Общие понятия о тератогенах. Уродства и аномалии

Оборудование: компьютеры, электронный учебник «Открытая биология»

Тератогены – вещества или физические агенты, которые при воздействии на организм способны вызывать развитие уродств или аномалий развития. К ним относятся некоторые медикаменты и наркотики, такие как алкоголь, некоторые патогенные микроорганизмы (такие как вирусы, вызывающие краснуху или корь), и различные виды ионизирующего излучения (например, рентгеновские лучи в больших дозах).

Задание: 1) в электронном учебнике «Открытая биология» посмотрите модель 10.12 – Онтогенез и филогенез. Сформулируйте биогенетический закон.

2) Посмотрите модели 5.2 и 6.1 – Жизненные циклы насекомых и земноводных. Отметьте черты различия и сходства этих процессов.

Рисунок 10.1 – Развитие насекомых с полным и неполным превращением

Слева — одноголовый телёнок с двойным ту­ловищем и двумя парами задних конечно­стей; справа — двухтуловищный телёнок с двумя парами передних конечностей и одной парой задних.

Рисунок 10.2 – Сиамские близнецы у животных.

Уродства – пороки развития, врожденные морфологические, а так же устойчивые биохимические и функциональные нарушения онтогенеза, главным образом эмбриогенеза.

К уродствам относятся неразделившиеся близнецы (рисунок 10.2), акрания, заячья губа (рисунок 10.3), волчья пасть (отсутствие пере­городки между полостями рта и носа), полидактилия (рисунок 10.4), врождённые пороки сердца, различные тератомы и др. Первые экспериментальные уродства получил Э. Жоффруа Сент-Илер в опытах на куриных зародышах. Он же создал учение об уродствах как естественных явлениях природы («Философия анато­мии», т. 2, 1822).

Рисунок 10.3 – Заячья губа

а – удвоение кисти, количество пальцев увеличилось до восьми; б – скелет руки новорождённого с раздвоенными 4-м и 5-м пальцами

Рисунок 10.4 – Полидактилия у человека

Наследствен­ные уродства обусловлены мутациями, не­расхождением хромосом, хромосомны­ми аберрациями, нарушением процессов транскрипции и трансляции, а также др. изменениями генетического аппарата, возникающими в гаметах или при оплодотво­рении и на начальных стадиях эмбриогенеза. Ненаследственные уродства могут быть следствием повреждающего дейст­вия тератогенов – агентов химической, физической и биологической природы – на развивающий­ся зародыш.

В формировании уродств боль­шое значение имеет т. н. тератогенетический период, в течение которого тератоген может вызвать уродство. Например, в раннем эмбриогенезе тератоген, как правило, вызывает ги­бель зародыша, реже — уродства; наиболее веро­ятно их возникновение в период органо­генеза (нарушение клеточных взаимодей­ствий и морфогенетических движений), а так­же в плодном периоде.

Фенотипическое сходство наследственных и ненаследственных уродств позволяет моделировать и исследовать в эксперименте причины уродств. Анализ уродств важен для понимания законо­мерностей индивидуального развития и выяснения особенностей реализации ге­нетической информации на разных этапах он­тогенеза. Изучение причин возникнове­ния уродств при действии на зародыш повреж­дающих физических и химических факторов внешней среды важно для разработки эффек­тивных мер профилактики, ранней диаг­ностики и лечения уродств. Самостоятельный раздел науки об уродствах – тератология – представляет изучение устойчивых нарушений поведенческих реак­ций, вызванных действием повреждаю­щих веществ на развивающийся зародыш.

У высших растений также возмож­ны наследственные и ненаследственные уродства, выра­жающиеся в аномальном развитии кор­ней, листьев, почек, побегов, цветков, соцветий, плодов, соплодий и семян. Чаще нарушаются размеры и конфигу­рация органов, их взаимное расположе­ние, изменения их количества и числа составляющих анатомических элементов и т. д. В основе возникновения уродств лежат нарушения ритмов, частоты и продол­жительности деления клеток, их растяже­ния и дифференцировки. Причиной уродства может быть заболевание (грибковое, вирус­ное), повреждение насекомыми, воздейст­вие химических регуляторов роста, удобрений, пестицидов, водный дефицит, мутации и др. К числу уродств относятся карликовость и гигантизм, израстание цветка и плода (пролиферация), махровость, «ведьмина метла», различные нарушения в развитии за­родыша и т. д. Некоторые формы уродств (мах­ровость, карликовость пшеницы) исполь­зуются в селекции с целью выведения ценных форм растений.

Рисунок 10.5– Рост частоты мутаций у дрозофилы с увеличением дозы радиоактивного облучения.

Вопросы для самоконтроля:

1 Назовите наиболее известные вещества-тератогены и опишите пути их проникновения в организм.

2 В чем заключаются отдаленные последствия действия тератогенов и мутагенов?

3 Каким образом оценивают влияние загрязнения окружающей среды на развитие животных и человека?

4 Назовите основные техногенные факторы среды.

5 Приведите примеры влияния температуры, силы тяжести, ионизирующего облучения, шумов и вибрации на развивающийся организм.

6 Почему психологи рекомендуют беременным женщинам чаще находиться в эмоционально приятной обстановке?