Является ли эмбрион паразитом
Обновлено: 22.04.2024
Обзор
Автор
Редактор
Обратите внимание!
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
На эволюцию способов деторождения повлиял выход животных на сушу. Ранее неизолированный от океана, зародыш с выходом на сушу покрылся зародышевыми оболочками, благодаря которым сохранил для себя среду, похожую на ту, в которой развивались его предки (рис. 2). Поэтому зародышевые оболочки есть у всех наземных животных, но отсутствуют у водных.
Рисунок 2. Зародышевые оболочки высших позвоночных — провизорные органы, временно функционирующие в период эмбриогенеза. Амнион выделяет амниотическую жидкость, которая способствует нормальному развитию зародыша, предохраняя его от высыхания и разного рода повреждений. Остальные оболочки также играют очень важную роль в онтогенезе высших позвоночных. В частности, у плацентарных желточный мешок обеспечивает питание и дыхание зародыша до срастания хориона и аллантоиса, т.е. до образования плаценты. Амнион и другие оболочки гомологичны у рептилий, птиц и млекопитающих, благодаря чему этих животных называют амниотами (рыб и амфибий относят к анамниям). Аналог амниона есть и у ранее вышедшей на сушу группы животных — насекомых [1]. Рисунок из [2].
Яйцекладность встречается во всех классах амниот, являясь для многих из них единственным способом деторождения (рис. 3).
Яйцеживорождение, в отличие от яйцекладности, распространено в современной живой природе меньше (рис. 4).
У более поздней группы млекопитающих зародыш образует совместно с материнским организмом временный орган — плаценту, — благодаря которому он не просто питается за счет матери, а искусно манипулирует ею (рис. 6).
Рисунок 6. Зародышевые оболочки 5-недельного эмбриона человека. Аллантоис прилегает к хориону, и его сосуды прорастают в ворсинки (у плацентарных хорион ворсинчатый). Ворсинки хориона контактируют со стенкой матки, проникают в углубления эндометрия — маточные крипты. В одном месте материнский организм и ворсинки хориона образуют новый орган — плаценту. Через плаценту зародыш снабжается кислородом и питательными веществами и выводит в материнскую кровь продукты обмена. Плацента выполняет также барьерную, гормональную и иммунорегуляторную функции, благодаря которым зародыш не отторгается организмом матери. Рисунок из [2].
Рисунок 7. Схема эволюции эмбрионального развития и деторождения позвоночных: 1 — зародыш (эмбрион); 2 — жидкая околоплодная среда (для анамний — вода, для амниот — амниотическая жидкость); 3 — амнион; 4 — третичная яйцевая оболочка (скорлупа); 5 — матка; 6 — плацента. Сначала появились приспособления к развитию на суше, а из них — приспособления к жизни в другом организме.
Эволюционный прогресс амниот увенчался живорождением благодаря появлению плаценты, связавшей генетически неидентичные организмы матери и зародыша [3]. По сути, речь идет о вспомогательной популяции клеток, обеспечивающей прочную структурно-функциональную связь генетически неоднородных организмов [4]. А ведь подобная клеточная популяция — характерный признак паразитизма (рис. 8).
По мнению В.А. Фаусека (рис. 1), зародыш раздражает богатую железами и кровеносными сосудами слизистую матки, способствуя тем самым ее разрастанию. Однако у различных представителей плацентарных это свойство зародыша проявляется в неодинаковой мере, что послужило основанием для классификации плацент (рис. 9).
Рисунок 9. Классификация плацент по глубине проникновения ее ворсинок в слизистую оболочку матки. А — Эпителиохориальная: эпителий ворсинок контактирует с эпителием матки, не разрушая его. Б — Десмохориальная: ворсинки в месте контакта разрушают эпителий слизистой и внедряются в ее соединительнотканный слой, не достигая, однако, сосудов слизистой. В — Эндотелиохориальная: ворсинки хорошо проникают через соединительнотканный слой до эндотелия стенок сосудов. Г — Гемохориальная: эндотелий сосудов слизистой разрушается, и ворсинки хориона погружены в лакуны, заполненные кровью матери. 1 — Клетки трофобласта; 2 — соединительная ткань ворсинок; 3 — сосуды плода; 4 — эпителий слизистой оболочки матки; 5 — эндометрий; 6 — сосуды матки.
Далее будем исходить из того, что эмбрион — это паразит, который закрепляется и развивается в своем хозяине — организме матери, манипулируя таким естественным процессом как менструальный цикл (рис. 10).
Рисунок 10. Схема регуляции функций женских половых органов во время менструального цикла. Гипофиз регулирует циклическое функционирование яичников и матки посредством гормонов. Причем тесная функциональная взаимосвязь овариального и маточного циклов становится очевидной только в случае оплодотворения.
Периодическое созревание яйцеклетки сопровождается выделением половых гормонов — эстрогена и прогестерона, которые восстанавливают поврежденную после менструации выстилку матки — эндометрий. Если оплодотворения не происходит, то матка выделяет гормон лютеолизин, способствующий разрушению желтого тела — источника эстрогена и прогестерона, — что ведет к нарушению нормального кровоснабжения эндометрия. Он разрушается и отторгается в сопровождении обильного менструального кровотечения (рис. 11).
Рисунок 11. Схемы функциональной взаимосвязи овариального и маточного циклов до (вверху) и после (внизу) оплодотворения.
Если же оплодотворение всё-таки произошло, то уже на пятые сутки в матке обнаруживается многоклеточный зародыш — бластоциста. Он выделяет гидролитические ферменты, которые разрушают эндометрий. Кровеносные сосуды под их влиянием повреждаются, а сам эндометрий становится похожим на губку, пропитанную кровью, что способствует внедрению в него зародыша — имплантации (рис. 11).
Нормальное состояние ткани характеризуется постоянным разрушением и восстановлением ее компонентов. Тогда как продление жизни клеток и усиление их роста — это явные признаки патологического перерождения. Именно это делает бластоциста своим гуморальным манипулированием. Она нарушает нормальное течение менструального цикла как череды разрушений и восстановлений эндометрия, продлевает жизнь клеток желтого тела и усиливает рост эндометрия. То есть воздействие бластоцисты на эндометрий чем-то схоже с процессом злокачественной трансформации ткани.
Таким образом, имплантация — процесс, в котором солидарно участвуют как клетки трофобласта, так и клетки эндометрия, образуя единый имплантационный гистион. Имплантация дает начало развитию зародышевых оболочек, завершающемуся плацентацией (рис. 13).
Плацентация — регионарное продолжение имплантации с образованием плаценты — основного связующего звена между матерью и плодом (рис. 14). Уникально то, что плацента — это единственный орган, состоящий из клеток двух разных организмов: материнского и зародышевого. Материнские клетки образуют децидуальную оболочку, которая защищает организм матери от излишне агрессивного действия зародыша, а плод — от бактерий и токсинов матери. Зародышевые клетки образуют ворсинки хориона, которые буквально свисают в лакуны, заполненные материнской кровью.
Считается, что имплантация и плацентация относятся к критическим периодам, когда зародыш балансирует между жизнью и смертью. Поэтому беременность сопряжена с установлением специфического гормонального баланса, который соотносится с текущим периодом развития зародыша. Размер главной железы внутренней секреции — гипофиза — у беременной женщины при этом увеличивается почти в два раза.
Плод, манипулируя гормонами плаценты и активно раздражая нервную систему матери, регулирует свое развитие сообразно тем стимулам, которые воспринимает из внешней среды. Он активно готовится к рождению, например, выделяя через плаценту соматомаммотропный гормон. Этот гормон стимулирует подготовку молочных желез к лактации.
Обзор
Ранний эмбриогенез не менее загадочен, чем Большой взрыв, положивший начало нашей Вселенной. Космос возник из бесконечно малой точки, а 37 триллионов клеток, из которых состоит тело человека — всего из одной оплодотворенной яйцеклетки. Оба явления очень сложно изучать — и очень интересно.
Автор
Редакторы
19 марта 2021 года в научном журнале Science были опубликованы две научные статьи о самых ранних эмбриональных мутациях человека. 15 исследователей из американских Клиники Мэйо и Йельского университета под совместным руководством профессоров Алексея Абызова и Флоры Ваккарино разработали неинвазивный метод воссоздания клеточной родословной для каждого живущего человека и применили его для анализа иерархических деревьев клеточных клонов у двух живых людей и одного погибшего плода. Этот анализ помог приблизиться к моменту, когда оплодотворенная яйцеклетка разделилась на два первых бластомера, и сделать несколько важных выводов. Мы расспросили Алексея Абызова о том, что нового им удалось узнать.
Рисунок 1. Так, по мнению преформистов, выглядел маленький гомункул в мужских сперматозоидах. Рисунок голландского математика и физика Николаса Хартсокера, 1695 г.
Несколько столетий назад в биологии господствовало учение о преформизме. Лучшие умы человечества ничего не знали о генах, а потому считали, что в половых клетках изначально находится гомункул — маленький человечек (рис. 1). И тут мнения сразу разделились. Овисты поместили гомункул в ооцит, а анималькулисты — в сперматозоид, отведя женским половым клеткам скромную роль питательной среды [1].
Этим темам посвящено немало научных исследований. Но судьба первых бластомеров и ее влияние на дальнейшее формирование организма по-прежнему во многом остаются terra incognita.
Человек асимметричный
Человек относится к живым организмам с двусторонней симметрией. Однако в реальности наше тело далеко не так симметрично, как может показаться на первый взгляд. В первую очередь это касается некоторых органов: все знают, что сердце и желудок находятся слева, а печень справа. Многие парные органы тоже неодинаковы: правое легкое у людей состоит из трех долей, а левое — всего из двух, верхний полюс правой почки обычно находится на уровне 12 межреберья, а левой — на уровне 11 ребра. У мужчин левое яичко зачастую находится ниже правого, а размеры его меньше [2], [3]. У женщин немного различаются размеры правой и левой молочных желез. Правое и левое полушария головного мозга выглядят одинаково, но работают немного по-разному, различается объем правой и левой лобных и затылочных областей [4].
Можно привести еще много примеров асимметрии в теле человека, связанных как с нормой, так и с патологией. Это очень интересная сфера для научных исследований, и зачастую она уводит на клеточный уровень, заставляя разбираться в изменениях, которые происходили в клетках, начиная с самых ранних этапов эмбриогенеза.
Рисунок 3. Самые ранние стадии эмбриогенеза. На изображении справа трофобласт выглядит как полая сфера. Внутри, у одного из ее полюсов, находится скопление клеток голубого цвета — это эмбриобласт.
Рисунок 4. Три зародышевых листка: энтодерма, эктодерма и мезодерма. Из эктодермы образуются наружные покровные ткани и нервные структуры; из мезодермы — мышцы, органы кровеносной, выделительной и половой систем; из энтодермы — пищеварительная система и другие внутренние органы.
Маяки для путешествия в прошлое
Мутагенез — двигатель эволюции, и он постоянно происходит во всех живых клетках. Наследственные мутации присутствуют в ооцитах и сперматозоидах и передаются от родителей детям. Они обнаруживаются во всех клетках тел детей. Соматические мутации возникают в соматических клетках, из которых состоит тело человека, и которые не участвуют в половом размножении. Они присутствуют не во всем теле, а только в потомках той клетки, в которой изначально произошло изменение. Например, пигментный невус (родинка) представляет собой скопление таких клеток. К распространенным мутациям в пигментных невусах относится мутация V600E в гене BRAF — он кодирует фермент киназу, способствующую пролиферации (размножению) клеток (эта мутация встречается и в клетках злокачественной опухоли — меланомы).
В первую очередь мутации изучают для того, чтобы разобраться в последствиях, к которым они приводят в организме — например, вызывают те или иные заболевания или повышают предрасположенность к их развитию. Но также ученые придумали, как с помощью анализа изменений в генах отслеживать клеточные линии. Если одна и та же соматическая мутация встречается во многих клетках, то можно с высокой степенью достоверности утверждать, что у этих клеток был общий предок. Изучив генетические изменения в разных клетках и тканях организма с помощью технологий секвенирования [11], можно судить о времени возникновения этих изменений — вплоть до первых делений зиготы (оплодотворенной яйцеклетки с диплоидным набором хромосом). Тут работает принцип: чем больше клеток являются носителями мутации, тем у более ранней клетки-предшественницы она возникла, и наоборот. Это дает возможность выстраивать иерархические деревья (рис. 5, 6), которые помогают ученым понять, как события на самых ранних этапах эмбриогенеза влияют на дальнейшее развитие организма, и какой вклад вносят разные клеточные клоны в формирование тканей.
Рисунок 5. Как можно отследить родословную клеточных клонов, изучая соматические мутации? Разными буквами и цветами обозначены новые мутации, которые возникают в материнских клетках и передаются их потомкам. Видно, как изменения в генах накапливаются с каждым новым поколением.
Рисунок 6. Соматические мутации и мозаицизм. Голубым цветом обозначены клетки без мутаций. Видно, как в одной из клеток возникает новая мутация. У мыши клетка с изменением в генах (активация GFP — зеленого флуоресцентного белка) отмечена зеленым цветом — ее создали искусственно с помощью генной инженерии. Ниже представлен пример похожего (но возникшего естественным путем) мозаицизма у человека: клетки с мутациями обозначены оранжевым цветом. Например, большое оранжевое пятно на теле человека на рисунке может быть огромным врожденным невусом. А может быть (и чаще всего так бывает), эта мутация нейтральная и никак себя не проявляет — ее можно обнаружить только с помощью генетического анализа.
Ранее уже проводили исследования родословных клеток с помощью анализа послезиготных мутаций. Например, удалось оценить скорость мутагенеза на ранних стадиях развития эмбриона, установить, что два первых бластомера вносят неодинаковый вклад в развитие тела человека — асимметрия возникает уже после первого дробления зиготы. Авторы одной научной работы, опубликованной в 2017 году, указывают соотношение вклада ранних эмбриональных клеток в формирование популяции клеток крови 2:1 [10]. Соотношение потомков разных клеточных клонов может различаться в разных тканях, оно коррелирует с пространственной организацией органов. Ученые продолжают разбираться в причинах и закономерностях этих процессов. Возможно, это поможет не только лучше изучить ранние этапы эмбриогенеза, но и разработать новые методы профилактики, диагностики, лечения некоторых заболеваний.
Что нового удалось выяснить?
Ученые под руководством Алексея Абызова (рис. 7) использовали для реконструкции событий, происходящих на ранних этапах эмбриогенеза, клетки, полученные от двух живых людей (здоровая 66-летняя женщина и 29-летний мужчина, страдающий синдромом Туретта [12]) и погибшего плода. У живых людей взяли образцы кожи рук и ног, выделили фибробласты и получили из них несколько десятков клонов искусственных стволовых клеток, а затем секвенировали их ДНК. Также для исследования были взяты образцы мочи, крови и слюны. У погибшего плода использовали клетки головного мозга, фибробласты твердой мозговой оболочки, ткань селезенки [8], [13].
Рисунок 7б. Лаборатория Алексея Абызова в клинике Мэйо
То, как из одной зиготы образуется 37 триллионов клеток, из которых состоит человеческое тело, является одной из величайших загадок биологии. Мы разработали метод воссоздания личной клеточной родословной в самом раннем, послезиготном развитии по клеткам живущего человека, которые могут быть неинвазивно собраны и проанализированы в любом возрасте. Описанная методология обладает потенциалом к дальнейшему развитию, но уже сейчас может применяться для воссоздания клеточной родословной на более поздних стадиях развития, а также в других многоклеточных организмах помимо человека.
Алексей Абызов
Изучение соматических мутаций в ДНК образцов тканей и реконструкция событий, происходивших на ранних этапах эмбриогенеза, показали, что первые бластомеры вносят неравномерный вклад в формирование тканей тела. Уже после первого дробления яйцеклетки выделяется доминантная клеточная линия, представленная в тканях на 70–90%, и рецессивная, которой достается только 10–30%. Самая большая разница была обнаружена в крови — 90:10. В моче соотношение доминантного и рецессивного клонов составило 70:30 — 80:20, а в слюне оно было либо как в крови, либо в промежутке между показателями крови и мочи.
Отсюда напрашивается предположение: возможно, рецессивный клон потому и становится рецессивным, что в его клетках хуже восстанавливается ДНК, и им на это требуется больше времени. Есть и альтернативная гипотеза: возможно, рецессивный клон предназначен в первую очередь для формирования трофобласта и плаценты. Разобраться поможет изучение ткани плаценты — это тема для будущих научных работ. Вот как об этом говорит сам Алексей:
Главным открытием оказалось то, что ветви в воссозданных генеалогических древах оказались разнопредставленными, то есть асимметричными, по количеству клеток в органах каждого человека. В частности, одна из двух клеток после первого дробления зиготы является прародителем абсолютного большинства (70–90%) клеток в каждом исследуемом человеке. Возможным объяснением может быть то, что эта клетка предназначена в первую очередь для формирования организма взрослого человека, в то время как вторая клетка предназначена для создания плаценты, которая будет питать растущий эмбрион. Исследователи также высказали альтернативную гипотезу, что разнопредставленность может быть результатом разной скорости роста клеток и/или разной способности справляться с повреждением ДНК.
Изучая ткани погибшего плода, ученые обнаружили, что клеточные клоны в некоторых областях мозга упорядоченно распределяются вдоль переднезадней оси. Такой характер распределения говорит, что оно предопределяется событиями, которые происходят в клетках-прародительницах этих клонов. Судьба их потомков запрограммирована с самого начала.
Это исследование стало важным шагом на пути изучения событий раннего эмбриогенеза. Ученые разработали неинвазивный метод воссоздания клеточной родословной для каждого живущего человека, и в будущем его можно использовать для анализа родословных клеток на разных стадиях развития у разных многоклеточных организмов. Помимо фибробластов кожи, крови, слюны и мочи, можно взять любой другой биоматериал, полученный от живого человека: например, стул, мазки из половых путей женщины, мужскую семенную жидкость. Это открывает возможности для дальнейших исследований.
Выявить болезнь до того, как она началась
Анализ клеточных родословных может иметь огромное практическое значение в медицине. Набор наследственных и соматических мутаций, которые человек носит в своем теле, — это бомба замедленного действия, однажды способная привести к смертельно опасному заболеванию. И здесь представляет интерес еще одно недавнее исследование американский ученых из Гарвардской медицинской школы и Института онкологии им. Дана-Фарбер, результаты которого были опубликованы в феврале 2021 года [19].
В исследовании приняли участие два пациента с миелопролиферативными заболеваниями (редким типом злокачественных заболеваний крови) в возрасте 63 и 34 лет. Ученые провели у них биопсию красного костного мозга, секвенировали геном здоровых и злокачественных клеток, а затем составили их родословную. Исследователи пытались выяснить, когда у этих больных возникла мутация JAK2, вызвавшая заболевание. Оказалось, что у 63-летнего больного это произошло примерно в 19 лет, а у 34-летнего — в 9 лет [19].
В другом исследовании 2012 года оказалось, что клональный мозаицизм у людей с сóлидными опухолями встречается чаще, чем у здоровых, причем связь оказалась сильнее, когда материал для анализа брали до постановки диагноза и начала лечения. Клональный мозаицизм был более распространен среди людей, у которых анализ ДНК проводили за год до того, как им диагностировали лейкемию [21].
Эти исследования показывают, что первые мутации, приводящие к онкологическим и другим заболеваниям, могут возникать задолго до того, как появляются симптомы, изменения в лабораторных анализах или патологические изменения, которые можно рассмотреть на снимках.
Господа, прежде чем ставить минус, вдумайтесь в суть вопроса. Я не собираюсь оскорблять материнские чувства. Я предлагаю проанализировать суть связи мать-дитя, начиная с истоков этой связи. Если Вы не понимаете суть вопроса, просто не отвечайте на него. Благодарю Вас. — 9 лет назад
Извините, но "-" все-таки поставила, уже после Вашей просьбы. Может быть Вы и не собирались оскорблять мои материнские чувства, но вы это сделали. По-моему, у Вашего вопроса СУТИ нет. Наверное, это потому, что Вы мужчина. — 9 лет назад
Я написал свой ответ- почитайте его, пожалуйста, и не забудьте поставить минус и там. А может все же не будете проявлять эмоции( ведь это не базар) , а напишите что- то по сути. — 9 лет назад
У Т.Ф.Ефремова дается четкое определение слова паразит. Какие могут быть дискуссии?
У эмбриона гены на 50% , а возможно и больше совпадают с генами носителя- а в природе есть еще примеры подобных "паразитов "?Т.Ф.Ефремов не указывает на принадлежность паразита и носителя к одному биологическому виду.Репродуктивные функции организма ,когда из клетки носителя развивается его потомство используя для своего роста и развития ресурсы материнского организма и "поселившийся " в носителе чужак -для меня разные вещи.Уважаю ЛИНГВИСТа Ефремову Т.Ф., в ее словаре есть определение Зародыш (эмбрион)"Орган изм на ранней ступени своего развития, заключенный в яйцевые или зародышевые оболочки и питающийся за счет материнского организма или яйца (у человека и животных); эмбрион. " Ни слова о том , что эмбрион -это паразит. — 9 лет назад
В вопросе - непонимание основополагающего принципа размножения жизни. Паразит - это прежде всего существо другого вида по отношению к тому, на ком он паразитирует. Его биологическая задача - жить (=размножаться) за счет этого вида. Среди насекомых есть, например, такие паразиты-наездники, они внедряют свои яички в других насекомых, и со временем из тела прорастает то, что затеял наездник.
Человек привык мыслить о себе не как о виде, а как о личности. Это нормально, пока речь не заходит о размножении - тогда и возникают искажения в восприятии действительности. (Так, мыслить о Солнце как о светильнике в собственной детской - вполне нормально, пока вы не захотите его выключить на время дневного сна. Тогда невольно придется придумать, что Солнце - плохо работающая лампочка, что выключатель барахлит.) К примеру, женщина может ассоциировать себя с насекомым, над которым поизгалялась особь другого вида. Если воспринимать только личностную сторону дела, то она, может, права - к тому же, если эта особь забыла надеть презерватив в сильном опьянении, то в женщине и впрямь может завестись существо биологически другого вида (иное количество хромосом). Или того же, но сразу не скажешь: исходное женское существо делало уроки самостоятельно, а получившемуся от пьяного зачатия новому надо все "разжевывать", иначе из двоек не вылезет. Но, как правило, дела обстоят иначе: две личности разных взглядов, на то они и личности, все-таки продолжают жизнь своего вида - и нечто в их тщательном подборе друг друга защищает вид от появления совсем уж негодных экземпляров.
Деревце, растущее от корней старого дерева, - это паразит? Нет, это продолжение его жизни.
Новость
Возможно, рассказы фантастов не так уж и фантастичны, и эра искусственно выращиваемых людей не за горами!
Автор
Редакторы
До сих пор ранние стадии развития человека в утробе матери оставались скрытыми от глаз ученых, но усовершенствованные методы культивирования эмбрионов на стадии бластоцисты вне матки обещают облегчить шаги в этом направлении исследований. Эмбриологам из США и Великобритании удалось вырастить человеческие эмбрионы в лабораторных условиях до 13 дня развития после оплодотворения, побив предыдущий рекорд в 9 дней [1], [2]. Новое достижение уже позволило ученым обнаружить такие аспекты раннего развития человека, которые до этого были неизвестны. А метод, предложенный ими, поможет определить, почему в некоторых случаях беременность может самопроизвольно прерываться.
Что мы знали об эмбриональном развитии раньше.
Рисунок 1. Трехмерное изображение передней половины бластоцисты на шестой день после оплодотворения.
В целом, изучение раннего развития человеческих эмбрионов — задача непростая: не так много материала доступно для исследований, на которые, в свою очередь, налагается множество этических и правовых ограничений. Однако знание и понимание механизмов развития плода крайне важны для: а) улучшения репродуктивных технологий; б) совершенствования культур стволовых клеток, необходимых для регенеративной медицины; в) изучения раннего самопроизвольного прерывания беременности. Сообщается, что человеческие эмбрионы, полученные путем экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) [3], [4], могут самоорганизовываться в чашке Петри, формируя основные клеточные линии плода и его соединительные ткани. Это первый шаг на пути понимания и более четкого представления о начале человеческой жизни [5].
Однако это представление в свете новых знаний трансформировалось. Многие из генов, которые регулируют решения о клеточной дифференцировке в эмбрионах мышей, экспрессируются и в человеческих эмбрионах. Однако время начала и остановки каскада реакций, регулирующих их экспрессию, различается у разных видов. Бластоцисты имплантируются в слизистую оболочку матки мышей всего через пять дней после оплодотворения, тогда как у людей имплантация происходит на два дня позже. Этот период очень важен, поскольку именно тогда клетки трофэктодермы начинают взаимодействовать с маткой, и эмбрион совершает, пожалуй, самый важный шаг в своем развитии — переходит на стадию гаструляции. В этот момент так называемая первичная (примитивная) полоска — клеточная масса, продуцируемая эпибластом, — дает начало трем зародышевым листкам, которые в итоге формируют все ткани будущего организма.
. и что знаем теперь
Группе американских и британских исследователей удалось вырастить вне матки человеческие эмбрионы, полученные путем ЭКО, до стадии, эквивалентной 13-му дню после оплодотворения в естественных условиях. Для достижения такого результата они использовали систему культивирования эмбрионов мышей, но с улучшенной культуральной средой и более оптимальным субстратом для прикрепления эмбриона. В таких условиях бластоцисты прикреплялись к чашке, трофэктодерма расширялась и демонстрировала признаки дифференциации в специализированные плацентарные типы клеток, а примитивная энтодерма отделялась от эпибласта. Было обнаружено, что небольшая центральная полость развилась в эпибласт. Это напоминает формирование амниотической полости у макак-резусов, хотя без надежных молекулярных маркеров амниотической ткани нельзя подтвердить стопроцентную идентичность событий.
Также наблюдали формирование второй полости в растущей примитивной энтодерме, которая предположительно является полостью желточного мешка. Сообщается, что клетки, выстилающие эту полость, экспрессировали гены, характерные для клеток трофэктодермального происхождения. Авторы предположили, что это некий новый вид клеток, и назвали его трофэктодермой желточного мешка. Однако при анатомическом описании возникло предположение, что эти клетки получены всё же из примитивной энтодермы и просто демонстрируют профиль экспрессии генов, отличный от мышиного. После 12-го дня культивирования эмбриона происходил коллапс полости и начиналось неорганизованное развитие, хотя дифференциация трофэктодермы продолжалась.
Несмотря на то, что эти исследования представляют собой важные шаги в сторону ясного понимания биологии развития человека во время имплантационного периода, существует ряд ограничений, которые еще предстоит преодолеть. Проблемой представляется и то, что культивируемые эмбрионы в основном плоские, двумерные, поэтому являются явно несовершенными моделями нормального, 3D, эмбрионального развития. Кроме того, однозначно идентифицировать типы клеток, полостей и структур в культурах пока довольно сложно.
Разработанный метод культивирования эмбрионов может помочь в изучении роли сигнальных молекул неэмбриональных тканей в формировании эпибласта. Путем сопоставления полученных результатов и профиля сигнальных молекул, обнаруженных в культуре эмбриональных стволовых клеток (они имитируют события гаструляции), можно лучше понять, как стимулировать стволовые клетки дифференцироваться в другие типы клеток — например обладающие терапевтическим потенциалом. Крайне информативной должна стать 3D-система культивирования бластоциста, над разработкой которой еще предстоит потрудиться. Если топологические отношения между разными типами клеток в таких 3D-культурах будут нормальными, система предположительно позволит наблюдать гаструляцию в лабораторных условиях. Однако в настоящее время работа с человеческой эмбриональной культурой ограничена международным соглашением: работу необходимо прервать либо по истечении 14 дней роста эмбриона, либо в начале формирования примитивной полоски — в зависимости от того, какой этап наступит раньше. Интересно, будет ли изменено это правило, если удастся осуществлять нормальную гаструляцию в лабораторных условиях?
Усовершенствованные и более долгоживущие культуры могли бы обеспечить человечество важной информацией о биологии развития, повысить эффективность такой процедуры, как ЭКО, и привести к лучшему пониманию дифференцировки стволовых клеток. Тем не менее разработка таких систем культивирования эмбрионов in vitro вновь поднимает вопрос о том, как и на каких сроках стόит применять этические нормы и ограничения.
ЧТО ТАКОЕ ТЕРАТОМА ЯИЧНИКА? ПЛОД-ПАРАЗИТ С ВОЛОСАМИ И ЗУБАМИ?
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Тератома – новообразование в виде опухоли, формирующееся в период беременности, а значит, состоит из клеток эмбриона(из пластов эндо- экзо- и мезодермы). Основным фактором возникновения считается патологическое развитие тканей будущего плода. Данное нарушение становится причиной того, что такая опухоль содержит признаки некоторых органов, которые по природе не должны входить в анатомическое строение того или иного поражённого органа. Нередко тератома содержит небольшие элементы или частички кожи, волос, мышц или нервной, или лимфатической ткани.
Это образование считается доброкачественным, но все же специалисты отмечают, что в 1% случаев опухоль может принимать злокачественную форму и прорастать в ткани, которые ее окружают. Тогда удаление тератомы становится более сложной проблемой для врачей.
Одна из наиболее вероятных причин появления тератогенных опухолей – аномальный эмбриогенез, который является следствием хромосомного сбоя.
Согласно второй теории, тератома может быть остаточным явлением после слияния двух зародышей, расположенных рядом, или же при неправильном формировании однояйцевых близнецов. В этом случае один из эмбрионов буквально растворяется в другом, но при этом происходят сбои, и часть клеток в дальнейшем сохраняет способность преобразовываться в ткани тех или иных органов. При определенных условиях эти клетки могут образовывать тератогенную опухоль, что объясняет, почему в опухоли содержатся ткани, присутствующие разным отдаленным органам.
Тератома может развиться в области жаберных щелей, а кроме того, в местах слияния эмбриональных борозд, однако наиболее часто подобные новообразования появляются в области яичек и яичников. Стоит отметить, что у женщин подобные новообразования встречаются в несколько раз чаще, чем у мужчин. Тератомы левого яичника встречаются примерно так же часто, как и новообразования на правом. Тератома яичка у мужчин, как правило, проявляется в основном в детском и подростковом возрасте, но в крайне редких случаях подобная опухоль может созреть и во взрослом состоянии.
Хромосомная аномалия клеток приводит к образованию опухоли. В зависимости от того, что представляет собой отклонение от нормы, различают незрелые и зрелые тератомы. О незрелости тератомы свидетельствует наличие в опухоли тканей, определение типа которых затруднено. Чаще всего опухоль имеет злокачественное течение. В зрелой тератоме отчетливо прослеживаются элементы свойственных человеку тканей: нервной, мышечной, соединительной или жировой. Зрелые тератомы отличаются от незрелых не только внешним видом, но и разными характеристиками роста. Например, зрелая тератома яичек у мужчин иногда может приобретать злокачественное течение, тогда как тератома яичников такого же вида у женщины в большинстве своём является доброкачественной опухолью. В свою очередь зрелые тератомы делятся на кистозные и солидные. Кистозная представляет собой опухоль больших размеров, под гладкой поверхностью которой находятся одна или несколько заполненных мутным содержимым полостей. Внутри них могут быть фрагменты хрящей, зубов или волосы. Солидная зрелая тератома представляет собой плотное опухолевидное образование разных размеров, поверхность которой может быть как гладкой, так и бугристой. Тератома неоднородная по строению, внутри могут находиться ткань неясного происхождения и кисты небольших размеров со слизью или жидкостью. По своей консистенции встречаются плотные тератомы, состоящие только из тканей, и цистотератомы, где присутствует ещё и жидкость.
Для зрелых опухолей характерно бессимптомное или малосимптомное течение. Тератомы становятся случайной находкой при проведении обследования по другим поводам или проявляются тяжестью и нерезко выраженными тянущими либо распирающими болями в нижней части живота, напоминающими боли перед началом менструации. При крупных тератомах яичника возможны учащение мочеиспускания, затруднения мочеиспускания и дефекации. У пациенток астенического телосложения иногда отмечается увеличение размеров живота. Менструальный цикл не нарушен.
Иногда тератомы яичника впервые выявляются после наступления беременности. Это может быть обусловлено ускорением роста новообразования при изменении гормонального фона, усилением давления опухоли на матку и органы малого таза или перекрутом ножки тератомы. Перекрут ножки опухоли яичника сопровождается интенсивными болями. Является неотложным состоянием, требующим проведения экстренного хирургического вмешательства.
При отсутствии своевременной помощи возможен некроз стенки тератомы яичника с последующим разрывом кисты, попаданием ее содержимого в брюшную полость и развитием перитонита. У беременных женщин перекрут ножки кисты может повлечь за собой выкидыш либо преждевременные роды. Тератомы яичника у беременных и небеременных пациенток могут инфицироваться с развитием воспалительного процесса, проявляющегося сильными болями, резкой слабостью и повышением температуры тела.
При незрелых тератомах яичника (тератобластомах) наблюдаются вялость, слабость, повышенная утомляемость и боли в нижней части живота. При прогрессировании процесса отмечаются умеренная нормохромная анемия, потеря веса, бледность и сухость кожи. Увеличение размеров тератомы яичника и прорастание близлежащих органов обуславливают изменение характера болей, нарушения дефекации и мочеиспускания. На поздних стадиях выявляется классическая картина раковой интоксикации в сочетании с нарушениями функций органов, пораженных отдаленными метастазами. Чаще всего выявляется метастазирование в легкие.
Поскольку тератома является врождённым недугом, диагностировать на ранних стадиях её возможно во время прохождения УЗИ (метод позволит увидеть новообразование на этапе беременности). Но не все виды опухолей возможно увидеть таким образом, поскольку некоторые из них проявляются сразу после рождения или в первые несколько лет жизни. Для диагностики в старшем возрасте проводят:
анализ протекания беременности; составление возможных причин новообразования;
сбор информации по протеканию болезни;
анализы крови – биохимический и общий;
рентгенографию поражённой области — на снимке можно заметить частички зубов и костей в новообразовании. В некоторых случаях может понадобиться применение контрастного вещества;
КТ той области, которая приносит дискомфорт;
МРТ – проводят для исключения или подтверждения наличия метастаз;
биопсию – во время которой проводится забор небольшой частички органа или ткани из нужной области, для дальнейших лабораторных и микроскопических исследований. КТ-изображение тератомы средостения.
Дополнительно может понадобиться консультация онколога, которая определит, является ли опухоль доброкачественной или нет. Только после получения всех результатов обследований и консультации специалистов из разных областей, врач назначает наиболее эффективное лечение, а точнее, степень врачебного вмешательства.
Лечение тератомы любых форм – только оперативное, при перекруте ножки кистозной тератомы яичника операция проводится в экстренном порядке. Объем оперативного вмешательства определяется размерами опухоли, возраста больного, локализацией тератомы и сопутствующих заболеваний. У девочек и молодых женщин удаление тератомы при поражениях органов малого таза проводится на фоне частичной резекции яичников. Тогда как у женщин в период менопаузы показано полное удаление матки с обоими придатками. Из-за склонности к переходу в злокачественную форму и метастазированию в лимфатические узлы лечение тератомы яичка заключается не только в удалении опухоли, но и в применении лучевой терапии одновременно с назначением противоопухолевых препаратов. Такой же комплексный подход практикуется и при других локализациях тератом, если они сочетаются с другими опухолями или склонны к злокачественному перерождению. В большинстве случаев прогноз благоприятный, но в немалой степени он зависит от того, в каком месте образовалась опухоль, насколько своевременным и адекватным было лечение. Тератома, течение которой осложнено некоторыми видами рака, протекает менее благополучно. В таких случаях даже удаление тератомы и других образований не гарантирует полного выздоровления.
Итак, тератома яичника или дермоидное новообразование – это опухолеподобное разрастание тканей женских половых желез, во внутренней части которого находится полость, заполненная небольшими фрагментами кожного покрова. Возникновение такой патологии связано с аномалией развития эмбриональных тканей. Именно это объясняет зачатки органов и частей организма различной степени зрелости (например, глазное яблоко, часть туловища или конечности) произрастающие на опухоли яичника.
Гинекология. Клинические лекции: учеб. пособие / под ред. О.В. Макарова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 352 с.
Патологическая анатомия [Электронный ресурс] : учебник / А. И. Струков, В. В. Серов; под ред. В. С. Паукова. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2015.
Патологическая анатомия. В 2 т. Т. 2. Частная патология [Электронный ресурс] : учебник / Под ред. В.С. Паукова. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016.
Гинекология: учебник. Баисова Б.И. и др. / Под ред. Г.М. Савельевой, В.Г. Бреусенко. 4-е изд., перераб. и доп. 2014.- 432 с.
Патология в 2-х томах: учебник. Том 2 / под ред. М.А. Пальцева, В.С. Паукова - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 488 с.
Гинекология: учебник / под ред. В. Е. Радзинского, А. М. Фукса. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 1000 с.
Онкология [Электронный ресурс] : учебник / Давыдов М.И., Ганцев Ш.Х. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013.
Гинекология. Клинические лекции: учеб. пособие / под ред. О.В. Макарова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 352 с.
Гинекология. Курс лекций.: учебное пособие / Под ред. А.Н. Стрижакова А.Н., А.И. Давыдова - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 472 с.
Читайте также: