Регуляторные факторы эмбриогенеза

Эмбриогенез человека находится под жестким контролем, осуществляю щимся на разных уровнях.

1. Генетический уровень регуляции.В первую очередь, эмбриогенез на ходится под контролем генетических факторов. Они определяют все после­довательности процессов развития, а также определяют регуляторные ме­ханизмы, служат их основой. Зигота, бластомеры и все клетки зародыша содержат гены-регуляторы, которые принимают участие в управлении про­цессами развития. Эти гены именуют гомеозисными.Они обладают спо­собностью регулировать активность других генов. Выявлены также гены, определяющие сегментацию тела зародыша. Эти гены называются генами-гомеобоксами.Есть хроногены,т.е. гены, от действия которых зависит вре­мя наступления дифференцировки тех или иных клеток зародыша. Дея­тельность этих генов включается при достижении клеткой определенной пространственно-временной позиции. В то же время, в самих генах имеют­ся особые участки, включающие их (энхансеры),и участки, подавляющие экспрессию данного гена (сплансеры).Все указанные молекулярно-генети-ческие факторы и процессы определяют такие компоненты эмбриогенеза, как размножение, рост и запрограммированную гибель клеток, детермина­цию, дифференцировку, адгезию и миграцию клеток, эмбриональную ин­дукцию.

2. Внутриклеточный уровень регуляции.Он состоит в том, что в клет­ках синтезируются регуляторные вещества, которые способны регулиро­вать активность генома этих же клеток. Примером таких факторов явля­ются триггерные белки.

3. Эпигенетический уровень регуляции.Включает все регуляторные факторы, являющиеся внешними по отношению к любой клетке разви­вающегося организма. Эпигенетические регуляторные факторы включа­ют: межклеточные (гомотипические)и межтканевые (гетеротипические) взаимодействия.Межклеточйые взаимодействия могут заключаться в механических контактах, восприятии лучевых, химических и других сиг­налов, которые в конечном итоге изменяют направление дифференциров­ки клеток. К межклеточным механизмам регуляции относится также кей-лонная регуляция.Межтканевые взаимодействия могут сводиться к: 1

. Индукционным взаимодействиям; 2. Появлению градиентов (организа­ционных центров)в тканях и органах — участков с наибольшей актив­ностью физиологических процессов.

4. Организменный уровень регуляции.На этом уровне регуляция обес­печивается нервной, эндокринной и иммунной системами материнского организма, а в последующем — и организма плода.

Нервная регуляция.Поскольку между организмами матери и плода отсутствуют анатомические нервные связи, то влияние нервной системы матери на эмбрион опосредуется нейромедиаторами, которые после синте­за их нервными образованиями материнского организма проникают через плацентарный барьер и влияют на развитие эмбриона (прямое влияние).Кроме того, они могут изменять кровоток в плаценте и тем самым — и эмбриогенез (непрямое влияние).После достижения собственной нервной системой необходимого уровня развития она включается в регуляцию эмб­риогенеза. Ее роль заключается в инициации дифференцировки формиру­ющихся морфофункциональных единиц органа,в нервно-трофическом вли­яниина них.

Эндокринная регуляция.На развитие зародыша оказывает выраженное влияние эндокринная система матери. Это влияние имеет место во все пе­риоды эмбриогенеза. Нарушение гормонального статуса материнского организма, равно как и прием гормональных лекарственных веществ мо­жет приводить к нарушению развития плода вплоть до развития уродств. После становления плаценты она также включается в регуляцию разви­тия плода. Наконец, с момента становления эндокринной системы плода онаначинает влиять на эмбриогенез: рост организма плода, отдельных его органов, развитие функций этих органов. При этом устанавливаются строгое согласование между функцией тождественных эндокринных орга­нов матери иплода.

Иммунная регуляция.В настоящее время установлено, что для нор­мального эмбриогенеза необходимы нормальные иммунологические взаи­моотношения между материнским организмом и организмом зародыша или плода. Иммунная система матери, обладая толерантностью к антиге­нам зародыша (плода), способна оказывать регулирующее воздействие на клетки эмбриона. Собственная иммунная система плода после ее развития определяет регуляцию качественной и количественной сторон происходя­щих в эмбриогенезе процессов.

Включение вышеназванных механизмов регуляции происходит в стро­го определенном порядке. Новый механизм регуляции начинает действо­вать тогда, когда организм эмбриона подготовлен к его восприятию, при этом действие предыдущего регулирующего фактора либо заканчивается, либо происходит наложение одного фактора на другой. Момент смены регу­лирующих факторов относится к критическим периодам. КЛИНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ. Клинические аспекты медицинской эм­бриологии заключаются в следующем.

1. Регуляция фертильности (рождаемости, численности человеческом популяции). Знание эмбриологии позволяет успешно применять как кон трацепцию для предотвращения беременности, так и бороться с бесплодием.

2. Большое клиническое значение имеет знание врачом-акушером кри­тических периодов эмбриогенеза и последствий действия на организм за­родыша тератогенных факторов. Это лежит в основе профилактики врож денных аномалий и уродств.

3. Знание закономерностей эмбриогенеза позволяет акушерам-гинеко­логам правильно оценивать течение беременности, определять режим жиз­недеятельности беременной женщины.

4. Клонирование человека.В последние годы благодаря достижениям клеточной инженерии ученые вплотную подошли к получению клонов че­ловека, т.е. совершенно идентичных его копий. Для этого после получения зародышей путем экстракорпорального оплодотворения вскрывают блестя­щую оболочку и разделяют зародыш на части, которые подсаживают на новые z. pellucida. Эти части после имплантации в полость матки дают развитие совершенно идентичных индивидуумов (клонов). Вначале эмбри­ологи, проводя такие исследования, манипулировали на эмбрионах, нахо­дящихся на стадии 2—8 бластомеров, а в последующем положительные ре­зультаты были получены также с морулами и бластоцистами. В настоя­щее время уже получены клоны домашних животных путем пересадки со­матических ядер в яйцеклетку. Возможности клонирования человека обус­ловлены достижениями в трансплантации ядер клеток, в частности ядер соматических клеток в половые клетки. Дальнейшее развитие исследова­ний в этом направлении может сделать реальностью и клонирование че­ловека. Это наряду с положительными моментами может создать целый ряд проблем морально-этического, криминального плана (появление лю­дей-двойников и др). и т.д.

Глава 7