34) 1) Генетический контроль ранних этапов развития.

У большинства живых органтмов работа генов регулируется на уровне транскрипции. Основными регуляторными сигналами являются сложные белковые ансамбли, которые называют транскрипционными факторами. Показано, что многие транскрипционные факторы являются димерами, и составляющие их субъединицы могут быть разными или одинаковыми, -го есть образуют гомо- или гетеродимеры. Такое перекомбинирование транскрипционных факторов создает возможность достаточно небольшому количеству регуляторных молекул управлять множеством подчиненных генов. Например, если есть четыре субъединицы А, В, С и Д, то они могут образовать десять различных димеров: АА, АВ, АС, АД, ВВ, ВС, ВД, ДЦ, СС, СД. Для транскрипционных факторов существует правило «четырех К»: 1) кооперация; 2) конкуренция; 3) комбинация; 4) концентрация.

Ассиметрия ооплазмы может определять пространственную организацию тела зародыша и судьбу эмбриональных зачатков. Факторы, детерминирующие судьбу отдельных зачатков эмбриона – наз морфогенами.

Взаимодействие морфогенов с цитоскелетом стабилизирует их странственное расположение и, с другой стороны, может выло ^ функцию трансляционного контроля. На яйцах морского ежа продемоис Ь рярована зависимость уровня белкового синтеза от степени развития цитоскелетной системы. Химические агенты колхицин и винбласщ|Я которые специфически разрушают микротрубочки, препятствуют но мальной цитоплазматической сегрегации.

Так как обнаруживаемые в яйце морфогепы или фанскрипционные факторы содержались в нем еще до оплодотворения, то гены, контролирующие их структуру, работали еще в оогенезе. то есть были материнскими. Работа материнских генов не зависит от генотипа зиготы. Каждый морфоген имеет свой ген-мишень, поэтому в разных бластомерах будет наблюдаться различный характер генной экспрессии. В конечном счете, именно от этого будет зависеть клеточная дифференцировка.

Работа многих зиготических генов регулируется продуктами материнских генов, причем они могут включать и выключать эти гены.

За возникновение внутренней детальной сети информации, за ее запоминание и сохранение отвечают другие зиготические гены – гомеозисные. Они кодируют структуру ДНК-связывающих белков, которые также выступ в роли транскрипционных факторов. Участок молекулы белка, соот-ий гомеобоксу, обеспечивает связывание белка с ДНК. Его называют гомеодомен. Все позвоночные имеют 4 группы гомеозисных генов. Наиб изученные – сем-во НОХ. Нарушение работы гомеозисных генов приводит к нарушению строения тела. Таким образом они обеспеч уточнение и детализацию судьбы клеток сегментов тела.

2) Лейшмании. Строение и жизненные циклы.

РОД ЛЕЙШМАНИИ (LEISHMANIA)

Относятся к паразитическим жгутиконосца. Лейшмании паразитируют внутри клеток и тканей человека и животных. Внутриклеточная форма не имеет жгутиков и называется лейшманиальной. Жгутиковая стадия проходит в организме насекомых (москитов), которые являются переносчиками лейшманий. Заболевания, вызываемые различными видами лейшманий называют лейшманиозами и относят к трансмиссивным с природной очаговостью. Эта группа заболеваний, которые связаны с определенным комплексом природных условий и могут существовать в природе независимо от человека. Наличие очагов этих заболеваний связано с тремя группами организмов:

1)возбудителей заболеваний;

2)хозяев возбудителей (представляющих естественный резервуар возбудителей заболеваний);

3)переносчиков возбудителей заболеваний.

У человека встречается кожный, висцеральный и кожно-слизистый лейшманиоз.

Возбудитель кожного лейшманиоза (Leishmania tropica) был открыт русским ученым П.Д.Боровским в 1898 г. в Ташкенте. Лейшмании очень малы (2 - 8 мкм). Паразитируют в клетках кожи человека, в результате чего образуются длительно не заживающие язвы. Заражение происходит при укусе человека москитом, в слюнных железах которого находятся жгутиковые формы паразита, имеющие удлиненное тело и один жгутик на переднем конце (лептомонадная форма). На поверхности кожи (на открытых частях тела в местах укуса), через 3 - 8 месяцев появляется небольшой бугорок буровато - красного цвета. В это период паразит интенсивно размножается и имеет округлую безжгутиковую форму. На месте бугорка через 3 - 6 месяцев образуется сухая корка, прикрывающая небольшую язву. Заболевание длится около года, после чего язва начинает рубцеваться. Рубцы остаются на всю жизнь, возникает иммунитет к лейшманиозу.

Заражение москита лейшманиями происходит при питании на больных животных (резервуарных хозяевах - больших песчанках) или человеке. Вместе с кровью лейшмании попадают в пищеварительный тракт москита, где превращаются в жгутиковую форму размножаются и передвигаются в передние отделы пищеварительной системы а далее в хоботок. После этого москит снова способен передать возбудителя незараженным хозяевам.

Заболевание распространено в Европе, Африке, Азии, Америке, а также в районах Средней Азии и Закавказья. Кожный лейшманиоз называют также болезнью Боровского, пендинской язвой.

Диагноз кожного лейшманиоза ставят при нахождении паразитов в клетках крови, взятых из язвы.

Профилактика связана с защитой от укусов москитов и борьбой с ними и резервуарными хозяевами. Рекомендуют делать прививки.

Возбудители висцерального лейшманиоза (Leishmania donovam) (внутреннего или кала-азар) имеют размеры 2 - 4 мкм. Резервуарными хозяевами могут быть собаки, волки шакалы. Заражение человека происходит при укусе москита, являющегося переносчиком возбудителя лейшманиоза. Инкубационный период длится от 3 до 5 месяцев. Лейшмании, паразитируя в клетках внутренних органов - в печени, селезенке, костном мозге лимфатических узлах, стенках кишечника - интенсивно в них размножаются. Заболевание сопровождается лихорадкой, анемией, увеличением печени, селезенки, истощением организма. Часто болеют дети. При правильном лечении выздоровление наступает через 2 - 3 месяца. При отсутствии лечения наблюдается высокий процент смертельных исходов.

Для постановки диагноза делают пункцию селезенки, лимфатических желез, грудины, биопсию печени.

Висцеральный лейшманиоз распространен в странах Азии, тропической Африки, Португалии, Испании, Италии, а также Средней Азии и Закавказья.

Профилактика направлена на выявление, лечение и уничтожение животных, больных лейшманиозом, борьбу с москитами и защиту человека от укусов москитов.

3) Врожденные пороки развития. Тератогенез.

Любое воздействие, нарушающее нормальный ход эмбриогенеза, может вызвать пороки развития зародыша.

Наука о врожденных аномалиях называется тератологией. Агенты, которые вызывают аномалии, называются тератогенами.

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

Существует очень много тератогенов. Одни факторы вызывают генные мутации. Ионизирующая радиация, лекарственные препараты приводят к разрыву хромосом и изменению структуры ДНК. Врожденные уродства, такие как ахондропластическая карликовость, это пример генной мутации, наследуемой по законам Менделя. Другие врожденные заболевания обусловлены наличием лишних хромосом. Например, синдром Клайнфельтера .

К тератогенам можно отнести некоторые вирусы. У женщин, перенесших краснуху в первой трети беременности, в каждом из шести случаев рождались 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 через плаценту токсоплазмы могут проникнуть в зародыш и вызвать поражения мозга и глаз. Многие лекарства способны вызывать уродства.

Было установлено, что талидомид проявляет тератогенный эффект в период от 20 до 36 суток после зачатия. При применении между 34-ми и 38-ми сутками он не индуцирует развитие дефектных конечностей, но может приводить к редукции или отсутствию компонентов уха. Аномалии верхних конечностей наблюдались при более раннем приеме талидомида, чем аномалии нижних, поскольку в процессе развития руки формируются несколько раньше ног.

Большой вред на развивающийся эмбрион оказывает алкоголь и курение.

Одной из причин врожденных пороков можно считать гипоксию. Гипоксия в период органогенеза тормозит плацентацию, развитие зародыша и в ряде случаев приводит к развитию врожденных пороков и гибели плода.

Таким образом, на всех этапах эмбрионального развития под влиянием различных факторов могут возникнуть отклонения от нормы, от незначительных до тяжелых пороков развития.

К числу сравнительно частых отклонений от нормы относится рождение близнецов.

Различают однояйцевых и разнояйцевых близнецов. Если полное раздвоение зародыша произошло на стадии двух бластомеров или на стадии гаструлы, то рождаются нормальные однояйцевые близнецы. Они родились из одной зиготы и имеют одинаковый генотип, пол и похожи 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. Они могут быть разного пола и похожи друг на друга не больше, чем дети в одной семье.

Иногда рождаются сросшиеся близнецы. Их называют сиамскими по названию местности в Юго-Восточной Азии, где в 1811 г. родились два сросшихся брата. Они были соединены друг с другом в области груди и бедер (рис. 120). Известны и другие случаи сращения близнецов (одно туловище с двумя головами и одна голова с двумя туловищами). Иногда один из близнецов является лишь придатком другого

Соединенные близнецы всегда однояйцевые. Образование их может происходить путем неполного раздвоения зародыша и путем срастания двух и более однояйцевых близнецов на ранних стадиях развития

Если происходит слияние одноименных зачатков, возникает срастание пальцев - синдактилия. При слиянии зачатков нижних конечностей рождаются сиреновидные уроды. Если сливаются зачатки глаз - то "циклопы" (одноглазые).

К аномалиям развития у человека можно отнести атавизмы, т.е. проявление признаков далеких животных предков - чрезмерное оволосение, сохранение удлиненного копчика (хвоста) и т.д.

Расщепление отдельных эмбриональных зачатков приводит к появлению дополнительных элементов в органах - увеличению числа пальцев (полидактилия).

Изучение эмбрионального и постэмбрионального развития животных дало возможность ученым найти общие черты в этих процессах. Карл Бэр сформулировал закон сходства зародышей. Эмбрионы имеют общее сходство в пределах типа, начиная с самых ранних стадий развития. Э.Геккель и Ф.Мюллер открыли биогенетический закон, согласно которому "онтогенез каждой особи есть краткое повторение филогенеза вида, к которому относится данный организм".