Почему эмбриональный период является критическим. Критические периоды развития плода по месяцам

Для антенатальной охраны плода важное значение имеет знание критических периодов его развития, когда наблюдаются высокий процент гибели зародышей и повреждаемость отдельных органов и систем. При действии повреждающих факторов на организм беременной первыми поражаются те органы и системы, которые в момент воздействия находятся в состоянии усиленной дифференцировки и повышенного обмена веществ. В этом плане особенно чувствительными являются зачатки нервной и сердечно-сосудистой систем.

Выделяют три этапа внутриутробного развития - период прогенеза (первые 3 нед), период эмбриогенеза (с 3-й недели по 12-ю неделю), период фетального развития (с 4-го месяца до рождения.

Первым критическим периодом развития считают предымплантационную стадию и имплантацию. Предымплантационная стадия начинается с момента оплодотворения и продолжается до внедрения бластоцисты в децидуальную оболочку матки. Имплантация у человека в среднем происходит на 7-8-й день после оплодотворения.

Действие повреждающих факторов в этот период (радиация, перегревание, гипоксия и т. д.) вызывает самую высокую гибель зародышей.

Второй критический период - период органогенеза и плацентации - начинается с момента васкуляризации ворсин, которая происходит на 3-й неделе и завершается к 12-13-й неделе внутриутробного развития.

Действие повреждающих факторов в этот период вызывает нарушения формирования мозга, сердечно-сосудистой системы и других органов.

Кроме критических периодов в ранние сроки беременности, В. И. Бодяжина обращает внимание на средние сроки внутриутробного развития плода, которые также можно рассматривать как своеобразный критический период развития. У плодов на 18-22-й неделе онтогенеза наблюдаются качественные изменения в биоэлектрической активности мозга, рефлекторных реакциях, гемопоэзе, продукции гормонов, которые приближаются по своему характеру к структурам и процессам, свойственным организму новорожденного.

Во вторую половину беременности отмечается снижение чувствительности плода к воздействию повреждающих факторов. Это обусловлено созреванием и становлением важнейших органов и систем - нервной, сердечнососудистой, кроветворной и др., в связи с чем плод приобретает способность дифференцированно реагировать на действие окружающей среды.

Установлено, что в процессе эмбриогенеза происходит разновременное созревание функциональных систем плода в зависимости от их значения для развития организма на разных этапах внутриутробного периода. В первую очередь закладываются и дифференцируются системы и органы, которые необходимы для обеспечения жизнеспособности плода. Эта неравномерность пренатального развития плода положена в основу теории системогенеза, разработанной П. К. Анохиным. Согласно этой теории, различные компоненты какой-либо жизненно важной функциональной системы в зависимости от сложности их организации закладываются с разной быстротой, но к моменту рождения все они оказываются созревшими и начинают функционировать как единое целое. Одной из основных закономерностей жизни организма является непрерывное развитие и смена функциональных систем, которые обеспечивают ему адекватное приспособление на различных этапах постнатальной жизни.

Нервные центры группируются и начинают созревать раньше, чем закладываются и созревают иннервируемые ими субстраты.

Такие периоды, для которых характерна повышенная чувствительность к воздействию повреждающих факторов, называют «критическими периодами эмбриогенеза». Вероятность формирования отклонений в развитии в критические периоды наиболее высока.

Период бластогенеза

По данным ВОЗ первый критический период развития приходится на первые 2 недели развития - период бластогенеза. Ответная реакция в этот период реализуется по принципу «всё или ничего», то есть зародыш либо погибает, либо, в силу своей повышенной устойчивости и способности к восстановлению, продолжает нормально развиваться. Морфологические нарушения, возникающие на этом сроке, называют «бластопатиями». К ним относят анэмбрионию, формирующуюся вследствие ранней гибели и резорбции эмбриобласта, аплазию желточного мешка и др. Некоторые исследователи к бластопатиям относят эктопическую беременность и нарушения глубины имплантации развивающегося зародыша. Большая часть зародышей, поврежденных в период бластогенеза, а также те, которые образовались из дефектных половых клеток, несущих мутации, в этот период элиминируется путем спонтанных абортов. По данным научной литературы частота прерывания беременности на этом сроке составляет около 40% от всех состоявшихся беременностей. Чаще всего, женщина даже не успевает узнать о ее наступлении и расценивает эпизод как задержку менструального цикла.

Эмбриональный период

Второй критический период внутриутробного развития продолжается от 20-го до 70-го для после оплодотворения - это время максимальной ранимости зародыша. Весь эмбриональный период - с момента имплантации до 12 недели, - является очень ответственным периодом в развитии человека. Это время, когда происходит закладка и формирование всех жизненно важных органов, формируется плацентарный круг кровообращения, зародыш приобретает «человеческий облик».

Фетальный (плодный) период

Фетальный период длится с 12 недели до момента рождения. В это время происходит созревание организма - тонкая дифференцировка органов и тканей, сопровождающаяся быстрым ростом плода. При влиянии неблагоприятных факторов на развивающийся организм во время эмбрионального периода формируются так называемые «эмбриопатии», которые проявляются пороками развития. Те же вредности, влияющие на плод во время фетального периода, провоцируют развитие фетопатий, для которых морфологические пороки не характерны. Частота эмбриопатий достаточно высока - спонтанными абортами в эмбриональном периоде заканчивается не менее 10% зарегистрированных беременностей.

В первые 2-3 месяца внутриутробной жизни происходит интенсивное деление клеток и формирование тканей и органов. Благодаря делению, росту и переселению клеток каждая часть тела приобретают определенные очертания - осуществляется процесс морфогенеза. В основном процессы морфогенеза завершаются на 8-ой неделе развития. Основываясь на знаниях о сроках формирования органов, можно делать заключения о развитии врожденных пороков в связи с воздействием на эмбрион конкретных вредностей. Например, в литературе накоплено много данных о тератогенном действии противосудорожных препаратов, в частности, вальпроата. Этот препарат может индуцировать комплекс врожденных аномалий, в том числе, сочетание спинномозговой грыжи с дефектом межжелудочковой перегородки сердца. Такие пороки могут наблюдаться при вальпроатном синдроме, однако для этого необходимо, чтобы женщина принимала препарат до 8 недели беременности, так как к этому сроку завершается смыкание межжелудочковой перегородки и формирование позвоночного канала.

Нарушения развития в плодном периоде называет фетопатиями (от лат «fetus» - плод). Пороки развития в этот период могут возникнуть лишь в органах, не окончивших своего формирования (ткань головного мозга, зубы, гениталии, лёгкие). Для этого периода характерно формирование так называемых «вторичных» пороков развития - то есть искажения развития нормально сформированных органов вследствие воспалительных процессов (например, токсоплазмоз, вирусные инфекции) или нарушений созревания, приводящих к формированию дисплазий или гипоплазий органов и тканей.

Способность реагировать воспалительными процессами на инфекционное повреждение у плода формируется после 5-го месяца развития. Также свой вклад в патологию плодного периода вносят нарушения обмена веществ и хронические интоксикации у матери, в качестве примера можно привести диабетическую и алкогольную фетопатию. Из нарушений внутриутробного развития наибольшее клиническое и социальное значение имеют врожденные пороки развития (ВПР).

Современная наука считает, что не менее 50% всех ВПР имеют комплексную многофакторную природу, то есть образуются под влиянием наследственных и средовых факторов, тогда как 5% ВПР индуцировано тератогенными воздействиями. К тератогенным воздействиям относят любую вредность, под влиянием которой может сформироваться ВПР.

Известно несколько сотен тератогенных факторов, однако практическое значение у человека имеют всего лишь несколько:
- Эндокринные заболевания матери (сахарный диабет);
- Физические воздействия (температурные или ионизирующие);
- Химические вещества, к которым относятся некоторые медикаменты (ретиноиды, вальпроевая кислота, талидомид и др.) и алкоголь;
- Биологические факторы (инфекции - токсоплазмоз, краснуха и др.)

Часть этих факторов способны индуцировать определенные тератологические синдромы, хорошо известные врачам во всем мире. Эти синдромы могут реализовываться как эмбрио- или фетопатии, в зависимости от конкретного фактора и срока беременности, на котором он воздействует.

Реализация тератогенного эффекта зависит от многих составляющих, часть из которых определяется биологией зародыша. Вот наиболее весомые составляющие, определяющие степень повреждающего действия тератогена:
природа тератогена;
доза тератогена;
продолжительность воздействия;
возраст зародыша или плода;
генетическая предрасположенность формирующегося организма;
генетические особенности организма матери, а именно: функционирование системы детоксикации ксенобиотиков, нейтрализации свободных радикалов и др.

В развитии человеческого организма наиболее уязвимыми являются 1-ый и 2-ой критический период онтогенеза - это конец 1-ой начало 2-ой недели после оплодотворения и 3-6 недели беременности. Воздействие вредностей именно в течении 2-го периода приводит к формированию наибольшего количества ВПР.

Кроме критических необходимо учитывать терминационные периоды действия тератогена - то есть предельный срок беременности, в течение которого неблагоприятный фактор может индуцировать аномалии развития. Этот период определяется сроками завершения формирования органа и отличается для различных органов и тканей, например, грубый порок развития мозга - анэнцефалия, может сформироваться под воздействием тератогенных влияний до 8 недели беременности, тогда как дефекты межжелудочковой перегородки сердца - до 10-ой недели.

Значение генетической составляющей формирующегося организма можно продемонстрировать на примере талидомидного синдрома и алкогольной фетопатии. Талидомидный синдром сформировался лишь у 20% детей, матери которых во время беременности на одних и тех же ее сроках принимали одинаковые дозы талидомида.

Влияние тератогенных факторов чаще всего реализуется в виде развития множественных пороков и аномалий развития, формирование которых зависит от дозы повреждающего агента, продолжительности его воздействия и срока беременности, на котором произошло неблагоприятное влияние.

Практически каждая женщина рано или поздно осознает, что готова к материнству. И период вынашивания ребенка при такой готовности становится настоящим чудом. Но для того чтобы понимать, насколько правильно идет этот процесс, чего нужно ждать от своего организма, чего опасаться, и на что обратить внимание, будущей маме необходимо владеть информацией об особенностях течения беременности. Темой нашего сегодняшнего разговора станут периоды развития плода человека, уточним также, какие известны критические периоды развития.

Развитие плода начинается с оплодотворения сперматозоидом женской яйцеклетки. После оплодотворенная яйцеклетка в маточной полости становится зародышем. Средняя продолжительность беременности равна двумстам семидесяти дням, и отсчет этого периода ведут, начиная от первого дня самой последней менструации.

Специалисты выделяют несколько основных этапов развития человека. Так, терминальный либо собственно зародышевый этап начинается от момента произошедшего оплодотворения и продолжается в течение примерно одной недели. Далее наступает время следующего периода – времени имплантации яйцеклетки, он длится около двух суток. Это первый критический этап развития плода человека, как показывают данные статистики, в это время около пятидесяти – семидесяти процентов яйцеклеток прекращают свое развитие внутриутробно из-за воздействия различных агрессивных факторов и присутствия многих патологий. Но, в большей части случаев, неразвившаяся беременность остается незаметной, и оканчивается с очередной менструацией.

Следующий этап развития человеческого плода носит наименование эмбрионального и длится на протяжении пяти – восьми недель. Зародыш продолжает развиваться благодаря собственным питательным веществам в желточном мешке. На этом этапе происходит закладка всех органов и систем будущего человека. Так что влияние агрессивных факторов (внутренних или внешних) может привести к возникновению различных эмбриопатий – так именуют грубые и диспластические пороки развития. На этом этапе читательницы «Популярно о здоровье» могут совершенно не подозревать о своем интересном положении, поэтому на эмбрион могут повлиять многие вредные факторы. Из-за этого эмбриональный период для плода также классифицируют, как критический.

Дальнейший этап развития носит наименование неофетального. Он длится в среднем четырнадцать дней, и в это время происходит начальное развитие плаценты. На этом периоде у человека в утробе заканчивается формирование практически всех внутренних органов (за исключением центральной нервной, а также эндокринной системы). Правильное формирование плаценты считают залогом полноценного развития эмбриона.

Многие акушеры классифицируют первые три месяца развития плода в целом, как критические. Ведь в это время на него могут влиять многие неблагоприятные факторы, представленные генными и хромосомными аномалиями, болезнями матери и пр. Такое воздействие может привести к выкидышу, внутриутробной гибели плода либо к рождению ребенка, имеющего какие-то пороки развития, в том числе и несовместимые с жизнью.

Для плода период, который длится от конца первого триместра беременности (с двенадцатой недели) и вплоть до появления ребенка на свет, характеризуется тем, что он развивается благодаря плацентарному кровообращению (гемотрофному питанию). Все это время условно делят на два периода: первый длится с девятой – двенадцатой недели и по двадцать восьмую неделю. Его называют ранним фетальным периодом. На этом этапе наблюдается интенсивный рост и тканевая дифференциация органов плода. Так в начале двенадцатой недели его масса равна всего четырнадцати граммам, а длина – семи с половиной сантиметрам, а к концу второго триместра вес достигает одного килограмма, а рост – тридцати пяти сантиметрам.

Во время раннего фетального периода неблагоприятные факторы неспособны вызывать у плода развитие пороков. Однако они могут стать причиной задержки роста либо привести к нарушениям дифференцировки тканей. Влияние инфекций может спровоцировать возникновение цирроза либо фиброза.

Поздний фетальный период начинается с двадцать восьмой недели беременности и продолжается вплоть до начала родовой деятельности. На этом этапе вредные факторы уже не нарушают формирования органов и тканей, однако могут привести к преждевременным родам либо появлению на свет ребенка с недостаточным весом либо общим недоразвитием.

Поздний фетальный период оканчивается с началом родовой деятельности. Это новый этап, который классифицируют как интранатальный. Это время длится от начала систематических схваток и оканчивается с перевязкой пуповины, от восьми и до восемнадцати часов. Нарушения нормального родового акта могут привести к травмам центральной либо периферической нервной системы. Иногда возможны повреждения скелета или же внутренних органов.

Таким образом, основные критические периоды внутриутробного развития плода – это начало беременности – первые недели после оплодотворения, а также третья – шестая неделя беременности.

Развивающийся эмбрион, а в дальнейшем плод, проявляет особенную чувствительность к воздействию неблагоприятных факторов, которые носят наименование тератогенных. Их влияние может привести к гибели плода или же к формированию пороков развития (и серьезных, несовместимых с жизнью, и легких).

Владея информацией об этапах прохождения человеком развития, будущая мама сможет с большей серьезностью относиться к своему организму и к течению беременности.

Отдельные ткани и органы формируются в различные периоды роста эмбриона и плода. При этом ткани организма в момент максимальной интенсивности процессов дифференцировки становятся высоко чувствительными к повреждающим воздействием внешней среды (ионизирующая радиация, инфекции, химические агенты). Такие периоды, для которых характерна повышенная чувствительность к воздействию повреждающих факторов, называют «критическими периодами эмбриогенеза». Вероятность формирования отклонений в развитии в критические периоды наиболее высока. * По данным ВОЗ первый критический период развития приходится на первые 2 недели развития – период бластогенеза. Ответная реакция в этот период реализуется по принципу «всё или ничего», то есть зародыш либо погибает, либо, в силу своей повышенной устойчивости и способности к восстановлению, продолжает нормально развиваться. Морфологические нарушения, возникающие на этом сроке, называют «бластопатиями». К ним относят анэмбрионию, формирующуюся вследствие ранней гибели и резорбции эмбриобласта, аплазию желточного мешка и др. Некоторые исследователи к бластопатиям относят эктопическую беременность и нарушения глубины имплантации развивающегося зародыша. Большая часть зародышей, поврежденных в период бластогенеза, а также те, которые образовались из дефектных половых клеток, несущих мутации, в этот период элиминируется путем спонтанных абортов. По данным научной литературы частота прерывания беременности на этом сроке составляет около 40% от всех состоявшихся беременностей. Чаще всего, женщина даже не успевает узнать о ее наступлении и расценивает эпизод как задержку менструального цикла.

* Второй критический период внутриутробного развития продолжается от 20-го до 70-го для после оплодотворения – это время максимальной ранимости зародыша. Весь эмбриональный период – с момента имплантации до 12 недели, – является очень ответственным периодом в развитии человека. Это время, когда происходит закладка и формирование всех жизненно важных органов, формируется плацентарный круг кровообращения, зародыш приобретает «человеческий облик».

Фетальный (плодный) период длится с 12 недели до момента рождения. В это время происходит созревание организма – тонкая дифференцировка органов и тканей, сопровождающаяся быстрым ростом плода. При влиянии неблагоприятных факторов на развивающийся организм во время эмбрионального периода формируются так называемые «эмбриопатии», которые проявляются пороками развития. Те же вредности, влияющие на плод во время фетального периода, провоцируют развитие фетопатий, для которых морфологические пороки не характерны. Частота эмбриопатий достаточно высока – спонтанными абортами в эмбриональном периоде заканчивается не менее 10% зарегистрированных беременностей.

В первые 2-3 месяца внутриутробной жизни происходит интенсивное деление клеток и формирование тканей и органов. Благодаря делению, росту и переселению клеток каждая часть тела приобретают определенные очертания – осуществляется процесс морфогенеза. В основном процессы морфогенеза завершаются на 8-ой неделе развития. Основываясь на знаниях о сроках формирования органов, можно делать заключения о развитии врожденных пороков в связи с воздействием на эмбрион конкретных вредностей. Например, в литературе накоплено много данных о тератогенном действии противосудорожных препаратов, в частности, вальпроата. Этот препарат может индуцировать комплекс врожденных аномалий, в том числе, сочетание спинномозговой грыжи с дефектом межжелудочковой перегородки сердца. Такие пороки могут наблюдаться при вальпроатном синдроме, однако для этого необходимо, чтобы женщина принимала препарат до 8 недели беременности, так как к этому сроку завершается смыкание межжелудочковой перегородки и формирование позвоночного канала.

Нарушения развития в плодном периоде называет фетопатиями (от лат «fetus» – плод). Пороки развития в этот период могут возникнуть лишь в органах, не окончивших своего формирования (ткань головного мозга, зубы, гениталии, лёгкие). Для этого периода характерно формирование так называемых «вторичных» пороков развития – то есть искажения развития нормально сформированных органов вследствие воспалительных процессов (например, токсоплазмоз, вирусные инфекции) или нарушений созревания, приводящих к формированию дисплазий или гипоплазий органов и тканей. Способность реагировать воспалительными процессами на инфекционное повреждение у плода формируется после 5-го месяца развития. Также свой вклад в патологию плодного периода вносят нарушения обмена веществ и хронические интоксикации у матери, в качестве примера можно привести диабетическую и алкогольную фетопатию. Из нарушений внутриутробного развития наибольшее клиническое и социальное значение имеют врожденные пороки развития (ВПР).

Известно несколько сотен тератогенных факторов, однако практическое значение у человека имеют всего лишь несколько:

* Эндокринные заболевания матери (сахарный диабет);
* Физические воздействия (температурные или ионизирующие);
* Химические вещества, к которым относятся некоторые медикаменты (ретиноиды, вальпроевая кислота, талидомид и др.) и алкоголь;
* Биологические факторы (инфекции – токсоплазмоз, краснуха и др.)

* Природа тератогена;
* Доза тератогена;
* Продолжительность воздействия;
* Возраст зародыша или плода;
* Генетическая предрасположенность формирующегося организма;
* Генетические особенности организма матери, а именно: функционирование системы детоксикации ксенобиотиков, нейтрализации свободных радикалов и др.

В развитии человеческого организма наиболее уязвимыми являются 1-ый и 2-ой критический период онтогенеза – это конец 1-ой начало 2-ой недели после оплодотворения и 3-6 недели беременности. Воздействие вредностей именно в течении 2-го периода приводит к формированию наибольшего количества ВПР.

Кроме критических необходимо учитывать терминационные периоды действия тератогена – то есть предельный срок беременности, в течение которого неблагоприятный фактор может индуцировать аномалии развития. Этот период определяется сроками завершения формирования органа и отличается для различных органов и тканей, например, грубый порок развития мозга – анэнцефалия, может сформироваться под воздействием тератогенных влияний до 8 недели беременности, тогда как дефекты межжелудочковой перегородки сердца – до 10-ой недели.

Критические периоды эмбриогенеза

Критические периоды наблюдаются на стадиях онтогенеза, характеризующихся наибольшей скоростью развития организма, когда он становится более чувствительным к вредным воздействиям. Внешние и внутренние факторы, к которым особенно велика чувствительность в эти периоды, могут ускорять, замедлять или приостанавливать развитие организма.

В 1960 г. эмбриолог П.Г. Светлов предложил гипотезу критических периодов. Он различал три группы воздействий внешней среды:

1 – повреждающие воздействия, приводящие к смерти или патологии;

2 – модифицирующие воздействия, вызывающие отклонения не патологического характера (морфозы или мутации);

3 – закономерное воздействие среды, обеспечивающее нормальное развитие организма.

Эти воздействия влияют на последующую устойчивость организма и его нормальное развитие. Критические периоды онтогенеза связаны с реализацией генетической программы индивидуума в разные периоды онтогенеза путем активации работы определенных генов. В пределах индивидуальной нормы реакции обеспечивается возможность акклиматизации организма, его приспособления к условиям среды.

Все критические периоды можно разделить на несколько типов.

1. Периоды, критические для всего организма, когда вредные воздействия могут привести к гибели зародыша. Наиболее частая гибель зародыша происходит на начальных стадиях эмбриогенеза.

2. Частные критические периоды – различные для каждого органа и ткани.

3. Критические периоды для клетки.

В критические периоды эмбриогенеза зародыш или плод становится высоко реактивным и лабильным по отношению к действию факторов. Аномалии развития возникают при этом в силу того, что борьба организма с разрушительными процессами (регуляторная функция органов и систем плода) в эти периоды может быть ослаблена. Непосредственной причиной аномалии может послужить либо остановка развития той или иной системы организма в критический период, либо нарушение координации в скорости компенсаторных ответных реакций систем развивающегося плода. Чем на более ранней стадии своего развития находится эмбрион, тем его ответная реакция на действие патогенного фактора более отличается от реакции систем взрослого организма.

В онтогенезе человека к критическим периодам относят:

1) оплодотворение;

2) имплантацию (7-8-е сутки эмбриогенеза);

3) развитие осевого комплекса зачатков органов и плацентацию (3-8-я недели);

4) развитие головного мозга (15-20-я недели);

5) формирование основных систем организма, в том числе половой (20-24-я недели);

6) рождение.

1.4.9. Влияние факторов среды на ход эмбриогенеза человека

Любое воздействие, нарушающее нормальный ход эмбриогенеза, может вызвать пороки развития зародышей. Примерно половина всех зародышей не доживает до рождения. У большинства обнаруживаются аномалии на ранних стадиях развития. Такие зародыши не могут имплантироваться в стенку матки. Другие зародыши имплантируются, но не могут укрепиться в стенке матки настолько, чтобы беременность была успешной. Почти 90% эмбрионов, абортированных до месячного возраста, являются аномальными. Развитие многих зародышей человека нарушается на ранних стадиях. Примерно 5% всех родившихся детей имеют явные уродства. Одни из них не опасны для жизни, другие представляют собой тяжелые отклонения от нормы.

Гибель эмбрионов в различные периоды онтогенеза неравномерна среди зародышей мужского и женского полов: чем ближе к началу беременности, тем больше среди погибших зародышей мужского пола. Это связано с тем, что в эмбриогенезе возникает больше зародышей мужского пола, чем женского. Так, соотношение количества эмбрионов мужского и женского полов в 1-й месяц беременности составляет 600:100, а на 5-ом месяце – 140:100. Если считать, что в среднем на 1000 беременностей погибает 300 плодов, то величина внутриутробной смертности представляется следующими показателями: в 1-й месяц погибает 112 эмбрионов, во 2-й – 72, в 3-й – 43, а затем показатели снижаются до единичных. Таким образом, на первые два месяца беременности приходится около 2/3 всех случаев гибели эмбрионов.

Наиболее частыми факторами, нарушающими нормальный ход эмбриогенеза, являются перезревание яйцеклетки, нарушения обмена вещества у матери, гипоксия, содержание в крови матери токсических веществ (например, лекарственных препаратов, наркотических веществ, никотина, алкоголя и др.), инфекция (особенно вирусная) и др.

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

Известно много тератогенов, вызывающих генные и хромосомные мутации. Тератогены оказывают либо прямое влияние на ДНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации. Мутагены окружающей среды в зависимости от их природы принято делить на физические, химические и биологические.

К физическим мутагенам относятся все виды ионизирующих излучений, радиоактивные элементы, ультрафиолетовое излучение, чрезмерно высокая или низкая температура и др. Физические воздействия вызывает повреждение всех клеток, но наиболее чувствительны к облучению клетки, находящие в процессе интенсивного деления. Больше других подвержены действию радиации клетки активно развивающегося организма или опухоли. Например, стандартная флюорография, проводимая населению с целью выявления туберкулеза, не приносит взрослому человеку ощутимого вреда. Однако подобное облучение (или рентген зуба, рентген конечности при травме и т.п.), выполненные в первые дни после оплодотворения до момента имплантации зародыша в стенку матки, приведет к его гибели. Уродств не будет, зародыш погибнет, и женщина может даже не заметить прервавшейся беременности.

Химические мутагены – сильные окислители и восстановители (нитраты, нитриты и др.), продукты переработки нефти, органические растворители, лекарственные препараты (например, иммунодепрессанты, дезинфицирующие и др.). Например, применение хинина может привести к глухоте у плода. Очень слабый транквилизатор талидомид, широко применявшийся в 60-х годах, может вызывать уродства, при которых длинные кости конечностей либо отсутствуют, либо резко деформированы, в результате чего у ребенка формируются конечности, напоминающие плавники тюленя. К химическим мутагенам относятся некоторые пищевые добавки и другие химические соединения.

Значительное вредное влияние на развивающийся эмбрион оказывают алкоголь и курение. При употреблении алкоголя в количестве более 50-85 г в сутки у детей наблюдается отставание в физическом и психическом развитии. У женщин - злостных курильщиц (выкуривающих 20 и более сигарет в день) часто рождаются дети с меньшей массой тела по сравнению с детьми некурящих женщин. Курение значительно понижает количество и подвижность сперматозоидов в семенниках у мужчин, которые выкуривают не менее 4 сигарет в день.

Многие искусственно созданные вещества, применяемые в народном хозяйстве, также обладают тератогенным эффектом, особенно пестициды и ртутьсодержащие органические вещества.

К биологическим мутагенам относят некоторые вирусы (кори, гепатита, гриппа, краснухи), продукты обмена веществ и антигены некоторых микробов. Например, у женщин, перенесших краснуху в первой трети беременности, в каждом из 6 случаев рождаются 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 токсоплазмы через плаценту могут проникнуть в зародыш и вызвать поражения мозга и глаз.

Большое влияние на развивающийся эмбрион оказывает состояние здоровья матери.

Патологические процессы, протекающие в организме матери в течение первых 7-и суток после оплодотворения, могут привести к эктопической (внематочной) беременности. Последняя составляет 0.8-2.4 случая на 100 доношенных беременностей (около 6% стационарной гинекологической патологии). В 98-99% случаев зародыш прикрепляется в маточной трубе. Яичниковая, шеечная и абдоминальная формы беременности встречаются редко. Летальность при эктопической беременности составляет около 7% всех смертей беременных женщин. Наличие эктопической беременности в анамнезе является частой причиной вторичного бесплодия. Действие разнохарактерных патологических факторов в раннем эмбриогенезе человека может вызвать прилежание плаценты и пузырный занос. При продолжающемся влиянии неблагоприятных факторов в патологическое формирование вовлекаются многие органы зародыша, в первую очередь – ЦНС, сердце и др. Только с 63 дня беременности опасность развития аномалий эмбриогенеза начинает уменьшаться. Все представленные выше факты накладывают большие обязательства на будущих родителей в плане предупреждения действия на организм беременной женщины вредных факторов среды и эмоционального стресса, особенно в период, когда зародыш находится в ранней фазе развития, и женщина не знает о своей беременности.

Одной из причин врожденных пороков можно считать гипоксию. Она тормозит формирование плаценты, развитие зародыша и в ряде случаев приводит к развитию врожденных пороков и гибели плода. Неполноценное питание матери, дефицит микроэлементов, приводят к развитию пороков ЦНС, гидроцефалии, искривлению позвоночника, порокам сердца и т.д.

Эндокринные заболевания у беременной женщины нередко приводят к самопроизвольным абортам или нарушениям дифференциации органов плода, определяющим высокую раннюю детскую смертность. Тератогенный эффект доказан для сахарного диабета.

Зависимость состояния здоровья детей от возраста родителей известна. Например, врожденные пороки опорно-двигательной и дыхательной систем несколько чаще наблюдаются у детей юных матерей, чем у детей матерей в возрасте 22-35 лет. У матерей в возрасте старше 35 лет рождается больше детей с множественными пороками, в том числе ЦНС. Установлено, что появление у плода расщелин губ, нёба, ахондроплазии зависит от возраста отца.

К числу сравнительно частых отклонений от нормы относится рождение близнецов. Различают одно- и разнояйцевых близнецов. Если полное раздвоение зародыша произошло на стадии двух бластомеров или на стадии гаструлы, то рождаются нормальные однояйцевые близнецы из одной зиготы, имеющие одинаковый генотип, пол и похожие 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. Иногда рождаются сросшиеся близнецы. Их называют сиамскими по названию страны в Юго-Восточной Азии, где в 1811 году родились два сросшихся брата. Сросшиеся близнецы всегда однояйцевые. Образование их может происходить путем неполного разделения зародыша и путем срастания двух и более однояйцевых близнецов на ранних стадиях развития. Иногда один из близнецов является лишь придатком другого.

К аномалиям развития у человека можно отнести атавизмы - проявление признаков далеких животных предков (чрезмерное оволосение, сохранение хвоста, добавочные молочные железы и пр.).

Принято выделять 4 основных типа врожденных пороков развития:

1. Мальформация - морфологический дефект органа, части органа, или большого участка тела в результате внутреннего нарушения процесса развития (генетические факторы).

2. Дизрупция - морфологический дефект органа, части органа или большого участка тела в результате внешнего препятствия или какого-либо воздействия на изначально нормальный процесс развития (тератогенные факторы и нарушение имплантации).

3. Деформация - нарушение формы, вида или положения части тела, обусловленные механическими воздействиями.

4. Дисплазия - нарушенная организация клеток в ткани и ее морфологический результат (процесс и следствие дисгистогенеза).

К врожденным порокам развития относят также следующие нарушения эмбрионального морфогенеза:

Агенезия - полное врожденное отсутствие органа.

Аплазия - врожденное отсутствие органа с сохранением его сосудистой ножки.

Гипоплазия - недоразвитие органа с дефицитом его массы или размера более чем на 2 сегмента, отличающееся от средних для данного возраста показателей. При этом простая гипоплазия, в отличие от диспластической, не сопровождается нарушением структуры органа.

Гипертрофия (гиперплазия) - врожденное увеличение массы и размеров органа за счет увеличения количества (гиперплазия) или объема (гипертрофия) клеток.

Макросомия (гигантизм) - увеличение длины тела (или отдельных органов).

Гетеротопия - присутствие клеток или тканей одного органа в тех зонах или даже в другом органе, где их быть не должно (островки хряща из бронхиальной стенки в легких).

Гетероплазия - нарушение дифференцировки клеток в пределах ткани. Например, обнаружение клеток плоского эпителия пищевода в дивертикуле Меккеля.

Эктопия - расположение органа в необычном для него месте (например, расположение сердца вне грудной клетки).

Удвоение или увеличение в числе органа или его частей: полидактилия - увеличение числа пальцев, полиспления - наличие нескольких селезенок и т.д.

Атрезия - отсутствие естественного канала или отверстия (атрезия пищевода, сильвиевого водопровода, ануса).

Стеноз - сужение канала или отверстия.

Неразделение (слияние) - органов или однояйцовых близнецов. Название пороков этой группы начинаются с приставки «syn» или «sym»: синдактилия, симфалагизм.

Персистирование - сохранение в органе эмбриональных структур.

Дисхрония - нарушение темпов развития органа или его структур.