Ярыгин_Биология_кн_1_2004

ской болезни сердца, рака толстого кишечника и молочной железы. Преобладание продуктов растительного происхождения (рис, бобовые, пшеница, овощи, фрукты, но рыба и вино) характеризует диету попу­ ляций с высокой смертностью от туберкулеза органов дыхания, язвен­ ной болезни, цирроза печени, нефрита, рака полости рта, гортани, пищевода, желудка.

Приведенные данные говорят в пользу питания, сбалансированно­ го по основным компонентам. Главным же правилом остается пони­ женная общая калорийность. Каковы возможные механизмы положительного действия низкокалорийного питания на старение? Ответ прост: речь может идти не о пользе низкокалорийной диеты, а о вреде переедания.

Статистика показывает, что защитное действие семейного образа жизни, во-первых, распространяется на все возрасты и, во-вторых, проявляется в отношении подавляющего большинства причин смерти, включая сердечно-сосудистые заболевания, рак, аппендицит, туберку­ лез, болезни органов пищеварения.

Механизм действия семейноро образа жизни, видимо, достаточно сложен. Об этом свидетельствуют данные об исходе такого заболева­ ния, как острый инфаркт миокарда у семейных и не имеющих семьи людей. В больницах при этом заболевании погибает 19,7% женатых и 26,7% неженатых мужчин, 23,3% замужних и 37,4% незамужних жен­ щин. Среди перенесших инфаркт миокарда половина неженатых муж­ чин погибает в первые пять лет, тогда как женатых — в первые девять лет (рис. 8.37). Для замужних женщин этот период составляет 10, а незамужних — 6 лет.

Конкретные пути благотворного влияния семейной жизни не ус­ тановлены. Возможно, речь идет о благоприятной психоэмоциональ­ ной обстановке, сглаживании стрессовых ситуаций. Следует подумать также об особенностях функции желез внутренней секреции.

8.6.4. Влияние на процесс старения эндоэкологической ситуации

С понятием экология мы связываем обычно совокупность абиологических и биологических факторов, действующих на организм в среде его обитания, т.е. внешние условия жизни. Но сходные по своей природе факторы, например микробные, могут действовать на орга­ низм и изнутри. Действительно, определенные штаммы бактерий, обитающие в кишечнике, являются обязательными симбионтами жи­ вотных и человека, причем им принадлежит важная роль в осуществ­ лении ряда функций (обмен витаминов и др.). Все это дает основание судить об эндоэкологии организма,

В последние десятилетия технические возможности позволяют, с одной стороны, получать и содержать животных, полностью лишенных обычной для них внутренней микрофлоры (гногобионты), а с другой — произвольно заселять тот же кишечный тракт специальными штамма-

ми бактерий. Есть данные, указывающие на увеличение средней и максимально регистрируемой продолжительности жизни безмикроб­ ных животных и замедлении скорости старения. Возможное объясне­ ние этому факту кроется в особенностях функционирования иммунной системы.

8.7. ГИПОТЕЗЫ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ

Геронтология знает не менее 500 гипотез, объясняющих и перво­ причину, и механизмы старения организма. Подавляющее большин­ ство их не выдержало проверки временем и представляет чисто исторический интерес. К ним, в частности, относятся гипотезы, свя­ зывающие старение с расходованием особого вещества клеточных ядер, страхом смерти, утратой некоторых невосполняемых веществ, получа­ емых организмом в момент оплодотворения, самоотравлением продук­ тами жизнедеятельности, токсичностью продуктов, образуемых под действием микрофлоры толстого кишечника. Гипотезы, представляю­ щие научную ценность в наши дни, соответствуют одному из двух главных направлений.

Некоторые авторы рассматривают старение как стохастический процесс возрастного накопления «ошибок», неизбежно случающихся в ходе обычных процессов жизнедеятельности, а также повреждений биологических механизмов под действием внутренних (спонтанные му­ тации) или внешних (ионизирующее облучение) факторов. Стохастичность обусловливается случайным характером изменений во времени и локализации в организме. В различных вариантах гипотез данного направления первостепенная роль отводится разным внутриклеточным структурам, от первичного повреждения которых зависят функцио­ нальные расстройства на клеточном, тканевом и органном уровнях. Прежде всего это генетический аппарат клеток (гипотеза соматических

мутаций).

Многие исследователи связывают начальные изменения старения организма с изменениями строения и, следовательно, физико-хими­ ческих и биологических свойств макромолекул: ДНК, РНК, белков хроматина, цитоплазматических и ядерных белков, ферментов. Особо выделяют также липиды клеточных мембран, часто являющиеся ми­ шенью для свободных радикалов. Сбои в работе рецепторов, в част­ ности клеточных оболочек, нарушают эффективность регуляторних механизмов, что приводит к рассогласованию процессов жизнедеятель­ ности.

К рассматриваемому направлению относятся также гипотезы, ус­ матривающие первооснову старения в нарастающем с возрастом износе структур в диапазоне от макромолекул до организма в целом, приво­ дящем в конце концов к состоянию, не совместимому с жизнью. Такое представление, однако, слишком прямолинейно. Напомним, что воз­ никновению и накоплению мутационных изменений в ДНК противо-

стоят природные антимутационные механизмы, а вредные последствия образования свободных радикалов снижаются благодаря функциони­ рованию антиоксидантных механизмов. Таким образом, если «концеп­ ция износа» биологических структур правильно отражает сущность старения, то итог в виде большей или меньшей скорости старческих изменений возраста, в котором у разных людей эти изменения стано­ вятся очевидными, является следствием наложения разрушительных и защитных процессов. В этом случае гипотеза износа с неизбежностью включает в себя такие факторы, как генетическая предрасположен­ ность, условия и даже образ жизни, от которых, как мы видели, зависит скорость старения.

Второе направление представлено генетическими ила программны­ ми гипотезами, согласно которым процесс старения находится под прямым генетическим контролем. Указанный контроль, согласно од­ ним взглядам, осуществляется с помощью специальных генов. По другим взглядам, он связан с наличием специальных генетических программ, как это имеет место в отношении других стадий онтогенеза, например эмбриональной.

В пользу запрограммированности старения приводят доказатель­ ства, многие из которых уже рассмотрены в разд. 8.6.1. Обычно также ссылаются на наличие в природе видов, у которых вслед за размноже­ нием бурно нарастают изменения, приводящие животных к гибели. Типичный пример —тихоокеанские лососи (нерка, горбуша), погиба­ ющие после нереста. Пусковой механизм в этом случае связан с изменением режима секреции половых гормонов, что следует рассмат­ ривать как особенность генетической программы индивидуального развития лососевых, отражающей их экологию, а не как универсальный механизм старения. Примечательно, что кастрированная горбуша не нерестится и живет в 2—3 раза дольше. Именно в эти дополнительные годы жизни следует ожидать появления признаков старения в клетках и тканях.

Некоторые программные гипотезы основаны на допущении, что в организме функционируют биологические часы, в соответствии с кото­ рыми происходят возрастные изменения. Роль «часов» приписывают, в частности, вил очковой железе, прекращающей функционирование при переходе организма в зрелый возраст. Еще один кандидат — это нервная система, особенно некоторые ее отделы (гипоталамус, симпа­ тическая нервная система), главным функциональным элементом ко­ торой являются первично стареющие нервные клетки. Допустим, что прекращение в определенном возрасте функций тимуса, что, несом­ ненно, находится под генетическим контролем, является сигналом начала старения организма. Это, однако, не означает генетического контроля процесса старения. В отсутствие тимуса ослабляется имму­ нологический контроль за аутоиммунными процессами. Но для того чтобы эти процессы пошли, необходимы либо мутантные лимфоциты (повреждения ДНК), либо белки с измененной структурой и антиген­ ными свойствами.

Генетические программы, в том числе и индивидуального развития, являются всегда результатом эволюции, закрепляемым в генофонде вида вследствие естественного отбора. На первый взгляд, естественный отбор должен благоприятствовать увеличению продолжительности жизни. В связи с этим приобретение видом в ходе эволюции генети­ ческой программы старения, обусловливающего неизбежность смерти, представляется маловероятным. Рассмотрим следующий пример. В природных условиях в первый год жизни сохраняется в живых лишь У4 синиц каждого поколения. По истечении 2-го года от поколения остаются единицы, если это вообще происходит. В лабораторных условиях птицы достигают 9-летнего возраста. В таком случае практи-- чески невозможно объяснить, в силу каких обстоятельств естественный отбор мог формировать генетическую программу саморазрушения организма в процессе старения, рассчитанную на 7—8 лет жизни, которые синицами не проживаются.

Изложенное выше не исключает зависимости скорости старения ц времени наступления старческих изменений от генетических факторов, однако этими факторами не являются специальные гены или прогр­ амма. Рассмотрим еще один пример. Для хореи Гентингтона типичным признаком служит сильный тремор (дрожание) головы, конечностей (пляска святого Витта). Симптомы этого наследственного заболевания обычно появляются в возрасте 35—39 лет, причем у мужчин позднее, чем у женщин. Различие в сроках появления болезни объясняется особенностями эволюции мужского и женского генотипов. У мужчин, имеющих по сравнению с женщинами большую продолжительность репродуктивного периода, давление отбора против соответствующего признака угасает с возрастом более медленно. Неблагоприятное фенотипическое действие гена, лежащего в основе хореи Геттингтона, в юношеском и зрелом возрасте подавлялось благодаря присутствию в геноме генов-модификаторов (см. разд. 8.6.1).

Таким образом, из двух принципиально различных направлений в объяснении старения как закономерной стадаи онтогенеза в настоящее время более обоснованным является представление, рассматривающее этот процесс как износ биологических структур, а не генетически предопределенное саморазрушение.

8.8. ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ ЛЮДЕЙ

Продолжительность жизни как житейская проблема связывается в нашем сознании обычно с геронтологией, т.е. с возможностью пере­ жить период зрелости и дожить до преклонного возраста. На самом деле определенная вероятность умереть существует в любом возрасте. Отражением этого является, в частности, широкое использование наряду с видовой или максимальной зарегистрированной продолжи­ тельностью жизни такого показателя, как средняя продолжительность

жизни. На рис. 8.33 приведена кривая дожития (интенсивности смер­ тности) по возрастам для популяции людей.

Исключительный рост средней продолжительности жизни в эко­ номически развитых странах в XX столетии связан с повышением жизненного уровня, качества питания, жилья, медицинской помощи, улучшением санитарно-гигиенических и эпидемиологических усло­ вий. Можно сказать, что в основе демографической революции XX в. лежат социальные по своей природе факторы. Вместе с тем, несмотря на отмеченный рост средней продолжительности жизни людей, форма кривой дожития не меняется. Более того такая же форма кривой воспроизводится в популяциях лабораторных животных, причем отно­ сящихся к разным типам.животного царства (мышь, крыса, лошадь, головная вошь, плодовая муха).

Это означает, что продолжительность жизни кроме условий существрвания в немалой степени определяется биологическими фактора­ ми. Они отражают особенности структурно-функциональной организации, индивидуального развития, объема приспособительных возможностей и в конечном счете выживаемость отдельных особей. Таким образом, продолжительность жизни отличается исключитель­ ной индивидуальной изменчивостью. Указанное свойство проявляется, в частности, в наличии иногда значительного разрыва в значениях средней и максимальной зарегистрированной продолжительности жиз­ ни. Так, рекордсмен среди долгожителей японец Шигешио Изуми превысил 120-летний рубеж, тогда как средние показатели длительно­ сти жизни в Японии составили 74,1 года для мужчин и 79,6 года для женщин.

8.8.1. Статистический метод изучения закономерностей продолжительности жизни

Закономерности изменений длительности жизни в историческом времени или от популяции к популяции по понятной причине невоз­ можно изучать на одном отдельно взятом организме. Такие исследо­ вания проводят в популяциях с применением статистических методов. Еще в 1825 г. Б. Гомперц описал зависимость увеличения смертности от возраста людей или животных. Позже оказалось, что в отличие от популяций лабораторных животных, вымирающих в силу достаточно комфортных условий существования в точном соответствии с уравне­ нием Гомперца, часть людей умирает вне зависимости от возраста по причине производственных, транспортных и бытовых травм, природ­ ных катастроф, неблагоприятных изменений экологии. Указанная особенность была учтена У. Мейкемом, дополнившим уравнение Гомперца слагаемым, не зависящим от возраста. Обобщенный закон Гомперца — Мейкема выглядит следующим образом:

Mt = А + Л)ехр(аґ),

вия на биологические механизмы выживания.

Различия в средней продолжительности жизни мужчин и женщин колеблются от популяции к популяции. Так, в США (1979), Финляндии и Франции (1980) они превышали 8 лет, тогда как в Греции (1981) составляли 4,5 года, а в Болгарии и Японии (1981)—5,5 года; О зависимости возрастной компоненты общей смертности от биологи­ ческих механизмов свидетельствуют межпопуляционные колебания ее значений в различных европейских странах, в которых достигнут примерно одинаковый уровень жизни (рис. 8.40).

ГЛАВА 9

РОЛЬ НАРУШЕНИЙ МЕХАНИЗМОВ ОНТОГЕНЕЗА В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА

9.1. КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ

ВОНТОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА

Сконца XIX в. существует представление о наличии в онтогене­ тическом развитии периодов наибольшей чувствительности к повреж­ дающему действию разнообразных факторов. Эти периоды получили название критических, а повреждающие факторы — тератогенных. Единодушия в оценке различных периодов, как более или менее устойчивых, не существует.

Некоторые ученые полагают, что наиболее чувствительными к самым разнообразным внешним воздействиям являются периоды раз­ вития, характеризующиеся активным клеточным делением или интен­ сивно идущими процессами дифференциации. П. Г Светлов, в середине XX столетия внесший большой вклад в разработку проблемы, считал, что критические периоды совпадают с моментом детермина­ ции, который определяет конец одной и начало другой, новой цепи процессов дифференциации, т.е. с моментом переключения направле­ ния развития. По его мнению, в это время имеет место снижение регуляционной способности. Критические периоды не рассматривают как наиболее чувствительные к факторам среды вообще, т.е. незави­ симо от механизма их действия. Вместе с тем установлено, что в некоторые моменты развития зародыши чувствительны к ряду внеш­ них факторов, причем реакция их на разные воздействия бывает однотипной.

Критические периоды различных органов и областей тела не совпадают друг с другом по времени. Причиной нарушения развития зачатка является ббльшая чувствительность его в данный момент к действию патогенного фактора, чем у других органов. При этом действие разных факторов может вызвать одну и ту же аномалию. Это свидетельствует о неспецифическом ответе зачатка на повреждающие воздействия. В то же время некоторая специфичность тератогенных

о

П

й э

її

8

й

«

о

s

і

я £ I

з

S

та В S

о & * о

& к

С ID

^ 1 £

факторов выражается в том, что^будучи Р ™ ™ ' ° ™ ° ™ ^ максимальное повреждающее действие не на одних и тех же стадиях

S r ™ " Г и 8 ю « д а - В « О ^ М Я идут процессы неируляции

" " S P S S S S Д К И Г » время имплантации приводит к ее

та тл^^яктяте гоубых наследственных аномалии. » В Р Т й с ™ ^ г е н н ь і ї факторов во время эмбрионального£3до

8 нед) п^иода может привести урожденным У^твам^ Чем раньше возни'кае? повреждение, тем ^ W ^ P S S T B S S T ™ ^

Ф^™а™™г^ае^™йкрити,ескЯ йпеР „о„,вовремякО Т орото

-= Е = Г в Г и с ^ Ч = Г ^ ^ ^

^"фаеторы оказывающие повреждающее воздействие, не всегда

Ї Ї Г о і Г о е Т о р м а л ь н о

«^ектричес^й ток и проникающее излучение.

9.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВРОЖДЕННЫХ ПОРОКОВ РАЗВИТИЯ

Врожденными пороками развития называют ™ » « 2 S S S S l рушения, которые возникают до рождения ( ^ П к П ї ї ^ и

ются причиной приблизительно 20% смертей в неонатальном периоде * а также занимают значительное место в практике акушерства и гине­ кологии, медицинской генетике детской хирургии и ортопедии, пато­ логической анатомии. В связи с этим знания по вопросам профилактики, этиологии, патогенеза, лечения и прогнозирования врожденных пороков развития имеют большое значение.

Знакомство с закономерностями и механизмами нормального морфогенеза в процессе эмбрионального развития позволяет понять, какого рода нарушения могут привести к возникновению пороков. Кроме того, пороки развития представляют собой как бы природные эксперименты, обнаруживающие скрытые от глаз процессы. Таким образом, сами эти пороки представляют собой материал для научных поисков и обобщений. Примером могут служить такие врожденные пороки развития, которые напоминают некоторые черты строения, свойственные другим видам взрослых позвоночных животных или их зародышам. Они позволяют осознать теснейшую эволюционно-био- логическую связь человека с животными и использовать ее для иллю­ страции закономерностей макроэволюции, а также для формирования естественно-исторического взгляда на возникновение и развитие че­ ловека.

Существует несколько различных критериев, на основе которых классифицируют врожденные пороки развития. Основные из них следующие: причина, стадия, на которой проявляется воздействие, последовательность их возникновения в организме, распространен­ ность и локализация. Мы дополнительно обращаем внимание на филогенетическую значимость и нарушения основных клеточных ме­ ханизмов, приводящие к пороку развития.

В зависимости от причины все врожденные пороки развития делят на наследственные, экзогенные (средовые) и мулътифакториальные.

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 ррганизменных процессов. Время проявления нарушений в онтогенезе может зависеть от времени вступ­ ления 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 терато­ генных факторов (лекарственные препараты, пищевые добавки, виру­ сы, 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 ока­ зывают влияние на биохимические, субклеточные и клеточные про­ цессы, механизмы возникновения врожденных пороков развития при их действии такие же, как при генетических причинах. В результате фенотипическое проявление экзогенных и генетических пороков бы­ вает весьма сходным, что обозначается термином фенокопия. Для выявления истинных причин возникновения пороков в каждом кон­ кретном 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 наследст­ венный 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.

Установление причины врожденных пороков имеет большое про­ гностическое значение для носителя этих пороков и профилактиче­ ское — в отношении последующего потомства. В настоящее время медицинские генетики и патологоанатомы существенно продвинулись в области так называемого синдромологического анализа. Синдромологический анализ — это обобщенный анализ фенотипа больных с целью выявления устойчивых сочетаний признаков. Овладение им помогает в установлении причины возникновения пороков и основных патогенетических механизмов.

В зависимости от стадии, на которой проявляются генетические или экзогенные воздействия, все нарушения, происходящие в пренатальном онтогенезе, подразделяют на гаметопатии, бластопатии, эмбриопатии и фетопатии. Если нарушения развития на стадии зиготы (гаметопатия) или бластулы (бластопатия) очень грубые, то дальней­ шее развитие, видимо, не идет и зародыш погибает. Эмбриопатш (нарушения, возникшие в период от 15 сут до 8 нед эмбрионального развития) как раз составляют основу врожденных пороков, о чем уже говорилось выше. Фетопатии (нарушения, возникшие после 10 нед эмбрионального развития) представляют собой такие патологические состояния, для которых, как правило, характерны не грубые морфо­ логические нарушения, а отклонения общего типа: в виде снижения массы, задержки интеллектуального развития, различных функцио­ нальных нарушений. Очевидно, что наибольшее клиническое значение имеют эмбриопатии и фетопатии.

В зависимости от последовательности возникновения различают первичные и вторичные врожденные пороки. Первичные пороки обу-

словлены непосредственным действием тератогенного фактора, вто­ ричные — являются осложнением первичных и всегда патогенетиче­ ски с ними связаны. Выделение первичных пороков из комплекса нарушений, обнаруженных у пациента, имеет большое значение для медико-генетического прогноза, поскольку риск определяется по ос­ новному пороку.

По распространенности в организме первичные пороки подразде­ ляют на изолированные, или одиночные, системные, т.е. в пределах одной системы, и множественные, т.е. в органах двух систем и более. Комплекс пороков, вызванный одной ошибкой морфогенеза, называ­ ют аномаладом.

В основу классификации врожденных пороков, принятой Всемир­ ной организацией здравоохранения (ВОЗ), положен анатомо-физио- логический принцип (по месту локализации).

По клеточным механизмам, которые преимущественно нарушены при том или ином врожденном пороке развития, можно выделить пороки, возникшие в результате нарушения размножения клеток, миграции клеток или органов, сортировки клеток, дифференцировки; а также гибели клеток. Нарушение перечисленных клеточных меха­ низмов может привести к слишком малым или, наоборот, слишком большим размерам органов или их частей, к недостаточному или, напротив, очень сильному рассасыванию тканей в органах, к измене­ нию положения отдельных клеток, тканей или органов относительно других органов и тканей, к нарушениям дифференцировки, так назы­ ваемым дисплазиям.

По филогенетической значимости можно все врожденные пороки развития разделить на филогенетически обусловленные и не связанные с предшествующим филогенезом, т.е. нефилогенетические.

ФиЛогенетически обусловленными называют такие пороки, которые по виду напоминают органы животных из тащ Хордовые и подтипа Позвоночные. Если они напоминают органы предковых групп или их зародышей, то такие пороки называют анцестральными (предковыми) или атавистическими. Примерами могут служить несращение дужек позвонков, щейные и поясничные ребра, несращение твердого нёба, персистирование висцеральных дуг и др. Если пороки напоминают органы родственных современных или древних, но боковых ветвей животных, то их называют аллогенными. Филогенетически обусловлен­ ные пороки показывают генетическую связь человека с другими по­ звоночными, а также помогают понять механизмы возникновения пороков в ходе эмбрионального развития.

Нефилогенетическими являются такие врожденные пороки, которые не имеют аналогов у нормальных предковых или современных позво­ ночных животных. К таким порокам можно отнести, например, двой­ никовые уродства и эмбриональные опухоли, которые появляются в результате нарушения эмбриогенеза, не отражая филогенетических закономерностей.

9.3.ЗНАЧЕНИЕ НАРУШЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ОНТОГЕНЕЗА В ФОРМИРОВАНИИ

ПОРОКОВ РАЗВИТИЯ

При изложении клеточных механизмов в гл. 8 приводились примеры, иллюстрирующие, как нарушение этих механизмов может приводить к формированию врожденных пороков развития. В данной главе описаны лишь некоторые пороки развития тех органов, морфогенез которых был рассмотрен в гл/ 7. Их следует рассматривать как отдельные примеры, подкрепляющие обоснованность изучения онтофилогенетических пред­ посылок формирования врожденных пороков развития.

Различные варианты расщелины позвоночника УШІ бы соответствуют очень древнему примитивному строению его у низших позвоночных. Скрытая расщелина позвоночника (spina bifida occulta) — это дефект в виде аплазии спинных дужек и остистых отростков (рис, 9.2, А). Дужки позвонков при нормальном развитии образуются из мигриру­ ющих клеток склеротомов под индуїщрующим влиянием со стороны

хорды, спинного мозга и спинномозговых узлов. При описываемом ^пороке происходит остановка их развития, что, вероятно, может быть связано с нарушением необходимых индуцирующих воздействий.

Скрытые формы расщелины первого крестцового позвонка встре­ чаются среди людей с частотой около 10%, а первого шейного—с частотой около 3%. Как правило, спинной мозг и спинномозговые нервы не изменены и не имеется никаких серьезных нарушений. Кожа над дефектом также не изменена, но иногда порок можно заподозрить по небольшой ямочке или пучку волос над ним. Чаще всего дефект выявляется как рентгенологическая находка. О возможной наследст­ венной природе порока свидетельствуют такие данные: скрытые формы расщелины дужек позвонков встречаются у 14,3% матерей, у 6,1% отцов и у 26,8% сибсой пробандов с различными формами несращения нервной трубки и позвонков.

Более грубым пороком являются кистозная расщелина позвоночника (spina bifida cystia) и полный рахисхиз. Кистозная расщелина характери­ зуется наличием грыжевого мешка (рис. 9.2, В, І), а полный рахисхиз -— дефектом мозговых оболочек, мягких покровов и лежащим открыто в виде пластинки или желоба спинным мозгом (рис. 9.2, Б). В последнем случае нервные валики не соединяются в трубку либо из-за ослабления индуцирующего влияния подлежащей хорды, либо из-за действия тератогенных факторов на нейроэпителиальные клетки.

Пороки развития звукопроводящей системы среднего уха могут быть причиной врожденного нарушения слуха наряду с нарушениями других отделов слухового анализатора. Врожденная фиксация стремечка при­ водит к врожденной проводниковой глухоте при нормальном развитии уха в остальном. Дефекты молоточка и наковальни часто сочетаются с синдромом первой дуги. Механизмами возникновения подобных пороков развития могут быть нарушения рассасывания (гибели) мо­ лодей соединительной ткани в барабанной полости и остановка раз­ вития всей области первой висцеральной дуга. Большинство видов врожденной глухоты обусловлены генетически и носят наследственный характер.

Атрезия наружного слухового прохода возникает из-за ослабления процесса канализации (рассасывания пробки наружного слухового прохода) в области первого жаберного кармана. Этот врожденный порок также часто сочетается с синдромом (аномаладом) первой дуги.

Пороки развития пищеварительной системы выражаются в недораз­ витии (гипогенезия) или полном отсутствии развития (агенезия) уча­ стков кишечной трубки или ее производных, в отсутствии естественного отверстия, сужении канала, персистировании эмбрио­ нальных структур, незавершенном повороте и гетеротопии различных тканей в стенку желудочно-кишечного тракта.

Атрезии и стенозы встречаются с частотой примерно 0,8 на 1000 новорожденных. Существует несколько гипотез, объясняющих меха­ низм их возникновения. По одной из них, это персистирование физиологической атрезии, заключающееся во временной закупорке просвета кишечной трубки на 6-й неделе развития в связи с наруше-

нием реканализации. По другой — это сосудистая недостаточность. В эксперименте на собаках путем перевязки у плодов верхней брыжееч­ ной артерии удалось получить некоторые формы атрезии и стеноз. Есть гипотеза внутриутробного воспалительного процесса. Этиология этих пороков гетерогенна. Среди изолированных пороков, по-видимому, большинство мультифакториальны, а среди тех, что являются компо­ нентами множественных врожденных пороков, значительная часть — результат хромосомных и генных мутаций.

Одним из распространенных врожденных пороков средней кишки является незаращение проксимального отрезка внутрибрюшной части желточного протока и выпячивание стенки подвздошной кишки дли­ ной от 1 до 15 см на расстоянии 10—25 см у детей и 40—80 см у взрослых от подвздошно-слепокишечной заслонки. Этот порок полу­ чил название дивертикула Меккеля (по имени исследователя). Он обнаруживается примерно у 2% населения (из них в 80% случаев у мужчин). В половине случаев он диагностируется случайно, а в осталь­ ных случаях —в связи с воспалительными процессами, непроходимо­ стью и кровотечениями кишечника. В 10% случаев дивертикул Меккеля сочетается с другими врожденными пороками. Некоторые варианты пороков эмбриональных структур желточного протока пока­ заны на рис. 9.3.

Из многочисленных вариантов врожденных пороков прямой киш­ ки и анального отверстия отметим персистирование клоаки (рис. 9.4), возникающее в результате нарушения разделения клоаки на мочепо­ ловой синус и прямую кишку. Этот порок представляет собой недо­ развитие мочеполовой перегородки и отражает эволюционно более древнее состояние органа.

Врожденные пороки сердечно-сосудистой системы насчитывают десятки разновидностей. Частота встречаемости —6—10 на 1000 но­ ворожденных. Пороки сердечно-сосудистой системы бывают изолиро­ ванными и в сочетании с пороками других систем, т.е. множественными пороками. Изолированные пороки чаще мультифакториальные, но известны также доминантные и рецессивные формы. Среди пороков, входящих в группу множественных, поражение сер­ дечно-сосудистой системы часто сопровождается хромосомными и

Рис. 9.3. Различные варианты остатков желточного протока. А — дивертикул Меккеля; Б — пупочно-подвздошный свищ (персистирование желточного протока); В — фиброз­ ный шнур, соединяющий подвздошную кишку с пупком:

1 —подвздошная кишка, 2— дивертикул Меккеля, 3 — пупочно-подвздошный свищ, 4 — фиб­ розный шнур

генными синдромами. Пороки сердечно­ сосудистой системы в основном представ­ ляют собой либо недоразвитие каких-либо структур в эмбриогенезе, либо персистирование этих эмбриональных структур, в то время как они должны видоизменяться и принять дефинитивный вид. Иногда встре­ чаются грубые нарушения топографии сер­ дца и сосудов. Цитологическими механизмами, как и в случаях других по­ роков развития, служат, видимо, наруше­ ния индукционных взаимодействий, раз­ множения, миграции, адгезии или избира­ тельной гибели клеток, значение которых в нормальном морфогенезе сердца и арте­ рий было показано в разд. 7.6.2.

Примеры некрторых врожденных пороков сердца и крупных арте­ рий иллюстрируют вышеизложенные положения. Эктопия сердца — расположение сердца вне грудной полости. Различают шейную, абдо­ минальную и экстрастернальную эктопию. Шейную эктопию объяс­ няют задержкой перемещения сердца с места формирования его зачатка в шейной области в переднее средостение. Этот порок приводит к гибели сразу после рождения. Он отражает онтофилогенетическую зависимость.

Правосторонняя дуга аорты развивается из эмбриональной правой дуги при редукции левой, или двойные дуги аорты, представленные двумя стволами, \из которых один впереди трахеи, а другой позади пищевода. При изолированных пороках та­ кого типа клинические проявления зависят от степени (давления пищевода и трахеи.

Оба связаны с нарушениями дифференцировки эмбриональных артериальных дуг.

Открытый артериальный (боталлов) проток (персистирование артериального протока) встречается с частотой около 1 на 1000 новорожденных.

движения крови

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Айала Ф., КайгерДж. Современная генетика. М., 1987. Т. 1—3. Брода Э. Эволюция биоэнергетических процессов. М., 1978.

Гаврилов Л. А., Гаврилова Н. С. Биология продолжительности жизни. М., 1986. Газарян К. Г., Белоусов Л. В. Биология индивидуального развития животных. М., 1983.

Грин Н.} Стаут У., Тейлор Д. Биология. М., 1990. Т. 1—3. Гулберт С. Биология развития. М., 1995. Т. 1—3.

Зотин А. И., Зотина Р. С. Феноменологическая теория развития, роста и старения

организма. М., 1993.

Иванова-Казас О. Й. Бесполое размножение животных. Л., 1977. Карлсон Б. Основы эмбриологии по Пэттену. М., 1983. Т. 1,2. Кемп П., Арме К. Введение в биологию. М., 1988.

Лиознер Л. Д., Бабаева А. Г., Маркелова И. В. Регенерационные процессы и их

Молекулярная биология клетки / Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис и др. М., 1994. Т. 1—3.

Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование / С. И. Козло­ ва, Е. Семенова, Н. С. Демикова, О. Е. Блинникова. Л., 1987.

Тератология человека. Руководство для врачей / Под ред. Г. И. Лазюка. М., 1991. Токин Б. П. Общая эмбриология. М., 1987.

Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. М., 1990. Т. 1—3.

Фролькис В. В. Старение и увеличение продолжительности жизни. Л,, 1988. Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. М., 1989.

Гемофилия 179, 261 Ген(ы) 31, 62, 65

—аллельные 62, 155

—«домашнего хозяйства» 346, 354

—конститутивные 163

—неаллельные 158

—перекрывающиеся 113

—регулируемые 163

—регуляторы 163, 164

—«роскоши» 346

—с материнским эффектом 356

—трансформаторы 216

—химическая организация 66

—цитоплазматические 63, 148, 239

—экстракопирование 90 Генеалогический метод 256 Генетики соматических клеток методы 267

Генетическая гетерогенность наследствен­ ных заболеваний 247

—система открытая 32

Генетический аппарат 65 уровни организации 65

—- (биологический) код 68 свойства 68—71

—контроль развития 354

—риск 275 Гензеновский узелок 311

Генного баланса гипотеза 215 Генодиагностика 13, 271 Геном 137, 147

—эволюция 119

Геномика 10, 12, 64, 208 Геномный импринтинг 250 Генотерапия 13, 209, 271 Генотип 20, 33, 137 Генофонд 32, 33

Гентингтона хорея 248, 257, 258 Гермофродитизм 196, 197 Гетерозиготи 156 Гетеролизосомы 49 Гетероморфоз 377 Гетеротопии 331 Гетерохроматин 121, 341 Гетерохромосомы 138, 213

Гетерохрония 291, 300, 315, 331 Гибель клеток 5, 83, 298, 334 Гибридизация клеток 267

— ДНК 271, 342 Гинандроморфизм латеральный 215 Гиногенез 197, 286 Гиперплазия 377

Гипертрихоз ушной раковины 263 Гипертрофия регенерационная 375, 378

— компенсаторная 375, 378 Гипобласт 296, 308 Гипогенезия 416 Гипоморфоз 377 Гистогенез 277, 340

Гистоны 117, 119, 170 Гликокаликс 43 Гликолиз 53 Гликолипиды 43 Гликопротеины 43

Гольджи пластинчатый комплекс 47 Гомеостаз 385 Гомозиготы 156

Гомперца — Мейкема закон 407 Гомоцистинурия 246 ГонотомЗОО

Горизонтальный перенос генетического материала 152

Группа сцепления 63, 116, 231

Дальтонизм 263 Дауна синдром 182, 183, 188

Девственное развитие 197, 286 Дифференцировка 219, 298, 338 Деламинация 293 Деление клеток 55, 56—59, 192, 328

—множественное 192

—редукционное 201, 202

—эквационное 201, 205 Делеции 128, 129, 243 Дерепрессия генов 163, 170, 220

Дерматоглифики и пальмоскопии методы 266

Дерматомы 300 Детерминация 298, 358, 364 Деэмбрионизация 278 Диакинез 204 Диапауза278 Диктиосома 47 Диктиотена 204 Диплоидная фаза 206 Диплотена203 Дискордантность 263 Дисплазии 414 Диссимиляция 18

Диссипативные системы 35 целостность 35

—структуры, концепция 367 Дифференциальная экспрессия генов

341—342,344 Дифференцировка зародышевых листков

298,312,339

—клеток 219, 338, 339

ДНК 66

—гибридизация 271, 342

—зонды 271

—избыточная 147, 148 —линкерная 119 —- методы изучения 271

—митохондрий 71, 148 мутаций 176

—модель 67—68

—молчащая 147, 148