Войти
Токсичность для развития - это любое структурное или функциональное изменение, обратимое или необратимое, которое нарушает гомеостаз, нормальный рост, дифференциация, развитие или поведение, вызванное воздействием окружающей среды (включая наркотики, образ жизни такие факторы, как алкоголь, диета и окружающая среда токсичные химические вещества или физические факторы). Это исследование неблагоприятных воздействий на развитие организма в результате воздействия токсичных веществ до зачатия (любого из родителей), во время внутриутробного развития или постнатально до полового созревания. Вещество, которое вызывает токсичность для развития от эмбриональной стадии до рождения, называется тератогенами. Эффект отравляющих веществ зависит от типа вещества, дозы, продолжительности и времени воздействия.
Первые несколько недель эмбриогенеза у человека . Начиная с оплодотворенной яйцеклетки и заканчивая закрытием нервной трубки. Эмбриогенез является наиболее важным моментом для действия любых тератогенных веществ, приводящих к врожденным дефектам. Некоторые патогены также включены, поскольку известно, что токсины, которые они выделяют, оказывают неблагоприятное воздействие на развитие организма когда мать или плод инфицированы. Токсикология развития - это наука, изучающая неблагоприятные исходы развития. Этот термин широко заменил ранний термин для изучения преимущественно структурных врожденных аномалий, тератологии, чтобы включить более разнообразный спектр врожденных нарушений. Типичными факторами, вызывающими токсичность для развития, являются радиация, инфекции (например, краснуха ), материнский метаболический дисбаланс (например, алкоголизм, диабет, дефицит фолиевой кислоты ), лекарственные препараты (например, противоопухолевые препараты, тетрациклины, многие гормоны, талидомид ) и химические вещества окружающей среды ( например ртуть, свинец, диоксины, ПБДЭ, ГБЦД, табачный дым ). Воздействие в первом триместре считается наиболее потенциально опасным для развития.
После оплодотворения токсичные вещества в окружающей среде могут пройти через мать к развивающемуся эмбриону или плоду через плацентарный барьер. Плод подвергается наибольшему риску в течение первых 14-60 дней беременности, когда формируются основные органы. Однако, в зависимости от типа токсического вещества и количества воздействия, плод может подвергнуться воздействию токсичного вещества в любое время во время беременности. Например, воздействие определенного токсичного вещества на одном этапе беременности может привести к повреждению органов, а на другом этапе беременности может вызвать смерть плода и выкидыш. Существует ряд химических веществ, биологических агентов (таких как бактерии и вирусы) и физических агентов (таких как радиация), используемых на различных рабочих местах, которые, как известно, вызывают нарушения развития. Расстройства развития могут включать широкий спектр физических отклонений, таких как деформации костей или органов, или проблемы с поведением и обучением, такие как умственная отсталость. Воздействие некоторых химических веществ во время беременности может привести к развитию рака в более позднем возрасте ребенка и называется канцерогенами, передаваемыми из поколения в поколение. Воздействие токсичных веществ во втором и третьем триместре беременности может привести к замедлению роста плода и снижению веса при рождении.
Исследователи смогли установить токсичность, связанную с аномальным развитием, с новым прорывом в биологии развития. Признание токсического воздействия различных молекул на развитие - это недавняя разработка.
Терато по-гречески означает чудовище. До 18 века была принята теория преформизма, согласно которой аномальный рост считался деформацией. В 19 веке появилась описательная эмбриология, в которой аномалии теперь рассматривались как пороки развития или ошибки в процессе развития, что привело к появлению концепции тератогенеза. К 20-му веку была утверждена концепция эпигенеза - взаимодействия между генетической программой и окружающей средой, и во второй половине 20-го века исследователи получили доказательства того, что факторы окружающей среды могут вызывать пороки развития и даже эффекты между поколениями.
Одни из первых врожденных пороков развития человека, вызванных воздействием окружающей среды, были выявлены в результате облучения матери. Хиросима ('53) и Нагасаки ('55) впервые установили этот факт на основании записей о рождении, имевших место до 31 мая 1946 года, но после атомной бомбардировки (6 августа 1945 года в Хиросиме; 9 августа, 1945 в Нагасаки). У детей, подвергшихся внутриутробному облучению в течение первого триместра беременности, наблюдалось увеличение частоты микроцефалии на 20% (Miller 1956, 1968). Чувствительность к этим излучениям была преимущественно высокой в течение 7-15 недель гестации..
В ходе этого исследования наблюдались два важных момента:
Катаракта в глазах ребенка из-за врожденного Синдром краснухи (СВК). Краснуха была первой признанной эпидемией пороков развития человека. После широкомасштабной эпидемии краснухи в 1940 г. австралийский офтальмолог Норман Грегг сообщил в 1941 г. о возникновении врожденной катаракты у 78 младенцев, родившихся после заражения краснухой у матери на ранних сроках беременности. Это указывало на то, что вирус должен был преодолеть плацентарный барьер, чтобы достичь плода и вызвать пороки развития. Время воздействия вируса также оказало непосредственное влияние на частоту врожденных пороков развития, при этом воздействие на 4, 5-8 и 9-12 неделях беременности вызвало 61%, 26% и 8% врожденных пороков развития. Это было первое опубликованное признание синдрома врожденной краснухи (СВК). У потомства были врожденные пороки зрения, сердца и ушей, а также умственная отсталость.
Талидомид широко использовался для лечения тошноты у беременных женщин в конце 1950-х годов и с начала 1960-х, пока в 1960-х не стало очевидно, что это приводит к тяжелым врожденным дефектам. Плод, который подвергался воздействию талидомида в утробе матери, имел порок развития конечности, из-за которого конечность не развивалась или выглядела как культя. Другие эффекты, также наблюдаемые при воздействии талидомида, включали деформацию глаз и сердца, деформацию пищеварительных и мочевыводящих путей, слепоту и глухоту. Трагедия с талидомидом стала поворотным моментом в тестировании на токсичность, поскольку она побудила США и международные регулирующие органы разработать протокол систематических тестов на токсичность. Эффекты талидомида привели к важным открытиям в биохимических путях развития конечностей.
Тестирование токсиканта, вызывающего развитие, проводится на разных этапах:
Из-за сложности эмбрионально-плодного развития, в том числе взаимодействия матери и плода во время беременности, важно понять механизм токсичности и протестировать токсическое действие более чем на двух видах, прежде чем подтверждать, что вещество является токсичным для развития. Эмбрионы имеют разные критические периоды для формирования органов, от 15 до 60 дней, и, следовательно, подверженность токсическому повреждению напрямую связана с периодом развития.
Токсичность для развития - это изменения процессов развития (органогенез, морфогенез), а не функциональные изменения уже развитых органов. Эффект отравляющих веществ зависит от дозы, порога и продолжительности. Последствия токсичности:
Невруляция - один из наиболее важных этапов в развитии позвоночных. Это процесс формирования плоской нервной пластинки, которая затем сворачивается, образуя полую нервную трубку. Считается, что это одна из основных мишеней токсичности для развития, а дефекты нейруляции являются частым последствием воздействия токсичных веществ и приводят к значительной части человеческих дефектов.
Характеристики лица, которые позволяют предположить диагноз ФАС. Расстройства алкогольного спектра плода (ФАСН) - это термин, обозначающий набор состояний, которые могут возникнуть у человека, мать которого употребляла алкоголь во время беременности. Эти эффекты могут включать физические и когнитивные проблемы. Пациенты с ФАСН обычно имеют комбинацию этих проблем. Степень эффекта зависит от частоты воздействия, дозы и скорости выведения этанола из околоплодных вод. ФАС нарушает нормальное развитие плода, что может вызвать задержку, пропуск или незрелость определенных стадий развития. Поскольку выведение алкоголя у плода происходит медленнее, чем у взрослого, и тот факт, что у них нет развитой печени для метаболизма алкоголя, уровни алкоголя, как правило, остаются высокими и остаются в плоде дольше. Врожденные дефекты, связанные с пренатальным воздействием алкоголя, могут возникнуть в первые три-восемь недель беременности, прежде чем женщина даже узнает, что она беременна.
Диэтилстильбестрол (DES) Шейка матки - петушиный гребень, воротник и псевдополип шейки матки. Петушиный гребешок (капюшоны) - это заметно увеличенные складки стромы и эпителия шейки матки. Низкие широкие складки - воротники (каймы). Псевдополия - это та часть шейки матки, которая расположена медиальнее сужающейся полосы (борозды) и при поверхностном осмотре имеет вид полипа. DES (диэтилстильбестрол) - это лекарство, которое имитирует эстроген, женский гормон. С 1938 по 1971 год врачи прописывали этот препарат для помощи некоторым беременным женщинам, у которых были выкидыши или преждевременные роды, исходя из теории, что выкидыш и преждевременные роды произошли из-за того, что некоторые беременные женщины не вырабатывали достаточно эстрогена естественным путем для поддержания беременности в течение всего срока. По оценкам, 5-10 миллионов беременных женщин и детей, родившихся в этот период, подверглись воздействию DES. В настоящее время известно, что DES увеличивает риск рака груди и вызывает множество неблагоприятных исходов, связанных с рождением, у потомства женского пола, таких как самопроизвольный аборт, потеря беременности во втором триместре, преждевременные роды, мертворождение, смерть новорожденных, суб / бесплодие и рак. репродуктивных тканей. DES - важный токсикант развития, который связывает зародышевую основу заболевания у взрослых.
Метилртуть и неорганическая ртуть выделяются с грудным молоком человека, и младенцы особенно чувствительны к токсичности из-за этого соединения. Плод и младенец особенно уязвимы для воздействия ртути с особым интересом к развитию ЦНС, поскольку она может легко пересечь плацентарный барьер, накапливаться внутри плаценты и плода, поскольку плод не может выводить ртуть и оказывать негативное влияние даже на плод. если у матери нет симптомов. Ртуть вызывает повреждение нервной системы в результате пренатального или раннего послеродового воздействия и, скорее всего, будет постоянным.
Это органофосфат инсектицид, который действует на нервную систему насекомых путем ингибирования ацетилхолинэстеразы, но является умеренно токсичным для человека. Но известно, что эффекты развития проявляются у плодов и детей даже при очень малых дозах. Было показано, что он вызывает аномальные рефлексы у новорожденных, ухудшение умственного развития у детей 2 и 3 лет, более низкий вербальный IQ у 3 ⁄ 2 и 5 лет и повсеместное нарушение развития у 2, 3 и 3 лет. ⁄ 2 лет.
Эндокринные разрушители - это молекулы, которые изменяют структуру или функцию эндокринной системы, такие как ДДТ, BPA и т. Д. Воздействие BPA во время беременности связаны с агрессией и изменениями нейроповедения.
Известно, что большинство токсичных веществ влияет только на часть популяции, подвергшейся воздействию. Это связано с различиями в генетическом составе организмов, которые влияют на метаболизм токсичных веществ и их выведение из организма. Влияние токсических веществ на развитие зависит от генетической структуры матери и плода.
Некоторые из известных токсических веществ, связанных с развитием, можно сгруппировать по следующим категориям:
Репродуктивные токсины:
Противосудорожные средства:
Химические вещества:
Биологические агенты
Образ жизни:
Материнский метаболический дисбаланс
