Стадии эмбрионального развития (кратко, с ключевыми путями и примерами нарушений)
- Оплодотворение и зигота
- Описание: слияние гамет → диплоидная зигота, начало синхронных делений. Временной ориентир: день $0$.
- Ключевые пути: локальные регуляторы цитоплазмы, MAPK/ERK для выхода из ооцитной паузы.
- Нарушения: дефекты в репарации ДНК/сигналинге деления → ранние эмбриональные потери.
- Кле́вич (клевка) — дробление
- Описание: быстрые митотические деления без роста клетки (бластомеры). дни $1\text{–}3$.
- Путь: контроль клеточного цикла (CDK/Cyclin, MAPK).
- Нарушения: останов деления → гибель; асимметричные деления → дефекты детерминации.
- Морула → бластоциста
- Описание: компактация, образование бластоцели (внутренняя клеточная масса + трофобласт). день $3\text{–}5$.
- Пути: E-cadherin/эпителизация, Hippo (контролирует внутр. клеточную массу), Wnt для полярности.
- Нарушения: нарушение компактации/Hippo → неверная топология клеток → имплантационные дефекты, внематочная имплантация.
- Имплантация
- Описание: прикрепление и инвазия трофобласта в матку. дни $6\text{–}10$.
- Пути: integrin/ECM, EGF/FGF, TGF-β.
- Нарушения: недостаточная инвазия → самопроизвольный аборт; чрезмерная — патологическая инвазия.
- Гаструляция
- Описание: формирование трёх зародышевых листков — эктодерма, мезодерма, энтодерма; закладка осей (перед‑зад, спинно‑брюш). неделя $2\text{–}3$.
- Пути: Wnt, Nodal/TGF-β, BMP, FGF; градиенты морфогенов задают судьбу клеток.
- Нарушения: сбой градиентов/Nodal → дефекты осевой организации, проблемы с формированием мезодермы/эндодермы; примеры: дефекты оси, аномалии формирования сердечно‑сосудистой системы.
- Нейруляция
- Описание: формирование нервной трубки из нейроэктодермы. неделя $3\text{–}4$.
- Пути: Shh (градиент вентрально‑дорсальной паттернизации), BMP (дорсальное), Wnt, FGF.
- Нарушения: неправильная складка/задержка закрытия нервной трубки → анэнцефалия, spina bifida; нарушения Shh → голопрозэнцефалия.
- Органогенез
- Описание: дифференцировка органов, сложная морфогенеза. недели $4\text{–}8$ — критический период чувствительности.
- Пути: комплекс взаимодействий — FGF, BMP, Wnt, Notch, Shh, Retinoic acid, TGF-β; также ECM и механические силы.
- Нарушения: мутации/токсические воздействия (ретиноиды, лекарства) или дисбаланс сигналов приводят к: порокам сердца (Notch, BMP), деформациям скелета (FGFR мутации → ахондроплазия), лицево‑челюстным аномалиям (Shh, RA).
- Рост и морфофункциональное созревание (фетальный период)
- Описание: дифференциация, рост тканей, созревание систем. после недели $8$ и далее.
- Пути: гормональные и метаболические сигналы, IGF, гормоны щитовидной железы.
- Нарушения: нарушение питания/гормонов → задержка внутриутробного развития, функциональные дефекты.
Механизмы, как нарушения сигналинга ведут к врожденным дефектам (кратко)
- Сбои морфогеновых градиентов (Wnt, Shh, BMP, Nodal) → неверная позиционная информация → неправильная спецификация клеток и нарушение осей. Пример: нарушение Shh → голопрозэнцефалия.
- Изменения пролиферации/апоптоза (FGF, MAPK, Notch) → гипо‑ или гипертрофия тканей → пороки развития органов (напр., сердечные дефекты при нарушениях Notch).
- Нарушение EMT/миграции (TGF-β, Wnt) → неэффективная нейральная пластика или формирование сердечных валиков → дефекты клапанов/перегородок.
- Генетические мутации в рецепторах/факторах (FGFR, Notch, SHH, TBX) → синдрому/дисрафизму (скелетные дисплазии, синдромы пороков).
- Внешние тератогены (витамин A/ретиноиды, алкоголь, медикаменты) вмешиваются в RA/Wnt/Shh‑сигналинг → спектр врожденных аномалий.
Короткие примеры соответствий путь → дефект
- Shh ↓ или мутация → голопрозэнцефалия, полидактилия/олигодактилию при дисбалансе градиента.
- Notch нарушен → врождённые пороки сердца (дефекты перегородок, клапанов).
- FGFR мутации → скелетные дисплазии (ахондроплазия).
- Nodal/Left‑right сигналы нарушены → Situs inversus, heterotaxy (аномалии расположения органов).
- Недостаток фолатов (влияние на клеточные процессы и эпигенетику) → повышенный риск дефектов закрытия нервной трубки.
(Ключ: многие дефекты — результат нарушения времени, места или интенсивности сигналов: неправильная «доза», время или локализация морфогена дают пороки развития.)