

3 событие. В яйцеклетке накапливаются питательные вещества в виде желтка.

4 событие. Для яйцеклетки характерна ооплазматическая сегрегация, то есть распределение веществ по цитоплазме яйцеклетки, что приводит к химической неоднородности цитоплазмы. Так, почти вся аскорбиновая кислота находится в центре клетки, а на анимальном полюсе накапливается рРНК. Предполагают, что это необходимо для ранней дифференцировки клеток.

5 событие. Половые клетки это особые клетки организма, так как они обладают тотипотентностью, то есть равнонаследственностью. Только половые клетки, а также бластомеры у человека, на стадии 2х бластомеров дают начало всем типам клеток. Например, опыты по разделению, сращиванию или перемешиванию бластомеров на стадии дробления показали, что у видов с радиальным типом дробления бластомеры нескольких поколений, если их изолировать и поместить в подходящие условия, проявляют тотипотентность, т.е. развиваются в полноценный организм. За равнонаследственность и тотипотентность клеток зародышей человека до стадии 2-4 бластомеров говорят случаи рождения двух, трех, четырех однояйцевых близнецов.

4. Эмбриональный период развития, периодизация.

Эмбриональный период онтогенеза включает несколько стадий:

1. Стадия оплодотворения. 2. Стадия зиготы. 3. Стадия дробления (образование однослойного зародыша)

4. Стадия гаструляции (образование двух-, и трехслойного зародыша).

5. Стадия гисто - и органогенеза, или морфогенеза (образования тканей и органов).

5. Оплодотворение и образование зиготы.

Оплодотворение – это процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида, с образованием диплоидной зиготы, из которой развивается диплоидный организм. В этом процессе условно выделяют 3 стадии:

1 стадия – сближения гамет. В этом важную роль играют вещества, которые выделяются яйцеклеткой и сперматозоидом. Они называются – гамоны (гормоны гамет, соответственно гиногамоны и андрогамоны). Кроме того, выделяют ряд неспецифических факторов, повышающих вероятность встречи и взаимодействия сперматозоида с яйцеклеткой. К ним относятся:

• скоординированность наступления готовности к оплодотворению у самца и самки,

• поведение самцов и самок, обеспечивающее совокупление и осеменение,

• наличие совокупительных органов, обеспечивающих внутреннее осеменение,

• избыточная продукция сперматозоидов и их подвижность,

• крупные размеры яйцеклетки и её неподвижность.

У млекопитающих большое значение имеет пребывание сперматозоидов в половых путях самки, в результате чего мужские гаметы активизируются.

2 стадия – активации гамет, наступает после их контакта. Активация сперматозоида называется акросомная реакция. Активация яйцеклетки – кортикальная реакция.

Суть акросомной реакции: у сперматозоида в области акросомы изменяется проницаемость плазматической мембраны, и из акросомы выделяются ферменты – сперматолизины. Эти ферменты расслабляют связи между фолликулярными клетками, которые окружают яйцеклетку. Сперматозоид проходит через слой фолликулярных клеток, затем разрушается зона пеллюцида и сперматозоид попадает внутрь яйцеклетки.

Суть кортикальной реакции заключается в сложных структурных и физико-химических изменениях. Благодаря тому, что участок мембраны сперматозоида проницаем для ионов натрия, последние начинают поступать внутрь яйца, изменяя мембранный потенциал клетки. Затем в виде волны, распространяющейся из точки соприкосновения гамет, происходит увеличение содержания ионов Са²⁺, они выходят из депо – ЭПС. В яйцеклетке запускаются биохимические процессы, ведущие к затвердеванию желточной оболочки. Так образуется оболочка оплодотворения (характерно для морского ежа).

Одним из значений кортикальной реакции является предотвращение полиспермии, т.е. проникновения в яйцеклетку более одного сперматозоида. У млекопитающих кортикальная реакция не вызывает образования оболочки оплодотворения, но она также предотвращает полиспермию. У человека сперматозоид связывается с яйцеклеткой в том участке, где на блестящей оболочке имеется рецептор. После этого взаимодействия остальные рецепторы блокируются, и прикрепление сперматозоидов в других точках яйцеклетки становится невозможным.

Активация яйцеклетки завершается началом синтеза белка на трансляционном уровне, поскольку мРНК, тРНК, рибосомы и АТФ были запасены еще в овогенезе.

3 стадия – слияния гамет, или сингамия. При этом образуется общая плазматическая мембрана у сперматозоида и яйцеклетки. Ядро сперматозоида проникает в яйцеклетку, и теперь оно называется мужским пронуклеусом. В нем разрыхляется хроматин, происходит репликация ДНК. Женское ядро

(женский пронуклеус) испытывает те же события. Женский и мужской пронуклеусы сближаются и сливаются, образуя общее диплоидное ядро – синкарион. Это и есть момент окончательного слияния гамет – сингамия. Однако, у млекопитающих и человека слияния ядер не происходит, а сразу образуется метафазная пластинка.

6. Искусственное оплодотворение яйцеклетки животных и человека.

Искусственное оплодотворение яйцеклетки животных имеет важное научное значение для медицины, так как в процессе его изучения разрабатываются пути и механизмы лечения бесплодия у людей.

Искусственное оплодотворение применяется при различных формах бесплодия как мужского, так и женского, которое с трудом поддается лечению. Наиболее частыми причинами мужского бесплодия являются малое количество сперматозоидов или их низкая подвижность. Наиболее частыми причинами женского бесплодия являются непроходимость маточных труб или эндометрит (воспаление слизистой оболочки тела матки).

7. Общая характеристика дробления. Типы дробления, характерные для различных видов животных. Дробление и формирование бластулы у пла­центарных млекопитающих.

Стадия дробления. Это стадия образования однослойного зародыша – бластулы. Внутри бластулы находится полость – бластоцель.

Особенности дробления:

клетки делятся митозом.

накануне каждого деления происходит репликация ДНК.

делящиеся клетки не растут.

Тип дробления зависит от типа яйцеклетки.

Изолецитальные яйцеклетки (ланцетник, млекопитающие) характеризуются равномерным распределением желтка. Поэтому они проходят полное (голобластическое) дробление с образованием бластомеров равной величины. Это полное равномерное деление.

Умеренно телолецитальные яйцеклетки (амфибии) характеризуются неравномерным распределением желтка. Поэтому они проходят полное не равномерное дробление с образованием бластомеров разной величины. На анимальном полюсе возникают мелкие бластомеры (микромеры), а на вегетативном – крупные (макромеры).

Резко телолецитальные яйцеклетки (птицы) имеют огромное количество желтка на вегетативном полюсе. На анимальном полюсе находится цитоплазма а виде диска. Она то и принимает участие в образовании клеток зародыша.

Центролецитальные яйцеклетки (насекомые) содержат желток, находящийся в центре клетки. На периферии находится цитоплазма, которая принимает участие в образовании клеток зародыша.

Полное равномерное дробление у ланцетника:

Первая борозда дробления проходит вертикально, образуется два бластомера. Вторая борозда также идет вертикально и образуется четыре бластомера. Третья борозда проходит горизонтально, образуется восемь бластомеров, а затем вертикальные и горизонтальные борозды чередуются. Спустя 12 циклов дробление становится асинхронным. На определенной стадии развития зародыш представляет собой комочек клеток, напоминающий ягоду ежевики (морула). Затем между клетками появляются промежутки, и образуется полость – бластоцель. У ланцетника в ходе дробления образуется бластула, которая называется целобластула, то есть однослойный шар.

Полное неравномерное дробление у амфибий:

У амфибий клетки умеренно телолецитальные. На анимальном полюсе клетки дробление идет быстрее, чем на вегетативном полюсе. В результате на анимальном полюсе клетки более мелкие – микромеры. На вегетативном полюсе клетки более крупные – макромеры. Бластула амфибий называется амфибластула. Бластоцель располагается на анимальном полюсе.

Особенности дробления у млекопитающих и человека:

Дробление полное неравномерное, с первых этапов асинхронное, на определенной стадии развития зародыш представляет собой морулу. Затем к периферии отделяются более крупные клетки, образуя трофобласт, а в центр более мелкие клетки образуя эмбриобласт. Бластула называется – бластоциста. Бластоцель имеет очень малые размеры. Трофобласт способствует внедрению зародыша в слизистую матки. Этот процесс называется имплантация. Эмбриобласт дает начало самому зародышу и некоторым провизорным органам.