Критические периоды эмбриогенеза

Критические периоды наблюдаются на стадиях онтогенеза, характеризующихся наибольшей скоростью развития организма, когда он становится более чувствительным к вредным воздействиям. Внешние и внутренние факторы, к которым особенно велика чувствительность в эти периоды, могут ускорять, замедлять или приостанавливать развитие организма.

В 1960 г. эмбриолог П.Г. Светлов предложил гипотезу критических периодов. Он различал три группы воздействий внешней среды:

1 – повреждающие воздействия, приводящие к смерти или патологии;

2 – модифицирующие воздействия, вызывающие отклонения не патологического характера (морфозы или мутации);

3 – закономерное воздействие среды, обеспечивающее нормальное развитие организма.

Эти воздействия влияют на последующую устойчивость организма и его нормальное развитие. Критические периоды онтогенеза связаны с реализацией генетической программы индивидуума в разные периоды онтогенеза путем активации работы определенных генов. В пределах индивидуальной нормы реакции обеспечивается возможность акклиматизации организма, его приспособления к условиям среды.

Все критические периоды можно разделить на несколько типов.

1. Периоды, критические для всего организма, когда вредные воздействия могут привести к гибели зародыша. Наиболее частая гибель зародыша происходит на начальных стадиях эмбриогенеза.

2. Частные критические периоды – различные для каждого органа и ткани.

3. Критические периоды для клетки.

В критические периоды эмбриогенеза зародыш или плод становится высоко реактивным и лабильным по отношению к действию факторов. Аномалии развития возникают при этом в силу того, что борьба организма с разрушительными процессами (регуляторная функция органов и систем плода) в эти периоды может быть ослаблена. Непосредственной причиной аномалии может послужить либо остановка развития той или иной системы организма в критический период, либо нарушение координации в скорости компенсаторных ответных реакций систем развивающегося плода. Чем на более ранней стадии своего развития находится эмбрион, тем его ответная реакция на действие патогенного фактора более отличается от реакции систем взрослого организма.

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 (20-24-я недели);

6) рождение.

1.4.9. Влияние факторов среды на ход эмбриогенеза человека

Любое воздействие, нарушающее нормальный ход эмбриогенеза, может вызвать пороки развития зародышей. Примерно половина всех зародышей не доживает до рождения. У большинства обнаруживаются аномалии на ранних стадиях развития. Такие зародыши не могут имплантироваться в стенку матки. Другие зародыши имплантируются, но не могут укрепиться в стенке матки настолько, чтобы беременность была успешной. Почти 90% эмбрионов, абортированных до месячного возраста, являются аномальными. Развитие многих зародышей человека нарушается на ранних стадиях. Примерно 5% всех родившихся детей имеют явные уродства. Одни из них не опасны для жизни, другие представляют собой тяжелые отклонения от нормы.

Гибель эмбрионов в различные периоды онтогенеза неравномерна среди зародышей мужского и женского полов: чем ближе к началу беременности, тем больше среди погибших зародышей мужского пола. Это связано с тем, что в эмбриогенезе возникает больше зародышей мужского пола, чем женского. Так, соотношение количества эмбрионов мужского и женского полов в 1-й месяц беременности составляет 600:100, а на 5-ом месяце – 140:100. Если считать, что в среднем на 1000 беременностей погибает 300 плодов, то величина внутриутробной смертности представляется следующими показателями: в 1-й месяц погибает 112 эмбрионов, во 2-й – 72, в 3-й – 43, а затем показатели снижаются до единичных. Таким образом, на первые два месяца беременности приходится около 2/3 всех случаев гибели эмбрионов.

Наиболее частыми факторами, нарушающими нормальный ход эмбриогенеза, являются перезревание яйцеклетки, нарушения обмена вещества у матери, гипоксия, содержание в крови матери токсических веществ (например, лекарственных препаратов, наркотических веществ, никотина, алкоголя и др.), инфекция (особенно вирусная) и др.

Факторы, вызывающие аномалии, называются тератогенными. Тератогены действуют в течение определенных критических периодов. Для любого органа критическим периодом является время его роста и образования специфических структур. Разные органы имеют различные критические периоды. Например, сердце человека формируется между 3 и 4 неделями. Мозг и скелет человека чувствительны к вредным воздействиям постоянно, начиная с 3-ей недели после зачатия до конца беременности.

Известно много тератогенов, вызывающих генные и хромосомные мутации. Тератогены оказывают либо прямое влияние на ДНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации. Мутагены окружающей среды в зависимости от их природы принято делить на физические, химические и биологические.

К физическим мутагенам относятся все виды ионизирующих излучений, радиоактивные элементы, ультрафиолетовое излучение, чрезмерно высокая или низкая температура и др. Физические воздействия вызывает повреждение всех клеток, но наиболее чувствительны к облучению клетки, находящие в процессе интенсивного деления. Больше других подвержены действию радиации клетки активно развивающегося организма или опухоли. Например, стандартная флюорография, проводимая населению с целью выявления туберкулеза, не приносит взрослому человеку ощутимого вреда. Однако подобное облучение (или рентген зуба, рентген конечности при травме и т.п.), выполненные в первые дни после оплодотворения до момента имплантации зародыша в стенку матки, приведет к его гибели. Уродств не будет, зародыш погибнет, и женщина может даже не заметить прервавшейся беременности.

Химические мутагены – сильные окислители и восстановители (нитраты, нитриты и др.), продукты переработки нефти, органические растворители, лекарственные препараты (например, иммунодепрессанты, дезинфицирующие и др.). Например, применение хинина может привести к глухоте у плода. Очень слабый транквилизатор талидомид, широко применявшийся в 60-х годах, может вызывать уродства, при которых длинные кости конечностей либо отсутствуют, либо резко деформированы, в результате чего у ребенка формируются конечности, напоминающие плавники тюленя. К химическим мутагенам относятся некоторые пищевые добавки и другие химические соединения.

Значительное вредное влияние на развивающийся эмбрион оказывают алкоголь и курение. При употреблении алкоголя в количестве более 50-85 г в сутки у детей наблюдается отставание в физическом и психическом развитии. У женщин - злостных курильщиц (выкуривающих 20 и более сигарет в день) часто рождаются дети с меньшей массой тела по сравнению с детьми некурящих женщин. Курение значительно понижает количество и подвижность сперматозоидов в семенниках у мужчин, которые выкуривают не менее 4 сигарет в день.

Многие искусственно созданные вещества, применяемые в народном хозяйстве, также обладают тератогенным эффектом, особенно пестициды и ртутьсодержащие органические вещества.

К биологическим мутагенам относят некоторые вирусы (кори, гепатита, гриппа, краснухи), продукты обмена веществ и антигены некоторых микробов. Например, у женщин, перенесших краснуху в первой трети беременности, в каждом из 6 случаев рождаются дети с катарактой, пороками сердца и глухотой. Чем раньше вирус краснухи поражает беременную женщину, тем больше риск, что пострадает зародыш. Тератогенным действием обладают простейшие из класса споровиков – токсоплазма гонди. Если мать больна токсоплазмозом, то токсоплазмы через плаценту могут проникнуть в зародыш и вызвать поражения мозга и глаз.

Большое влияние на развивающийся эмбрион оказывает состояние здоровья матери.

Патологические процессы, протекающие в организме матери в течение первых 7-и суток после оплодотворения, могут привести к эктопической (внематочной) беременности. Последняя составляет 0.8-2.4 случая на 100 доношенных беременностей (около 6% стационарной гинекологической патологии). В 98-99% случаев зародыш прикрепляется в маточной трубе. Яичниковая, шеечная и абдоминальная формы беременности встречаются редко. Летальность при эктопической беременности составляет около 7% всех смертей беременных женщин. Наличие эктопической беременности в анамнезе является частой причиной вторичного бесплодия. Действие разнохарактерных патологических факторов в раннем эмбриогенезе человека может вызвать прилежание плаценты и пузырный занос. При продолжающемся влиянии неблагоприятных факторов в патологическое формирование вовлекаются многие органы зародыша, в первую очередь – ЦНС, сердце и др. Только с 63 дня беременности опасность развития аномалий эмбриогенеза начинает уменьшаться. Все представленные выше факты накладывают большие обязательства на будущих родителей в плане предупреждения действия на организм беременной женщины вредных факторов среды и эмоционального стресса, особенно в период, когда зародыш находится в ранней фазе развития, и женщина не знает о своей беременности.

Одной из причин врожденных пороков можно считать гипоксию. Она тормозит формирование плаценты, развитие зародыша и в ряде случаев приводит к развитию врожденных пороков и гибели плода. Неполноценное питание матери, дефицит микроэлементов, приводят к развитию пороков ЦНС, гидроцефалии, искривлению позвоночника, порокам сердца и т.д.

Эндокринные заболевания у беременной женщины нередко приводят к самопроизвольным абортам или нарушениям дифференциации органов плода, определяющим высокую раннюю детскую смертность. Тератогенный эффект доказан для сахарного диабета.

Зависимость состояния здоровья детей от возраста родителей известна. Например, врожденные пороки опорно-двигательной и дыхательной систем несколько чаще наблюдаются у детей юных матерей, чем у детей матерей в возрасте 22-35 лет. У матерей в возрасте старше 35 лет рождается больше детей с множественными пороками, в том числе ЦНС. Установлено, что появление у плода расщелин губ, нёба, ахондроплазии зависит от возраста отца.

К числу сравнительно частых отклонений от нормы относится рождение близнецов. Различают одно- и разнояйцевых близнецов. Если полное раздвоение зародыша произошло на стадии двух бластомеров или на стадии гаструлы, то рождаются нормальные однояйцевые близнецы из одной зиготы, имеющие одинаковый генотип, пол и похожие друг на друга. Реже наблюдается расщепление зародыша не на две, а на большее число частей (полиэмбриония). Разнояйцевые близнецы образуются в результате одновременного созревания двух или большего числа яйцеклеток и почти одновременного оплодотворения. Иногда рождаются сросшиеся близнецы. Их называют сиамскими по названию страны в Юго-Восточной Азии, где в 1811 году родились два сросшихся брата. Сросшиеся близнецы всегда однояйцевые. Образование их может происходить путем неполного разделения зародыша и путем срастания двух и более однояйцевых близнецов на ранних стадиях развития. Иногда один из близнецов является лишь придатком другого.

К аномалиям развития у человека можно отнести атавизмы - проявление признаков далеких животных предков (чрезмерное оволосение, сохранение хвоста, добавочные молочные железы и пр.).

Принято выделять 4 основных типа врожденных пороков развития:

1. Мальформация - морфологический дефект органа, части органа, или большого участка тела в результате внутреннего нарушения процесса развития (генетические факторы).

2. Дизрупция - морфологический дефект органа, части органа или большого участка тела в результате внешнего препятствия или какого-либо воздействия на изначально нормальный процесс развития (тератогенные факторы и нарушение имплантации).

3. Деформация - нарушение формы, вида или положения части тела, обусловленные механическими воздействиями.

4. Дисплазия - нарушенная организация клеток в ткани и ее морфологический результат (процесс и следствие дисгистогенеза).

К врожденным порокам развития относят также следующие нарушения эмбрионального морфогенеза:

Агенезия - полное врожденное отсутствие органа.

Аплазия - врожденное отсутствие органа с сохранением его сосудистой ножки.

Гипоплазия - недоразвитие органа с дефицитом его массы или размера более чем на 2 сегмента, отличающееся от средних для данного возраста показателей. При этом простая гипоплазия, в отличие от диспластической, не сопровождается нарушением структуры органа.

Гипертрофия (гиперплазия) - врожденное увеличение массы и размеров органа за счет увеличения количества (гиперплазия) или объема (гипертрофия) клеток.

Макросомия (гигантизм) - увеличение длины тела (или отдельных органов).

Гетеротопия - присутствие клеток или тканей одного органа в тех зонах или даже в другом органе, где их быть не должно (островки хряща из бронхиальной стенки в легких).

Гетероплазия - нарушение дифференцировки клеток в пределах ткани. Например, обнаружение клеток плоского эпителия пищевода в дивертикуле Меккеля.

Эктопия - расположение органа в необычном для него месте (например, расположение сердца вне грудной клетки).

Удвоение или увеличение в числе органа или его частей: полидактилия - увеличение числа пальцев, полиспления - наличие нескольких селезенок и т.д.

Атрезия - отсутствие естественного канала или отверстия (атрезия пищевода, сильвиевого водопровода, ануса).

Стеноз - сужение канала или отверстия.

Неразделение (слияние) - органов или однояйцовых близнецов. Название пороков этой группы начинаются с приставки «syn» или «sym»: синдактилия, симфалагизм.

Персистирование - сохранение в органе эмбриональных структур.

Дисхрония - нарушение темпов развития органа или его структур.

В течение беременности существуют периоды, которые являются критическими для развития плода. Также наиболее высока и угроза прерывания самой беременности, другими словами, невынашивания. В это время следует предельно внимательно относиться к себе, к состоянию своего здоровья, чтобы помочь будущему малышу чувствовать себя уютно в его первой вселенной – мамином животике. Подробно рассказать Вам том, когда нужно соблюдать осторожность и по каким причинам, - основная цель нашей статьи.

«Критические периоды» - что это значит?

Беременность - одна из форм сосуществования двух организмов, двух миров, сливающихся в единое целое: женщины и развивающегося в её утробе дитя.

Успешное течение беременности обеспечивается адаптацией мамы и будущего ребенка друг к другу. Всё дело в том, что процессы этой адаптации очень сложные и в определенные моменты функционируют чрезвычайно напряженно.

Критические периоды беременности, или критические периоды в развитии эмбриона и плода - это те периоды, когда чувствительность их повышается, а адаптационные возможности снижаются и зародыш становится особенно легко уязвимым.

Эти периоды характеризуются активными клеточными и тканевыми процессами и значительным повышением обмена веществ.

Действие неблагоприятных факторов окружающей среды:
А) недостаток кислорода (гипоксия),
Б) переохлаждение,
В) перегревание,
Г) врачебные препараты,
Д) токсины,
Е) продукты химического производства,
Ж) возбудители вирусных и бактериальных инфекций и т.д.,

в зависимости от стадии развития зародыша может оказаться крайне опасным и даже губительным для него.

Итак, давайте выделим в каждом триместре свои критические периоды параллельно с характерными причинами прерывания беременности.

I триместр (с первой по 15 неделю беременности).

Первый критический период приходится на 2-3-ю недели беременности, когда женщина может еще не предполагать, что в ее организме начинает развитие новая жизнь . На этом сроке происходит имплантация плодного яйца, т.е. его внедрение в слизистую оболочку матки. Процесс имплантации может нарушаться:

• при аномалиях строения матки (инфантилизме, двурогой или седловидной матке, наличии перегородки в полости матки);
• при травмах эндометрия, т.е. внутреннего слоя матки в результате искусственных абортов и воспалительных заболеваний (хронического эндометрита);
• при наличии миомы матки;
• при рубце на матке после кесарева сечения и других операций.

Еще одна причина прерывания беременности на самых ранних сроках - хромосомные и генетические аномалии развития зародыша. Происходит своего рода естественный отбор будущего потомства.

Кроме того, имплантации могут воспрепятствовать любые сбои в деятельности материнского организма, стрессы, переживания, тяжелая физическая нагрузка . Об этом и о том, как стараться предупредить угрозу, говорилось в статье «Угроза выкидыша – что делать?» .

И все же хочется еще раз заметить, что именно на ранних сроках наиболее уязвим. Такая работа, как подъём тяжелых сумок, передвижение мебели или стирка объёмных вещей вручную сейчас не для Вас. Даже если проблема заключается в отсутствии помощников, некоторые дела можно сделать и после родов. Не слишком свежие шторы на окнах явно потерпят до смены еще несколько месяцев. Все дело в том, чтобы Вы теперь осознали, что сами должны пока потерпеть их ради себя и будущего крохи.

Обещаю, что после его рождения Вы будете так благодарны себе, что не стали лишний раз рисковать ради поддержания идеальной чистоты и других любимых, но опасных дел!

Второй критический период – это 8-12 недель беременности.

В этот период начинает развиваться плацента, и основная причина прерывания в эти сроки - гормональные нарушения.

Основные гормональные расстройства, приводящие к выкидышам:

• нарушение функции яичников,
• усиление выработки в организме женщины мужских половых гормонов,
• нарушение функции щитовидной железы.

Нередко эти гормональные нарушения одновременно могут наблюдаться у одной женщины. При невынашивании беременности обычно речь идет о стертых формах эндокринных нарушений, не имеющих отчетливых симптомов. Вне беременности эти расстройства, как правило, никак себя не проявляют, но при беременности приводят к нарушению механизмов, обеспечивающих ее сохранение.

Нарушения функции яичников могут быть врожденными или следствием абортов, воспалительных процессов или нарушения функции других эндокринных желез - гипофиза, надпочечников, щитовидной железы. Чаще всего наблюдается недостаток прогестерона - гормона яичников, необходимого для поддержания беременности на ее ранних сроках.

Снижение уровня прогестерона приводит к угрозе прерывания беременности. В некоторых случаях может быть исходно снижен как уровень прогестерона, так и других яичниковых гормонов, в особенности эстрогенов. Последние, в частности, влияют на рост и развитие матки. При недостатке эстрогенов отмечается недоразвитие матки и ее слизистой оболочки - эндометрия. После оплодотворения плодное яйцо внедряется в эндометрий. Если он развит недостаточно, то процесс внедрения зародыша в стенку матки может нарушаться, что приводит к выкидышу.

Усиление выработки в организме женщины мужских половых гормонов может быть следствием повышенного образования мужских половых гормонов (андрогенов) как в яичниках, так и в надпочечниках . В любом случае повышение уровня андрогенов приводит к снижению уровня эстрогенов и часто вызывает выкидыш или приводит к неразвивающейся («замершей») беременности в ранние сроки.

Беременность

Нарушение функции щитовидной железы нередко сопровождается дисфункцией яичников.

II триместр (с 15 по 27 неделю беременности).

Критический период - 18-22 недели беременности.

1. Сейчас основной причиной прерывания служат инфекционные заболевания, передающиеся половым путем.

Возбудители инфекций:

• хламидии,
• токсоплазмы,
• уреаплазмы
• вирусы герпеса и др.,

коварны в плане возможности нарушения функции плаценты, инфицирования плодных оболочек, преждевременного излития вод.

Внимание! Здесь остановлюсь специально, чтобы сказать: пожалуйста, не предавайтесь панике, если у Вас имеется одно из перечисленных заболеваний, называемых также «скрытыми инфекциями». Акушерская практика показывает, что огромное количество детишек рождается абсолютно здоровыми, если у мамы есть подобные проблемы, и наяву все шансы благополучного исхода беременности. Если заболевание не удалось пролечить заранее (что, в основном, встречается при незапланированной беременности), можно лечиться и сейчас. Существуют препараты (в том числе и антибиотики), разрешенные в период беременности и не наносящие вреда плоду.

В это время активно растет матка. А представляют опасность аномалии расположения плаценты, например, низкое прикрепление.

Истмико - цервикальная недостаточность.

Шейка матки во время беременности служит своеобразным «запором», удерживающим беременность в полости матки.

Истмико-цервикальная недостаточность - это патология шейки, при котором она неспособна выполнять эту функцию. Под действием силы тяжести плодное яйцо постепенно опускается вниз, шейка матки раскрывается и… беременность прерывается.

Для устранения истмико-цервикальной недостаточности необходимо до наступления критического срока наложить шов на шейку матки. Бояться абсолютно не стоит, обычно эта манипуляция проводится после сдачи необходимых анализов, с обезболиванием.

здоровье своего ребенка, - задача нелегкая и уж тем более далеко не приятная.

Но важно то, что при своевременном обращении многие заболевания и патологии можно пролечить доступными средствами и во время беременности. Если много работы по дому, то в критические периоды попытаться распределить свои силы, отложить или «отбросить» наиболее опасные занятия. При излишних напрягах на работе поможет четкое знание современного законодательства , регулирующего права беременных женщин.

Знания в наш век – это серьёзное, мощное оружие, которое позволяет избежать куда более тяжелых проблем, если им вовремя воспользоваться. И пусть у Вас все будет хорошо!

Елена ВЛАДИМИРОВА

Эмбриология человека изучает процесс развития человека, начиная с оплодотворения и до рождения. Эмбриогенез человека, продолжающийся в среднем 280 суток (10 лунных месяцев), подразделяется на три периода: начальный (первая неделя развития), зародышевый (вторая-восьмая недели), и плодный (с девятой недели до рождения ребенка).

Стадии эмбриогенеза:

В процессе эмбриогенеза можно выделить следующие основные стадии:

1. Оплодотворение ~ слияние женской и мужской половых клеток . В результате образуется новый одноклеточный организм-зигота.

2. Дробление. Серия быстро следующих друг за другом делений зиготы. Эта стадия заканчивается образованием многоклеточного зародыша, имеющего у человека форму пузырька-бластоцисты , соответствующей бластуле других позвоночных.

3. Гаструляция . В результате деления, дифференцировки, взаимодействия и перемещения клеток зародыш становится многослойным. Появляются зародышевые листки эктодерма, энтодерма и мезодерма, несущие в себе накладки различных тканей и органов.

4. Гистогенез , органогенез , системогенез. В ходе дифференцировки зародышевых листков образуются зачатки тканей, формирующие органы и системы организма человека.

Критические периоды - периоды, в которые имеются общие и специфические черты в характере ответных реакций эмбриона и плода на патогенное воздейстивие. Они характеризуются преобладанием процессов активной клеточной и тканевой дифференцировки и значительным повышением обменных процессов.

1-ый критический период от 0 до 8 дней. Считается с момента оплодотворения яйцеклетки до внедрения блатоцисты в децидуальну оболочку. В этот период нет связи эмбриона с материнским организмом. Повреждающие факторы или не вызывают гибели плод, а или эмбрион погибает (принцип «все или ничего»). Характерной чертой периода является отсутствие возникновения пороков развития даже под воздействием факторов внешней среды, обладающих выраженным тератогенным действием. Питание зародыша аутотропное - за счет веществ, содержащихся в яйцеклетке, а затем за счет жидкого секрета трофобласта в полости бластоцисты.

2-ой критический период от 8 дней до 8 недель. В этот период происходит формирование органов и систем, вследствие чего характерно возникновение множественных пороков развития. Наиболее чувтсвительной фазой являются первые 6 недель: возможны пороки ЦНС, слуха, глаз. Под влиянием повреждающих факторов первоначально происходят торможение и остановка развития, затем беспорядочная пролиферация одних и дистрофия других зачатков органов и тканей. Значение в повреждении имеет не столько срок гестации, сколько длительность воздействия неблагоприятного фактора.

3-ий критический период - 3-8 нед развития. Наряду с органогенезом происходит формирование плаценты и хориона. При воздейстивии повреждающего фактора нарушаетяся развитие аллантоиса, который очень чувствителен к повреждению: происходит гибель сосудов, в результате чего прекращается васкуляризация хориона с возникновением первичной плацентарной недостаточности.

4-ый критический период - 12-14. Относится к фетальному развитию. Опасность связана с формированием наружных половых органов у плодов женского пола с формированием ложного мужского гермафродитизма.

5-ый критический период - 18-22 недели. В этот период происходит завершение формирования нервной системы, отмечается биоэлектрическая активность головного мозга, изменения в гемопоэзе, продукции некоторых гормонов.

То, что будущая мама должна беречь себя, воспринимается как прописная истина. Но немногие знают, что во время беременности есть периоды, когда риск всевозможных неприятностей со здоровьем существенно увеличивается. Соблюдая в «критические моменты» повышенную осторожность, женщина сможет вовремя «подстраховаться» и избежать ненужных проблем.

Беременность длится 9 календарных или 10 акушерских месяцев (ее средняя продолжительность составляет 280 дней от первого дня последней менструации до родов). За это время происходит сложнейший процесс превращения оплодотворенной яйцеклетки в зрелый плод, способный к самостоятельному существованию вне утробы матери. За 9 месяцев происходит бурное деление клеток, формирование органов и тканей плода, созревание функциональных систем, установление связи между ними, благодаря чему новорожденный сможет адаптироваться во внешней среде, жить самостоятельной, отдельной от материнского организма жизнью.

Переоценить роль какого-либо периода внутриутробной жизни плода сложно. Но во время беременности есть несколько критических сроков, когда наиболее высок риск ее самопроизвольного прерывания (выкидыш или преждевременные роды), возникновение осложнений течения беременности, аномалий развития зародыша и плода. Именно об этих сроках и пойдет речь.

Различают следующие периоды развития плода во время беременности:

предымплантационный (с момента оплодотворения яйцеклетки со сперматозоидом до внедрения оплодотворенной яйцеклетки в слизистую стенки матки);

имплантационный (прикрепление оплодотворенной яйцеклетки к стенке матки);

органогенез и плацентация (период формирования всех органов и тканей плода, а также плаценты);

плодный - период роста и развития сформированных органов и тканей.

Предымплантационный период

В норме за 12-14 дней до ожидаемой менструации происходит овуляция, то есть достигшая больших размеров яйцеклетка выходит из яичника, поступает в маточную трубу, где чаще всего и происходит оплодотворение. С этого момента наступает беременность. Оплодотворенная яйцеклетка продолжает свой путь по маточной трубе в течение 4 дней в сторону полости матки, чему способствуют:

сокращения гладких мышц стенки маточной трубы. Эти сокращения в норме происходят в одностороннем направлении - в сторону полости матки от конца трубы, обращенного в брюшную полость;

движение ресничек слизистой оболочки, которая изнутри покрывает маточную трубу. Приходит в движение жидкость, находящаяся в трубе, и с током этой жидкости оплодотворенная яйцеклетка попадает в матку;

расслабление сфинктера (циркулярной мышцы) в области соединения маточной трубы с маткой. Этот сфинктер предназначен для предупреждения попадания оплодотворенной яйцеклетки в полость матки раньше срока, до того как матка будет готова для приема оплодотворенной яйцеклетки.

Движение яйцеклетки по маточной трубе происходит под воздействием женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона. Прогестерон - гормон беременности, который на ранних сроках беременности вырабатывается в яичнике (на месте лопнувшего фолликула образуется желтое тело, которое продуцирует в большом количестве этот гормон и способствует наступлению и поддержанию беременности). Если прогестерона вырабатывается недостаточно, яйцеклетка из маточной трубы попадет в полость матки с опозданием. При повышенной перистальтике маточной трубы оплодотворенная яйцеклетка попадет в полость матки раньше, чем она может внедриться в слизистую, вследствие чего яйцеклетка может погибнуть. Так как при этом беременность не состоится, задержки очередной менструации не будет, то беременность остается не диагностированной, нераспознанной. Период продвижения оплодотворенной яйцеклетки по маточной трубе считается первым критическим периодом беременности (с 12-14 до 10-8 дней до начала очередной менструации). В результате нарушения сложных механизмов регуляции работы маточной трубы яйцеклетка после оплодотворения также может внедриться в стенку трубы (внематочная беременность).

Имплантационный период

Этот период также проходит еще до предполагаемой менструации, чаще всего тогда, когда женщина еще и не подозревает о своей беременности. Попадая в полость матки, зародыш уже состоит из 16-32 клеток, однако он не сразу внедряется в слизистую матки, а еще в течение двух дней находится в свободном состоянии. Эти два дня с момента попадания оплодотворенной яйцеклетки в полость матки до ее прикрепления к стенке матки составляют имплантационный период. Место внедрения зависит от ряда обстоятельств, однако чаще всего это передняя или задняя стенка матки.

Питание плодного яйца в этот период происходит за счет местного растворения слизистой стенки матки с помощью ферментов, выделяемых плодным яйцом. По истечении 2 суток плодное яйцо внедряется в слизистую матки, которая содержит в большом количестве ферменты, гликоген, жиры, микроэлементы, защитные антитела и другие биологически активные вещества, необходимые для дальнейшего роста зародыша.

Второй критический период беременности - имплантация, то есть прикрепление плодного яйца к стенке матки. Если имплантация не удается, то беременность завершается под маской менструации (фактически это не диагностированный выкидыш на очень маленьких сроках). Так как задержки менструации нет. то женщина даже не предполагает о наличии у нее беременности.

На процесс имплантации большое влияние оказывают гормональные факторы: концентрация таких гормонов, как прогестерон, эстрогены, пролактин (гормон гипофиза - железы, расположенной в головном мозге). глюкокортикоиды (гормоны надпочечников) и т.д.

Огромное значение имеет и подготовленность слизистой оболочки матки к имплантации, готовность ее принять плодное яйцо. После абортов, выскабливаний, длительного ношения внутриматочной спирали, инфекций, воспалительных процессов может нарушиться рецепторный (воспринимающий) аппарат эндометрия, то есть чувствительные к гормонам клетки, расположенные в слизистой оболочке матки, неправильно реагируют на гормоны, из-за чего слизистая матки недостаточно подготавливается к предстоящей беременности.

Если плодное яйцо недостаточно активное, своевременно не выделяет нужное количество ферментов, разрушающих, слизистую матки, то оно может внедриться в стенку матки в нижнем сегменте или в шейке матки в результате чего возникает беременность или аномальная плацента (плацента перекрывает выход из матки частично или полностью).

Наличие сращений (синехий) в полости матки после воспалительных процессов, выскабливаний, а также миомы матки тоже могут препятствовать нормальной имплантации.

Каждый эмбриональный зачаток и развивающийся из него орган имеет свои критические периоды чувствительности, когда действие различных факторов избирательно нарушает органогенез. Так, для головного мозга критическими являются 23-28-й день, 30-42-й день, 45-й день, пятый месяц внутриутробной жизни; для хрусталика глаза - 23-45-й день, для конечностей - 28-56-й день, для сердечно-сосудистой системы - 23-51-й дни внутриутробного развития (в этом случае дни отсчитываются от зачатия)

Период органогенеза и плацентации

Что должно стать поводом для тревоги?

Если действие неблагоприятных факторов в критические сроки привело к угрозе прерывания беременности, женщины жалуются на боли внизу живота, в пояснице - тянущие или схваткообразные. Боли могут сопровождаться кровянистыми выделениями из половых путей. Такие симптомы нельзя оставлять без должного внимания, т.к. вслед за ними может возникнуть массивное кровотечение из-за неполного самопроизвольного выкидыша, при котором беременность нельзя будет спасти.

Очень важно при первых симптомах угрожающего выкидыша сразу обратиться к гинекологу, пройти необходимые исследования, включая осмотр на кресле, УЗИ, гормональные исследования крови на женские половые гормоны, мужские половые гормоны, гормоны щитовидной железы.

Данный период продолжается с момента внедрения плодного яйца в слизистую оболочку матки до 10- 12 недель беременности, когда полностью сформированы все органы и ткани плода, а также плацента. Плацента - детское место - связующее звено между плодом и материнским организмом, с помощью которого происходят процессы питания, обмена веществ и дыхания плода в утробе матери. Это очень ответственный период внутриутробной жизни, т.к. в это время идет закладка всех органов и тканей плода. Уже на 7-й день после оплодотворения яйцеклетки организм матери получает сигнал о беременности благодаря гормону - хорионическому гонадотропину (ХГ), который выделяется плодным яйцом. ХГ, в свою очередь, поддерживает развитие желтого тела в яичнике. Желтое тело выделяет прогестерон и эстрогены в количестве, достаточном для поддержания беременности. На начальном этапе беременности, до формирования плаценты, желтое тело берет на себя функцию гормональной поддержки беременности, и если по тем или иным причинам желтое тело работает неполноценно, то могут возникнуть угроза выкидыша, выкидыш или неразвивающаяся беременность.

Весь период органогенеза и плацентации также является критическим периодом внутриутробной жизни плода, т.к. плод высокочувствителен к повреждающему влиянию окружающей среды, особенно в первые 3-6 недель органогенеза. Этот критический период развития беременности особенно важен, т.к. под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды эмбрион может погибнуть или у него могут возникнуть аномалии развития.

В эти периоды особенно опасно влияние на зародыш факторов окружающей среды, в числе которых:

физические (ионизирующие излучения, механические воздействия); это может быть действие ионизирующей радиации, например в условиях техногенной катастрофы на атомных объектах, механические воздействия в виде вибрации и проч. на соответствующих производствах или в момент спортивных тренировок;

химические: фенолы, окись азота, пестициды, тяжелые металлы и т.д. - эти вещества также могут попасть в организм беременной, если она работает на соответствующих производствах или при проведении ремонта в помещении, где долго находится женщина. К химическим веществам относятся никотин, алкоголь, некоторые лекарственные препараты. Например, используемые для лечения онкологических заболеваний, и т.д.;

биологические (например, вирус герпеса, цитомегаловирус, вирус краснухи, и т.д.).

Необходимо подчеркнуть, что в критические периоды вредные воздействия приводят к наиболее тяжелым последствиям - гибели зародыша или формированию грубых пороков развития.

По данным французских исследователей, если беременная женщина впервые в жизни столкнулась с цитомегаловирусом - возбудителем, вызывающим заболевание, которое у взрослых может протекать как банальное ОРЗ во время беременности (что видно по исследованию крови на иммуноглобулины к ЦМВ), особенно на ранних сроках, то в 1/3 случаев могут возникать пороки развития плода. Если же до беременности она уже была инфицирована, организм вовремя включает защитные механизмы борьбы с вирусом, и эта вероятность снижается до 1%. То же можно сказать и о вирусе простого герпеса.

Особую опасность представляет вирус краснухи при инфицировании им на ранних сроках беременности. Женщине в таком случае рекомендуют искусственное прерывание беременности, т.к. высок риск рождения ребенка с такими пороками развития, как микрофтальмия - порок развития глаз, микроцефалия - серьезный порок развития головного мозга, глухота, врожденные пороки сердца и т.д.

Из химических соединений особенно неблагоприятно сказываются на состоянии зародыша свинец, ртуть, бензол, никотин, оксиды углеродов и другие вещества, которые могут вызвать пороки развития.

Некоторые лекарственные препараты особенно противопоказаны во время беременности (например, противоопухолевые антибиотики); если они принимались, то рекомендуется прерывание беременности на ранних сроках. При приеме некоторых лекарственных средств необходимы консультация генетика, тщательное наблюдение во время беременности за состоянием зародыша и плода (УЗИ, исследование крови на хорионический гонадотропин, альфа-фетопротеин, эстриол, которые позволяют заподозрить наличие пороков развития плода - анализ проводится в 16-20 недель беременности).

Женщин, работающих на химическом производстве, во время беременности необходимо перевести в другие, менее опасные цеха. Что касается влияния радиации, то, если она воздействует на женщину до имплантации зародыша (в предымплантационный период), в 2/3 случаев эмбрион погибает. В период органогенеза и плацентации часто возникают пороки развития или наступает внутриутробная гибель зародыша или плода.

В 7-8 недель беременности обычно начинается обратное развитие желтого тела в яичнике: образно говоря, яичники передают хориону (будущей плаценте) функцию гормональной поддержки беременности, и если хорион недостаточно развит, не активен, то возникает угроза прерывания беременности.

7-8 недель - это также критический период для развития беременности. Очень часто выкидыш, неразвивающаяся беременность или угроза выкидыша (кровянистые выделения из половых путей, боли внизу живота и поясницы) появляются именно на этом сроке. Если это произошло, женщине необходима госпитализация. В стационаре используют различные лекарственные препараты, которые помогут сохранить беременность, если это возможно.

Итак, как мы убедились, первый триместр беременности почти полностью состоит из критических периодов, поэтому в это время особенно важно:

по возможности исключить отрицательное воздействие вредного производства;

изменить комплекс физических упражнений при активных тренировках в период до беременности, отложить занятия экстремальными видами спорта на послеродовый период;

проводить достаточное количество времени на свежем воздухе;

достаточное количество времени (8 -10 часов) уделять сну;

не принимать активное участие в ремонте помещений;

отказаться от вредных привычек, особенно таких, как употребление алкоголя, наркотиков, курение.

Плодный период

С 12 недель беременности начинается плодный период внутриутробной жизни плода, который длится до 40 недель. В это время плод уже полностью сформирован, однако физически незрел.

Сроки беременности 13, 20-24 и 28 недель являются критическими для пациенток с гиперандрогенией - повышенным содержанием мужских половых гормонов - из-за начала выработки гормонов плода. В эти сроки необходимо проверить уровень гормонов и скорректировать дозу препаратов, которые назначены для снижения количества мужских половых гормонов (ДЕКСАМЕТА3ОН, МЕТИП-РЕД и т.д.). При этом доктор следит за состоянием шейки матки, так как повышение количества мужских половых гормонов может привести к ее преждевременному раскрытию.

В 13 недель беременности плод мужского пола начинает вырабатывать собственный тестостерон - мужской половой гормон, в 20 - 24 недели начинается выработка кортизола и мужских половых гормонов корой надпочечников плода, в результате чего у женщины с гиперандрогенией может быть очередной подъем мужских половых гормонов, что приведет к прерыванию беременности.

В 28 недель гипофиз плода начинает синтезировать гормон, стимулирующий работу надпочечников. - - адренокортикотропный гормон, в результате чего усиливается выработка мужских половых гормонов, что также может привести к прерыванию беременности. При необходимости на этом сроке доктор скорректирует дозу лекарственных препаратов.

Итак, действие неблагоприятных факторов в критические периоды беременности может привести к самым неблагоприятным последствиям. Поэтому женщине в продолжение всего времен ожидания ребенка, а особенно в критические периоды, нужно избегать действия неблагоприятных факторов и при любых «неполадках» обращаться к врачу. Хочется посоветовать будущим мамам поберечь себя, тем более, что беременность длится всего 9 месяцев, а от ее течения зависят здоровье и жизнь вашего малыша.

Kriticheskie_periody_beremennosti.txt · Последние изменения: 2014/11/28 00:16 (внешнее изменение)

Развитие зародыша происходит под влиянием факторов внешней среды. Один и тот же фактор в различные периоды действует по-разному. Периоды повышенной чувствительности зародыша к повреждающим факторам внешней среды называются критическими периодами.

В основе критического периода может быть:

активная дифференцировка клеток;

переход от одной стадии к другой;

изменение условий существования.

В развитии любого органа существует свой критический период. В эмбриогенезе человека русский ученый П.Г. Светлов выделил три критических периода:

имплантации (6 – 7 сутки после оплодотворения);

плацентации (конец второй недели);

перинатальный (период родов).

Нарушение нормального хода эмбриогенеза ведет к развитию аномалий и уродств. Они встречаются у 1-2% людей.

Виды пороков: аплазия (отсутствие органа), гипоплазия (недоразвитие органа), гипертрофия (увеличение размеров органа), гипотрофия (уменьшение размеров органа), атрезия (отсутствие отверстия), стеноз (сужение протока). Одним из пороков являются сиамские близнецы (сросшиеся в различной степени). Впервые сиамские близнецы (два брата) были описаны в Юго-Восточной Азии. Они прожили 61 год, были женаты, имели 22 детей. В России жили две сросшиеся сестры Маша и Даша.

Причины уродств:

генетические;

экзогенные;

смешанные.

Экзогенные факторы называются тератогенными (от слова teratos - уродство). Тератогенные факторы по своей природе делятся на:

химические – различные химические вещества, хинин, алкоголь, антибиотик актиномицин Д, хлоридин, талидомид;

физические – рентгеновские лучи и другие виды ионизирующих излучений;

биологические – вирусы, простейшие (токсоплазма), токсины гельминтов.

Фенокопия – фенотипическая копия наследственного признака или заболевания. Фенокопии по наследству не передаются. Например, возможна фенокопия глухонемоты. Она может возникнуть в том случае, когда женщина в период беременности переболеет коревой краснухой. При этом вирус проникает через плаценту в организм плода и нарушает у него процесс формирования слуховых косточек, что в последующем ведет к глухонемоте. В то же время существует глухонемота, которая определяется патологическим геном и передается по наследству. Другой пример – фенокопия кретинизма. Кретинизм – это наследственное заболевание, в основе которого лежит гипофункция щитовидной железы. Фенокопия кретинизма возникает в условиях недостаточного поступления йода с пищей. Вследствие образования после травмы рубца в головном мозге может возникнуть фенокопия наследственного заболевания эпилепсии.

Закономерности наследования признаков при моно- и дигибридном скрещивании. Примеры.

Формы взаимодействия аллельных генов. Примеры.

Аллельными называются гены, которые определяют контрастирующие (альтернативные) свойства одного признака и расположены в гомологичных хромосомах в одном и том же локусе.

Например, цвет глаз – признак; голубой и карий – контрастирующие свойства. Или: умение владеть рукой – признак; праворукость и леворукость – контрастирующие свойства.

Взаимодействие аллельных генов

Различают 6 видов такого взаимодействия:

полное доминирование

неполное доминирование

сверхдоминирование

кодоминирование

межаллельная комплементация

аллельное исключение

Краткая характеристика видов взаимодействия аллельных генов

При полном доминировании действие одного гена из аллельной пары (т.е. одного аллеля) полностью скрывает присутствие другого аллеля. Фенотипически проявляемый ген называется доминантным и обозначается А;

подавляемый ген называется рецессивным и обозначается а .

Неполное доминирование имеет место в случае, когда доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного гена, и у гетерозигот наблюдается промежуточный характер наследования признака.

Пример – окраска цветков у ночной красавицы: доминантные гомозиготы – красные, рецессивные гомозиготы – белые, гетерозиготы – промежуточная, розовая окраска.

О сверхдоминировании говорят, когда фенотипическое проявление доминантного гена в гетерозиготном варианте сильнее, чем в гомозиготном:

Кодоминирование – проявление в гетерозиготном состоянии признаков, кодируемых обоими аллельными генами.

Пример – наследование у человека IY группы крови (AB). Это же – пример множественного аллелизма.

Множественный аллелизм –

Межаллельная комплементация – взаимодействие аллельных генов, при котором возможно формирование нормального признака у организма, гетерозиготного по двум мутантным аллелям этого гена.

Пример: D – ген, кодирующий синтез белка с четвертичной структурой (например, глобин в гемоглобине). Четвертичная структура состоит из нескольких полипептидных цепей. Мутантные гены – D и D - определяют синтез измененных белков (каждый своего). Но при объединении эти цепи дают белок с нормальными свойствами:

D + D = D .

Аллельное исключение – такое взаимодействие, при котором в разных клетках одного и того же организма фенотипически проявляются разные аллельные гены. В результате возникает мозаицизм .

Классический пример – аллельные гены в Х-хромосоме женского организма. В норме из двух этих хромосом функционирует только одна. Другая находится в плотном спирализованном состоянии (инактивированном) и называется «тельце Барра ». При образовании зиготы 1 хромосома наследуется от отца, другая – от матери, инактивированной может быть любая из них.

Множественный аллелизм. Примеры. Механизм возникновения.

Множественный аллелизм – наличие в генофонде популяций более двух аллельных генов.

Пример в природе – окраска шерсти у кроликов.

Обозначим A – ген, определяющий черную окраску (дикий тип);

a ch – ген шиншилловой окраски;

a h – ген гималайской окраски (белая, но кончики хвоста, ушей и пр.

Черные);

a – ген белой окраски.

Все эти 4 гена – аллельные. Характер их взаимодействия:

A > a ch > a h > a.

Т.е., А доминантен по отношению ко всем остальным; а ch рецессивен по отношению к А , но доминантен по отношению к а h и а; и т.д.

(Конечно, у каждой особи может быть только 2 аллеля!)

Вернемся к наследованию групп крови. Существует 3 аллельных гена: I A , I B , I O .

Группа 0 (I ) – генотип: I 0 I 0 , нет антигенов;

А (II ) : I A I 0 (гетерозиготы), I A I A (гомозиготы), антиген А ;

B (III) : I B I 0 , I B I B , антиген B ;

AB (IY ) : I A I B , и антиген А , и антиген B – фенотипически проявляется действие обоих аллельных генов.

Наследование групп крови и резус-фактора у человека. Резус-конфликт,

Кодоминирование – проявление в гетерозиготном состоянии признаков, кодируемых обоими аллельными генами. Примеры: наследование у человека IV группы крови (AB). В то же время группы крови являются примером множественного аллелизма.

Множественный аллелизм – наличие в генофонде популяции более двух аллельных генов.

Группы крови человека по системе АВО кодируются тремя аллельными генами: I A , I B , I 0 .

Группа крови Генотип

0 (I ) I 0 I 0

А (II) I A I 0 , I A I A ;

B (III) I B I 0 , I B I B ;

AB (IV ) I A I B (фенотипически проявляется действие обоих аллельных генов – явление кодоминирования ).

Группа крови

На эритроцитах имеются специальные белки - антигены групп крови. В плазме к этим антигенам имеются антитела. При встрече одноименных антигена и антитела происходит их взаимодействие и склеивание эритроцитов в монетные столбики. В таком виде они не могут переносить кислород. Поэтому в крови одного человека не встречаются одноименные антиген и антитело. Их комбинация - группа крови. Ее надо учитывать при переливании крови, т.е. переливать только одногруппную кровь, чтобы избежать склеивания. Антигены и антитела групп крови, как все белки организма, наследуются - именно белки, а не сами группы крови, поэтому комбинация этих белков у детей может отличаться от комбинации у родителей и получаться другая группа крови. Существует множество антигенов на эритроцитах и множество систем групп крови. В рутинной диагностике пользуются определением группы крови по системе АВ0.

Антигены: А, В; антитела: альфа, бета.

Наследование: ген IA кодирует синтез белка А, IB - белка В, i не кодирует синтез белков.

Группа крови I (0). Генотип ii. Отсутствие антигенов на эритроцитах, присутствие обоих антител в плазме

Группа крови II (А). Генотип IA\IA или IА\i. Антиген А на эритроцитах, антитело бета в плазме

Группа крови III (В). Генотип IB\IB или IВ\i. Антиген В на эритроцитах, антитело альфа в плазме

Группа крови IV (АВ). Генотип IA\IB. Оба антигена на эритроцитах, отсутствие антител в плазме.

Наследование:

У родителей с первой группой крови может родиться ребенок только с первой группой.

У родителей со второй - ребенок с первой или второй.

У родителей с третьей - ребенок с первой или третьей.

У родителей с первой и второй - ребенок с первой или второй.

У родителей с первой и третьей - ребенок с первой или третьей.

У родителей с второй и третьей - ребенок с любой группой крови.

У родителей с первой и четвертой - ребенок с второй и третьей.

У родителей с второй и четвертой - ребенок с второй, третьей и четвертой

У родителей с третьей и четвертой - ребенок с второй, третьей и четвертой.

У родителей с четвертой - ребенок с второй, третьей и четвертой.

Если у одного из родителей первая группа крови, у ребенка не может быть четвертой. И наоборот -если у одного из родителей четвертая, у ребенка не может быть первой.

Групповая несовместимость:

При беременности может возникнуть не только резус-конфликт, но и конфликт по группам крови. Если плод имеет антиген, которого нет у матери, она может вырабатывать против него антитела: антиА, антиВ. Конфликт может возникнуть если плод имеет II группу крови, а мать I или III; плод III, а мать I или II; плод IV, а мать любую другую. Нужно проверять наличие групповых антител во всех парах, где у мужчины и женщины разные группы крови, за исключением случаев, когда у мужчины первая группа.

Резус-фактор

Белок на мембране эритроцитов. Присутствует у 85% людей - резус-положительных. Остальные15% - резус-отрицательны.

Наследование: R- ген резус-фактора. r - отсутствие резус фактора.

Родители резус-положительны (RR, Rr) - ребенок может быть резус-положительным (RR, Rr) илирезус-отрицательным (rr).

Один родитель резус-положительный (RR, Rr), другой резус-отрицательный (rr) - ребенок может быть резус-положительным (Rr) или резус-отрицательным (rr).

Родители резус-отрицательны, ребенок может быть только резус-отрицательным.

Резус-фактор, как и группу крови, необходимо учитывать при переливании крови. При попадании резус фактора в кровь резус-отрицательного человека, к нему образуются антирезусные антитела, которые склеивают резус-положительные эритроциты в монетные столбики

Резус-конфликт

Может возникнуть при беременности резус-отрицательной женщины резус-положительным плодом (резус-фактор от отца). При попадании эритроцитов плода в кровоток матери, против резус-фактора у нее образуются антирезусные антитела. В норме кровоток матери и плода смешивается только во время родов, поэтому теоретически возможным резус-конфликт считается во вторую и последующие беременности резус-положительным плодом. Практически в современных условиях часто происходит повышение проницаемости сосудов плаценты, различные патологии беременности, приводящие к попаданию эритроцитов плода в кровь матери и во время первой беременности. Поэтому антирезусные антитела необходимо определять при любой беременности у резус-отрицательной женщины начиная с 8 недель (время образования резус-фактора у плода). Для предотвращения их образования во время родов, в течение 72 часов после любого окончания беременности срока более 8 недель вводят антирезусный иммуноглобулин.

Комплементарное взаимодействие неаллельных генов. Примеры.

Комплементарным называется взаимодействие, при котором действие одного гена дополняется действием другого, неаллельного ему, в результате чего формируется качественно новый признак.

Классический пример такого взаимодействия – наследование формы гребня у кур. Встречаются следующие формы гребня: листовидный – результат взаимодействия двух рецессивных неаллельных генов ab ; ореховидный – результат взаимодействия двух доминантных неаллельных генов AB ; розовидный и гороховидный – c генотипами A и B , соответственно.

Другой пример – наследование окраски шерсти у мышей. Окраска бывает серая, белая и черная, а пигмент только один – черный. Просто черный пигмент у серых мышей имеет разное распределение по длине волоса (кольцами), причем наложение волосков происходит с определенным сдвигом, что в совокупности и дает впечатление серого цвета.

В основе образования той или иной окраски – взаимодействие двух пар неаллельных генов:

A – ген, определяющий синтез пигмента;

a – ген, не определяющий синтез пигмента;

B – ген, определяющий неравномерное распределение пигмента;

b – ген, определяющий равномерное распределение пигмента.

P AA BB  aa bb

гомозиготы

G AB ab

серые белые

F 1 AaBb

AaBb  AaBb

У родительской пары – 4 сорта гамет. Чтобы не запутаться при анализе, чертим решетку Пеннета.

Расщепление получается в соотношении 9:3:4 (серые:черные:белые),или 9/16, 3/16, 4/16 потомства. Случаев комплементарного взаимодействия неаллельных генов – 12 (черный и серый цвет).

Примеры комплементарного взаимодействия у человека: нормальный слух – результат взаимодействия двух доминантных неаллельных генов, определяющих нормальное развитие слухового нерва и улитки; белок интерферон также определяется двумя неаллельными генами; можно привести в пример также гемоглобин.

Возможные варианты расщепления в F 2 : 9:3:4; 9:3:3:1; 9:7.

Доминантный эпистаз. Определение. Примеры.

доминантный и рецессивный.

С

с

I – ген, подавляющий окраску,

i

Варианты расщепления в F 2: 12:3:1, 13:3.

ферментопатии

dd .

При доминантном эпистазе, когда доминантный аллель одного гена" (А) препятствует проявлению аллелей другого гена (В или Ь), расщепление в потомстве зависит от их фенотипического значения и может выражаться соотношениями 12:3:1 или 13:3.

Рецессивный эпистаз. Определение, примеры.

Эпистаз

Эпистаз - такой вид взаимодействия неаллельных генов, при котором действие гена из одной аллельной пары подавляется действием гена из другой аллельной пары.

Различают две формы эпистаза – доминантный и рецессивный. При доминантном эпистазе в качестве гена-подавителя (супрессора) выступает доминантный ген, при рецессивном эпистазе – рецессивный ген.

Пример доминантного эпистаза – наследование окраски оперения у кур. Взаимодействуют две пары неаллельных генов:

С – ген, определяющий окраску оперения (обычно пеструю),

с – ген, не определяющий окраску оперения,

I – ген, подавляющий окраску,

i – ген, не подавляющий окраску.

Варианты расщепления в F 2: 12:3:1, 13:3.

У человека примером доминантного эпистаза являются ферментопатии (энзимопатии) – заболевания, в основе которых лежит недостаточная выработка того или иного фермента.

Пример рецессивного эпистаза – так называемый «бомбейский феномен»: в семье у родителей, где мать имела группу крови О, а отец – группу крови А, родились две дочери, из которых одна имела группу крови АВ. Ученые предположили, что у матери в генотипе был ген I B , однако его действие было подавлено двумя рецессивными эпистатическими генами dd .

При рецессивном эпистазе ген, определяющий какой-то признак (В), не проявляется у гомозигот по рецессивному аллелю другого гена (аа). Расщепление в потомстве двух дигетерозигот по таким генам будет соответствовать соотношению 9:3:4 (рис. 6.20). Невозможность фор­мирования признака при рецессивном эпистазе расценивают также как проявление несостоявшегося комплементарного взаимодейст­вия, которое возникает между доминантным аллелем эпистатиче-ского гена и аллелями гена, определяющего тот признак.

С этой точки зрения может быть рассмотрен «Бомбейский феномен» у человека, при котором у организмов-носителёй "доминантного аллеля гена, определяющего группу крови по системе АВО (1 А или 1 в), фенотипически эти аллели не проявляются и формируется 1-я группа крови. Отсутствие фенотипического проявления доминантных аллелей гена I связывают с гомозиготностью некоторых организмов по рецессивному аллелю гена"Н,что препятствует формированию антигенов на поверхности эритроцитов, В браке дигетерозигот по генам Н и I (НhI А I В) "/4 потомства будет иметь фенотипически I группу крови в связи с их гомозиготностью по рецессивному аллелю гена Н -hh.

Рассмотренные выше расщепления по фенотипу в потомстве от скрещивания гетерозиготных родителей или анализирующего скре­щивания как при моногенном типе наследования признаков, так и в случае взаимодействия неаллельных генов носят вероятностный характер. Такие расщепления наблюдаются лишь в том случае, если реализуются все возможные встречи разнообразных гамет при оп­лодотворении и все потомки оказываются жизнеспособными. Вы­явление близких расщеплений вероятно при анализе большого количества потомков, когда случайные события не способны изме­нить характер* расщепления. Г. Мендель, разработавший приемы гибридологического анализа, впервые применил статистический подход к оценке получаемых результатов. Он анализировал большое число потомков, поэтому расщепления по фенотипу, наблюдаемые им в опытах, оказались близкими к расчетным, которые получаются при учете всех типов гамет, образуемых в мейозе, и их встреч при оплодотворении.

Полимерия. Определение. Примеры.

При полимерии несколько неаллельных генов определяют один и тот же признак, усиливая его проявления. (Это явление, противоположное явлению плейотропии .) По такому типу обычно наследуются количественные признаки, чем и обусловлено большое разнообразие их проявления.

Например, окраска зерен у пшеницы наследуется следующим образом.

A 1 a 1 – ген, не определяющий красную окраску. A 2 – ген, определяющий красную окраску. a 2 – ген, не определяющий красную окраску.

P A 1 A 1 A 2 A 2  а 1 а 1 а 2 а 2

красные белые

G A 1 A 2 a 1 a 2

F 1 A 1 a 1 A 2 a 2

розовые, так как доминантных генов только 2 (в два раза меньше, чем 4).

F 2 – расщепление «окрашенные к неокрашенным» 15:1, по тонам окраски – 1 (ярко-красные) : 4 (красные) : 6 (розовые) : 4 (бледно-розовые) : 1 (белые).

У человека аналогично наследуются рост, цвет волос, цвет кожи, артериальное давление, умственные способности(?).

Закономерности наследования сцепленных признаков. Опыты Т.Моргана. Хромосомная теория наследственности. Понятие о генетических картах хромосом.

Согласно III закону Менделя, наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга. Но этот закон справедлив лишь для случая, когда неаллельные гены расположены в негомологичных хромосомах (одна пара генов – в одной паре гомологичных хромосом, другая – в другой). Однако генов гораздо больше, чем хромосом, следовательно, в одной паре гомологичных хромосом всегда находится более одной пары генов (их может быть несколько тысяч). Как же наследуются признаки, гены которых находятся в одной хромосоме или в одной паре гомологичных хромосом? Такие признаки принято называть "сцепленными".

Термин «сцепленные признаки» был введен американским ученым Томасом Морганом. Он вместе со своими учениками изучил закономерности наследования сцепленных признаков. За эти исследования Т. Моргану была присуждена Нобелевская премия.

В качестве объекта своих исследований Т. Морган выбрал плодовую мушку дрозофилу. Выбор оказался очень удачным ввиду следующих положительных качеств дрозофилы:

легко культивируется в лаборатории;

имеет высокую плодовитость (откладывает до 100 яиц);

короткий период развития – продолжительность цикла развития от яйца до половозрелой особи составляет две недели (в году 24 поколения!);

небольшое число хромосом (четыре пары), четко отличающихся по строению.

В настоящее время дрозофила является незаменимым объектом генетических исследований.

Т. Морган анализировал скрещиваемых мух по двум парам генов, определяющих цвет тела и длину крыльев:

A – ген серого цвета тела,

a – ген черного цвета тела;

B – ген, определяющий нормальную длину крыльев,

b – ген, определяющий укороченные крылья.

I опыт. Скрещивались мухи, гомозиготные по доминантным генам, с особями, гомозиготными по рецессивным генам:

P. AABB  aabb

Все потомство оказалось единообразным по генотипу и фенотипу, что соответствует I закону Менделя – закону единообразия.

II опыт – анализирующее скрещивание. Гетерозиготные самцы скрещивались с гомозиготными по рецессивным признакам самками:

P. ♂ AaBb  ♀ aabb

В потомстве получились мухи с двумя фенотипами (серые длиннокрылые и черные короткокрылые) в соотношении 1:1. Это означает, что у самца было только два сорта гамет. Образование двух сортов гамет объяснялось тем, что в данном случае неаллельные гены располагались в одной паре гомологичных хромосом. Признаки, контролируемые этими генами, были названы сцепленными.

Ш опыт – реципрокное (возвратное) скрещивание. Гетерозиготная самка скрещивалась с гомозиготным по рецессивным признакам самцом:

P. ♀ AaBb  ♂ aabb

В потомстве оказались мухи с четырьмя фенотипами в следующем соотношении:

41,5% - серые длиннокрылые,

41,5% - черные короткокрылые,

8,5% - серые короткокрылые,

8,5% - черные длиннокрылые.

Появление в потомстве четырех фенотипов означает, что у самки, в отличие от самца, образовалось четыре сорта гамет. Появление двух дополнительных сортов гамет Морган объяснил явлением кроссинговера – обменом идентичными участками гомологичных хромосом во время профазы первого мейотического деления. Причем кроссинговер наблюдался в 17% случаев. Вероятно, у самцов кроссинговер отсутствует.

На основании проведенных опытов Морган сформулировал основные положения хромосомной теории наследственности:

Гены расположены в хромосомах в линейном порядке (как бусинки нанитке).

Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются вместе и образуют одну группу сцепления. Признаки, определяемые этими генами, называются сцепленными.

Число групп сцепления у каждого вида равно гаплоидному набору хромосом.

Гомологичные хромосомы способны обмениваться гомологичными участками. Такое явление получило название "кроссинговер".

Частота явления кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами.

В последующем за единицу расстояния между генами была принята морганида, или сантиморган. 1 сантиморган соответствует 1% явления кроссинговера. Таким образом, у дрозофилы расстояние между генами, определяющими длину крыльев и цвет тела, равно 17 сантиморган.

Используя явление кроссинговера, ученые составили генетические карты, в первую очередь для объектов генетических исследований (дрозофила, кишечная палочка, кукуруза, томаты, мышь). Составляются такие карты и для человека, правда, с помощью других методов. Установлено, например, что ген, определяющий резус-фактор, находится на расстоянии трех сантиморган от гена, определяющего форму эритроцитов; ген группы крови (по системе АВ0 ) – на расстоянии 10 сантиморган от гена, определяющего дефект ногтей и коленной чашечки.

Типы определения пола у потомства. Хромосомный механизм наследования пола. Наследование признаков, сцепленных с полом.

прогамный,

эпигамный,

сингамный.

Прогамный

Эпигамный означает определение пола после оплодотворения: пол зависит от действия факторов среды.

Сингамный

Кариотип любого организма содержит 2 группы хромосом: одинаковые пары – аутосомы; разные в паре (обычно одной) – половые хромосомы, X-хромосома (так как у некоторых организмов похожа на «X») и Y-хромосома (меньшая). У бабочек:ж-ХУ м-ХХ, тараканов ж-ХХ м-Х0, моль ж-Х0 м-ХХ

Хромосомный. Этот уровень еще не гарантирует, что точно получится данный пол.

У человека и других млекопитающих зигота потенциально бисексуальна, т.е. нейтральна, недифференцирована в половом отношении, потому что зачаточные гонады (половые железы) у эмбриона имеют 2 слоя – корковый, cortex и мозговой, medulla , из которых развиваются в дальнейшем соответственно яичник и семенник.

Признаки, сцепленные с полом - признаки, гены которых находятся в негомологичных участках половых хромосом.

Участок I: гены расположены в гомологичных участках (частично сцепленные с полом)

геморрагический диатез,

пигментная ксеродерма,

общая цветовая слепота.

Участок II: гены, расположенные в Х хромосоме негом.уч.

рецессивные признаки – рахит, не поддающийся лечению витамином Д, коричневая эмаль зубов (заболевание кожи, при котором она напоминает рыбью чешую)(в каждом поколении родословной, проявляется чаще у ж, ж передает признак и ж, и м,а м только ж)

доминантные признаки – гемофилия, дальтонизм, катаракта, атрофия зрительного нерва, ихтиоз (не в каждом покол,чаще у м,ж передает и м, и ж, но чаще проявляется у м, м передает ген только ж)

Участок III: гены, расположенные в У хромосоме негом.участке(у нормального мужчины 1 Y-хромосома, поэтому признак всегда проявится,передается от м к м): гипертрихоз (избыточное оволосение ушной раковины), перепончатость пальцев на ногах, а также ген, контролирующий другой, аутосомный ген, ответственный за выработку X-Y – антигена.

Генетические механизмы определения пола. Уровни формирования признаков пола в онтогенезе. Переопределение пола.

Существует несколько типов определения пола; основных типов – 3:

прогамный,

эпигамный,

сингамный.

Прогамный характеризуется тем, что пол можно определить еще до оплодотворения по размерам яйцеклетки: если она крупная, содержит много питательных веществ – будет женский пол; если хилая, невзрачная – мужской пол.

Такой тип определения пола имеет место у коловраток, примитивных кольчатых червей, тлей.

Эпигамный означает определение пола после оплодотворения: пол определяется условиями среды.

Этот тип исключительно редок, сейчас известно только 2 случая; один из них – морской червь Bonellia viridis. У самок этого вида длинный хоботок; если личинка развивается на нем, получается самец, если самостоятельно, вне материнского организма – самка, если же сначала на хоботке, а затем вне его – интерсекс. Определяющим здесь является гормональное влияние материнского организма.

Сингамный характеризуется определением пола в момент оплодотворения и зависит от набора хромосом. Это самый распространенный тип.

Кариотип любого организма содержит 2 группы хромосом: одинаковые пары – аутосомы; разные в паре (обычно одной) – половые хромосомы, X-хромосома (так как у некоторых организмов похожа на «X») и Y-хромосома (меньшая).

Формирование пола в онтогенезе

Процесс длительный, включает несколько этапов. У человека – 4:

Хромосомный. Этот уровень еще не гарантирует, что точно получится данный пол.

Гонадный. Зачаточные половые железы. 2 слоя – корковый, cortex и мозговой, medulla . Выбор направления определяется Н-У-антигеном. Он кодируется аутосомным геном, который в свою очередь находится под контролем гена, находящийся в У-хромосоме. Этот белок должен подействовать на зачаточную гонаду на 6-10 неделе эмбриогенеза. Если он подействует в этот период, то из мозгового вещества начинает развиваться семенник. Если белок не подействует, то начинается развиваться корковое вещество – яичник.

Фенотипический. – Формирование определенного фенотипа.(тембр голоса, развитие молочных желез, конституция тела)

Психологический. – Психологическая самооценка принадлежности к тому или иному полу.

Переопределение пола

Зигота изначально бисексуальна.

У крупного рогатого скота может родиться телочка Фримартин(у него недоразвита матка, наблюдается химеризм по эритроцитарным антигенам и половым хромосомам)

У аквариумных рыбок Медаки при вскармливании им корма с добавлением женских половых гормонов самцы спреобразуются в самок.

У человека такого не происходит. Существует синдром Мориса, когда кариотип человека мужской, а фенотип женский

Методы изучения наследственности человека: генеалогический, близнецовый, биохимический, цитогенетический, генетики соматических клеток, популяционно-статистический, моделирования (их сущность и возможности )