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 вли­янии на 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 она начинает влиять на эмбриогенез: рост организма плода, отдельных его органов, развитие функций этих органов. При этом устанавливаются строгое согласование между функцией тождественных эндокринных орга­нов матери и плода.

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