Влияние алкоголизма родителей на эмбриогенез ЦНС

На 4 неделе развития ЦНС человека состоит из трех первичных пузырей.  К 6 неделе развития можно различить  пять вторичных пузырей.  В возрасте 2 месяцев серии складок, сужений и утолщений образуют различные области мозга. Дальнейшее развитие характеризуется преимущественным ростом конечного мозга в форме буквы «С».

Нервная пластинка затем утолщается по своему краю, края ее приподнимаются, образуя нервные валики, которые сливаются друг с другом по средней линии, образуя полую нервную трубку. Процесс, благодаря которому осуществляется формирование нервной пластинки и превращение ее в нервную трубку, называется нейруляцией. Некоторые из клеток, расположенные по краям нервных валиков, остаются между нервной трубкой и вышележащей эктодермой. Эти клетки формируют нервный гребень. Клетки нервного гребня мигрируют в направлении от нервной трубки и образуют большое разнообразие периферических тканей, в том числе нейроны и клетки-спутники в сенсорной, симпатической и парасимпатической нервной системе, клетки надпочечника, пигментные клетки эпидермиса, кости и соединительные ткани в области головы.

По мере развития в  передней (головной или ростральной) части нервной трубки формируется серия утолщений, сужений и изгибов, образующих отдельные анатомические области мозга. Каудальная часть нервной трубки остается относительно простой по строению, сохраняя вид полой трубки, и в дальнейшем на ее основе формируется спинной мозг.

Образование предшественников нервных клеток и глии. Стенка нервной трубки первоначально состоит из одного слоя быстро делящихся клеток. Каждая клетка простирается от полостного, вентрикулярного края к наружной, пиальной поверхности. По мере того, как каждая клетка проходит свой клеточный цикл, ее ядро мигрирует вверх и вниз от вентрикулярной (желудочковой) к пиальной поверхности. Синтез ДНК происходит в то время, когда ядро расположено у пиальной поверхности; во время деления клетки ядро лежит у вентрикулярной поверхности и на некоторое время клетка теряет связь с пиальной поверхностью. После деления одна или обе дочерние клетки могут потерять контакт с вентрикулярной поверхностью и мигрировать вверх. Этот момент является переломным: они превращаются либо в нейроны, либо в клетки глии. Если они мигрируют в направлении от вентрикулярной зоны, большинству этих клеток суждено стать нейронами в постмитотической фазе (то есть они уже никогда не смогут делиться). Предшественники глиальных клеток, с другой стороны, могут делиться даже после достижения своего окончательного месторасположения.

По мере того, как все  больше и больше формируется постмитотических клеток, нервная трубка утолщается и приобретает трехслойное строение: наиболее глубоко расположена вентрикулярная зона (где продолжается деление клеток), затем средняя зона в виде мантии (плащевая зона), где находятся тела мигрирующих нейронов, а также поверхностный краевой (маргинальный) слой, состоящий из отростков более глубоко расположенных клеток. Такая трехслойная структура сохраняется в спинном и продолговатом мозге. В других областях, таких как кора больших полушарий и мозжечок, некоторые нейроны мигрируют в краевую зону и формируют корковую пластинку, которая затем созревает и формирует взрослую кору.

Миграция нейронов в ЦНС. Во многих областях развивающегося мозга, например в коре полушарий и мозжечке, миграция нейронов зависит от радиально расположенных глиальных клеток . Эти клетки поддерживают контакты с вентрикулярной и пиальной поверхностями нервной трубки. По мере утолщения нервной трубки из-за продолжающегося деления клеток в области вентрикулярного слоя и накопления нейронов в промежуточной зоне мантии и кортикальной пластинки, радиальные клетки глии значительно удлиняются. При помощи детального изучения развития мозжечка и коры методами световой и электронной микроскопии показано, что нейроны движутся по «этажерке» из радиально расположенных клеток глии для того, чтобы достичь своего правильного расположения в коре. Наблюдения за мутантными мышами и опыты на клетках, выращенных в культуре подтвердили данное наблюдении о миграции нейронов. Сейчас начинают описываться белки, управляющие подобной миграцией нейронов. Они представляют собой нейрональный гликопротеин, известный как астротактин (astrotactin) и изоформы семейства рецепторов интегрина к молекулам адгезии экстрацеллюлярного матрикса. Нейроны способны мигрировать также и в направлении тех областей нервной системы, где нет радиально расположенных глиальных клеток. Одна интересная популяция нейронов, экспрессируюших гормоны гонадотропина (gonadotropin-releasing hormone (GnRH)), мигрирует с периферии в ЦНС. GnRH клетки проходят расстояние около 2 мм, мигрируя из области обонятельной ямки, эктодермальное производное (плакода) которой также образует эпителий носа, в область гипоталамуса по пути предварительно спроецированного туда аксона.

Белки адгезии внеклеточного  матрикса и миграция клеток нервного гребня. В периферической нервной системе клетки нервного гребня не мигрируют по путям предварительно спроецированного аксона или вдоль структур глиальных клеток. Их миграция управляется механизмами привлечения и отталкивания при контакте с поверхностью клеток и компонентами внеклеточного матрикса. Два белка адгезии внеклеточного матрикса, ламинин (laminin) и фибронектин (fibronectin), концентрируются вдоль путей миграции клеток нервного гребня у эмбриона. Агенты, которые угнетают взаимодействие между рецепторами интегрина и компонентами внеклеточного матрикса, блокируют перемещение in vitro клеток нервного гребня вдоль поверхности, покрытой молекулами адгезии внеклеточного матрикса, а также миграцию in vivo клеток нервного гребня. Другой белок внеклеточного матрикса, Ф-спондин (F-spondin), экспрессируется в областях, граничащих с маршрутами миграции клеток нервного гребня. Он ингибирует перемещение клеток гребня, таким образом направляя их на правильный путь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механизм воздействия  алкоголя на плод

Механизмы алкогольного тератогенеза пока до конца не ясны и мало изучены. Неясным, прежде всего, остается вопрос о том, какое именно соединение обладает тератогенной активностью — сам этанол или его ближайший метаболит — ацетальдегид.

С одной стороны, в  пользу прямого действия этанола  говорит тот факт, что он легко проходит через плаценту, и в крови матери и плода концентрации его быстро становятся сходными, поэтому у пьющей беременной женщины плод фактически развивается в постоянном контакте с алкоголем. Этиловый спирт содержится в высоких концентрациях в органах и тканях плода (особенно в центральной нервной системе) и его токсическое действие усиливается благодаря крайне низкой активности в печени плода фермента алкоголь-дегидрогеназы, разрушающей этанол у взрослого человека. У эмбриона этот фермент отсутствует вообще.

Эксперименты, проведенные  на крысах и морских свинках, показали, что в ранние сроки развития зародыши не способны сами осуществлять разложение алкоголя, алкогольдегидрогеназа у  них появляется только на 17—18-й день развития (у крысы беременность длится 21 день, у морской свинки—62 дня).

Алкоголь не только проходит через плацентарный барьер, но и  поражает саму плаценту, нарушает питание  плода и ухудшает условия его  развития. Доказано, что если беременная женщина употребляет спиртные напитки, то кровь матери несет организму ее будущего ребенка биологический яд. Это касается всех видов алкоголя, в том числе и легких виноградных вин, и пива, употребляемых даже эпизодически, и в малых дозах.

Ацетальдегид же у  здоровых беременных женщин плода не достигает, потому что интенсивно разрушается материнской печенью и плацентой и не обнаруживается в околоплодных водах и тканях плода, по крайней мере, после третьего месяца беременности.

Проведенные исследования, сопоставляющие характер тератогенного действия, производимого этанолом и ацетальдегидом, показали, что ацетальдегид вызывает больше уродств у культивируемого зародыша, чем этанол, хотя "чистый" алкоголь тоже, безусловно, способен индуцировать тератогенный эффект.

Есть, например, предположение о том, что действие алкоголя на плод может быть обусловлено и его способностью вызывать спазм пупочных сосудов и как результат — кислородное голодание плода.

Кроме того, известно, что  во время беременности всасывание этанола  в желудочно-кишечном тракте происходит менее интенсивно, чем в отсутствие ее, поэтому концентрация его в крови не достигает высокого уровня, но удлиняется период его нахождения в крови, других тканях и жидкостях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Патологии развития ЦНС при влиянии алкоголя

 

Большое значение имеет  возраст плода в период токсического воздействия. Если эмбрион поражается в первые двенадцать недель, когда  идет кладка органов, то возникают различные  аномалии развития. Уродства, недоразвитие или отсутствие конечностей, срастание  пальцев, незаращение твердого неба, пороки развития половых органов и др. У 80% детей, родившихся от пьющих женщин, наблюдают слабоумие, эпилепсия и другие психические заболевания. Согласно Международной классификации болезней отдельно выделен алкогольный синдром плода (алкогольная эмбриононопатия, фетальный, т. е. плодный, алкоголизм), представляющий собой сочетание врожденных дефектов, связанных с нарушениями умственного и физического развития детей.

Наиболее часто встречаются  следующие клинические проявления алкогольного синдрома плода:

1) задержка физического  развития (80—90% случаев);

2) диспропорциональное  развитие жировой ткани;

3) гиперреактивность  (54—56%);

4) мышечная гипотония  (40—42%);

5) дисфункция нервной  системы с нарушением умственного  развития (93-95%);

6) черепно-лицевые аномалии  типа микроцефалии с умень  шением размера головы (84—88%); -

7) короткий разрез  глазной щели (92%);

8) уплощенность середины  лица (41—65%);

9) узкая красная кайма  губ (48—70%);

10) дефекты развития  внутренних отделов глаза (49%);

11) эпикантус — складка  у внутреннего угла глаза (57—67%);

12) птоз (24-48%);

13) косоглазие (10%);

14) расщепление неба  и верхней губы;

15) аномалии суставов  с ограничением движений (18-41%);

16) пороки развития  сердца (30—48%).

 Чаще всего у детей отмечается несколько вышеперечисленных клинических симптомов алкогольного синдрома.

Появление более выраженных аномалий отмечается в том случае, если женщина злоупотребляет алкоголем  в период зачатия и беременности. Развивающийся плод, как и все  живые существа, реагирует на внешние и внутренние вмешательства в его жизнь. К негативным факторам относится действие алкоголя, при котором нарушаются процессы размножения и специализации клеток зародыша, что приводит к аномалиям в его развитии. Поэтому женщина, если она собирается забеременеть, должна в течение года до беременности, во время беременности и в период кормления грудью не употреблять алкоголя. Это предупредит задержку умственного и психического развития будущего ребенка, недоразвитие врожденных рефлексов, пороки сердца и почек и многие другие последствия. Если беременность протекает нормально, но женщина употребляет алкоголь в незначительном количестве, у родившихся детей в 10% случаев  выявляются физические недостатки и вес ниже нормы. В поздние сроки беременности алкоголь проникает и через плаценту, попадая в систему кровообращения плода. У таких детей в четырехлетнем возрасте умственные показатели будут ниже нормы.

Вредные факторы действия алкоголя в эмбриональной стадии развития приводят к возникновению тяжелых пороков. Они не оказывают грубых уродств, но проявляются неболышими отклонениями в формировании ребенка — стигмами эмбриогенеза.

Если алкоголь воздействует на ребенка после 28 недель беременности, то пороков не будет, но при этом не исключена патология нервной системы (перинатальное поражение центральной нервной системы). При значительном употреблении алкоголя матерью в половине случаев у ребенка возникает синдром утробного алкоголизма.

Характерными симптомами являются выпуклый лоб, сильно увеличенное расстояние между верхней губой и носом, маленький скошенный подбородок, задержка роста и веса. Выявляются аномалии сердца, почек, скелета, половых органов. Очень часто при алкоголизме родителей у ребенка развивается вторичная микроцефалия. У таких детей наблюдаются диспропорция лицевой и мозговой частей черепа с недоразвитием последней, уменьшение окружности головы на три стандартных отклонения. Обращают на себя внимание узкий лоб, выступающие надбровные дуги, большие уши, высокое и узкое небо. У этих детей в последующем отмечаются задержка психического развития, умственная отсталость различной степени.

В результате поражения  плода алкоголем в перинатальном  периоде нарушается нормальное созревание функциональных систем мозга, которые  обеспечивают формирование таких сложных процессов и функций нервной системы, как поведение, развитие речи, внимания, восприятия, памяти.

У таких детей могут  отмечаться синдром дефицита активного  внимания, синдром гиперреактивного поведения. Таких детей называют бесконтрольными. Они могут быть чрезвычайно активными, расторможенными, неуравновешенными, ни на чем не мо сосредоточиться, отвлекаются. Ребенок может быть трудный как для родителей, так и для учителей. Появляются поведенческие и школьные проблемы, следствием чего является негативное отношение к учебе. В 10-13 лет у таких детей умственный показатель ниже среднего, отмечается снижение роста у 60% мальчиков и 20% девочек.

Около 70% детей гиперактивны, отмечается гипермоторика в виде пошатывания тела, покачивания головы и др. Низкий коэффициент интеллектуального развития (КИР) у детей с АСП, около 65, указывает на умеренную умственную неполноценность. Задержка в умственном развитии имеет различную выраженность и выявляется со школьной скамьи. Страдающие от АСП дети ниже средних способностей, у них налицо дефицит внимания, проблемы с поведением, и как следствие, они плохо обучаемы.

По мере взросления характерные  для АСП  черты стираются и  мало заметны по сравнению с ранним детством. Однако низкий рост и микроцефалия почти всегда перманентны. Умственное развитие детей часто останавливается на уровне начальной школы. Особенные трудности возникают у детей при изучении математики и других точных наук, обнаруживается неспособность к абстрактному мышлению, к пониманию таких категорий  как время и пространство, причина и следствие, а также неспособность к обобщению. Выявляются проблемы в понимании, суждении  и концентрации, что выражается в неадекватном поведении и затрудняет психо-социальную адаптацию. У подростков, страдающих от АРП, нарушена память, они  не в состоянии контролировать своих действия, плохо ладят с окружающими, конфликтны, страдают от частых депрессий, склонны к алкогольной и лекарственной зависимости. Позднее у таких  людей появляются проблемы на работе, нередко они вступают в противоречия  с законом.