teratoloji - Teratology

Teratoloji , tüm yaşam süresi boyunca bitkiler de dahil olmak üzere tüm organizmalarda fizyolojik gelişim anormalliklerinin incelenmesidir . Bir alt disiplin Tıbbi Genetik sınıflandırılması üzerinde duruluyor konjenital anomalilerin olduğu Dismorfoloji . İlgili terim gelişimsel toksisite , çevresel hasarın neden olduğu anormal gelişimin tüm belirtilerini içerir. Bunlar büyüme geriliği, gecikmiş zihinsel gelişim veya herhangi bir yapısal bozukluğu olmayan diğer doğuştan gelen bozuklukları içerebilir .

Teratojenler , embriyo veya fetüs üzerinde toksik etki yoluyla doğum kusurlarına neden olabilen maddelerdir . Bilinen teratojenler şunları içerir: talidomid , cıva , alkol , kurşun ve poliklorlu bifeniller (PCB'ler).

etimoloji

Terim 1842'de Fransız tératologie'den ödünç alındı , burada 1830'da Yunanca τέρας teras ( kelime kökü τέρατ- terat- ), "tanrılar tarafından gönderilen işaret, alamet, mucize, canavar" ve -ologie -ology'den oluşturuldu. , bir konunun bir söylemini, antlaşmasını, bilimini, teorisini veya çalışmasını belirtmek için kullanılır.

17. yüzyılın başlarında, teratoloji , anormal görünecek kadar olağanüstü olan herhangi bir şeyin mucizeleri ve harikaları üzerine bir söyleme atıfta bulundu. 19. yüzyılda, daha çok botanik alanında, biyolojik deformasyonlarla daha yakından ilgili bir anlam kazanmıştır. Şu anda, en araçsal anlamı, teratogenez, konjenital malformasyonlar veya önemli malformasyonları olan bireylerin tıbbi çalışmasıdır . Tarihsel olarak, insanlar önemli fiziksel malformasyon vakalarını tanımlamak/etiketlemek için birçok aşağılayıcı terim kullanmışlardır. 1960'larda Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden David W. Smith ( 1973'te fetal alkol sendromunun keşfiyle tanınan araştırmacılardan biri ), teratoloji terimini popüler hale getirdi . Doğum kusurlarının kökenlerinin anlaşılmasının artmasıyla birlikte, 2015 itibariyle teratoloji alanı, gelişim biyolojisi , embriyoloji ve genetik dahil olmak üzere diğer bilim alanlarıyla örtüşmektedir . 1940'lara kadar teratologlar doğum kusurlarını öncelikle kalıtsal olarak görüyorlardı. 1941'de, ciddi doğum kusurlarına neden olan çevresel ajanların ilk iyi belgelenmiş vakaları rapor edildi.

memeli

teratogenez

Gelişmekte olan memeli embriyosunun rahim içi savunmasızlığına ilişkin bu yeni farkındalıkla birlikte, bugün hala uygulanan Teratolojinin Altı İlkesi'nin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi geldi . Teratolojinin bu ilkeleri 1959'da Jim Wilson tarafından Çevre ve Doğum Kusurları adlı monografisinde ortaya konmuştur . Bu ilkeler, teratojenik ajanların ve bunların gelişmekte olan organizmalar üzerindeki etkilerinin araştırılmasına ve anlaşılmasına rehberlik eder:

  1. Teratogeneze duyarlılık , kavramın genotipine ve bunun olumsuz çevresel faktörlerle etkileşime girme şekline bağlıdır.
  2. Teratogeneze duyarlılık, olumsuz bir etkiye maruz kalma sırasındaki gelişim aşamasına göre değişir. Ajanlara ve bu ajanlardan etkilenen organ sistemlerine karşı kritik duyarlılık dönemleri vardır.
  3. Teratojenik ajanlar, anormal gelişimsel olaylar dizisini başlatmak için gelişen hücreler ve dokular üzerinde belirli şekillerde hareket eder.
  4. Olumsuz etkilerin gelişmekte olan dokulara erişimi, etkinin doğasına bağlıdır. Bir teratojenin, ajanın kendisinin doğası, maternal maruziyetin yolu ve derecesi, plasental transfer ve sistemik absorpsiyon hızı ve maternal ve embriyonik/fetal genotiplerin bileşimi gibi gelişmekte olan bir konseptus ile temas etme kabiliyetini etkiler.
  5. Sapkın gelişimin dört tezahürü vardır (Ölüm, Malformasyon, Büyüme Geriliği ve Fonksiyonel Kusur).
  6. Doz, Gözlenebilir Olumsuz Etki Yok Düzeyinden (NOAEL) %100 Ölümcüllük (LD100) üreten bir doza yükseldikçe, sapma gelişiminin belirtileri sıklık ve derece bakımından artar .

Çevresel ajanların teratojenik potansiyelini test etmek için tasarlanan çalışmalar, hayvan modeli sistemlerini (örn., sıçan, fare, tavşan, köpek ve maymun) kullanır. İlk teratologlar hamile hayvanları çevresel ajanlara maruz bıraktılar ve fetüsleri büyük iç organ ve iskelet anormallikleri açısından gözlemlediler. Bu, bugün hala teratolojik değerlendirme prosedürlerinin bir parçası olsa da, Teratoloji alanı, bu ajanların etki ettiği etki mekanizma(lar)ını araştırarak daha moleküler bir düzeye geçiyor . Bunun bir örneği , Nörokristopatilerin gelişmesine yol açabilen Nöral Crest gibi embriyonik popülasyonların gelişiminde Teratojenlerin moleküler rolünü değerlendirmek için memeli hayvan modellerinin kullanılmasıdır . Genetiği değiştirilmiş fareler bu amaç için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ek olarak, gebelik kayıtları, kadınların hamilelikleri sırasında maruz kaldıkları maruziyetleri izleyen ve doğumlarının sonuçlarını kaydeden büyük, ileriye dönük çalışmalardır. Bu çalışmalar, insan gebeliklerinde olası ilaç riskleri veya diğer maruziyetler hakkında bilgi sağlar. Prenatal alkole maruz kalma (PAE), Fetal Alkol Sendromunda görülen bir fenotip olan kraniyofasiyal malformasyonlar üretebilir. Mevcut kanıtlar, kraniyofasiyal malformasyonların şu yollarla meydana geldiğini göstermektedir: nöral krest hücrelerinin apoptozu, nöral krest hücre göçüne müdahale ve ayrıca sonik kirpi (shh) sinyalinin bozulması.

Bir teratojenin etkisine nasıl neden olduğunu anlamak , yalnızca doğuştan gelen anormallikleri önlemede önemli değildir, aynı zamanda hamile kadınlarla kullanım için güvenli yeni terapötik ilaçlar geliştirme potansiyeline de sahiptir.

Alkol

Alkolün teratojen gibi davrandığı bilinmektedir. Prenatal alkol maruziyeti (PAE), Amerika Birleşik Devletleri'nde doğum kusurlarının ve nörogelişimsel anormalliklerin önde gelen nedeni olmaya devam etmektedir ve ABD'de 1000 canlı doğumda 9,1 ila 50'yi ve yüksek düzeyde alkol kullanımı olan popülasyonlarda 1000'de 68,0 ila 89,2'yi etkilemektedir.

insanlar

Gelen insanlar , doğuştan bozukluklar küresel 2010'da 510.000 ölümlerin yaklaşık sonuçlandı.

Yenidoğanların yaklaşık %3'ünde kozmetik veya işlevsel önemi olan fiziksel bir anomali anlamına gelen "majör fiziksel anomali" vardır.

Hamileyken aşı yapmak

Gelen insanlar , aşılama hazır hale gelir ve diğerleri arasında çocuk felci, kızamıkçık, çiçek hastalığı ve Covid-19 gibi bazı hastalıkların önlenmesi için önemlidir gelmiştir. Bebek bekleyen annelerin oral çocuk felci aşısı aldığı ve bebek sonuçlarında aşı almayan annelere göre hiçbir fark görmediği Finlandiya'da gösterildiği gibi, konjenital malformasyonlar ile aşı arasında bir ilişki yoktur. Ancak yine de enfeksiyon riski olmadıkça hamileyken çocuk felci aşısı yapılması önerilmez. Bunun bir diğer önemli anlamı, hamileyken grip aşısı olma yeteneğini içerir. 1918 ve 1957 influenza pandemileri sırasında hamile kadınlarda ölüm oranı %45 idi. Bununla birlikte, aşı yoluyla korunmada bile, hamile kadınlarda grip aşısı %12 ile düşük kalmaktadır. Munoz et al. yeni bebeklerde veya annelerde herhangi bir olumsuz sonuç gözlemlenmediğini göstermiştir.

nedenler

Teratogenezin nedenleri genel olarak şu şekilde sınıflandırılabilir:

Diğer hayvanlar

fosil kaydı

Fosil kayıtlarında bulunan konjenital şekil bozukluklarına ilişkin kanıtlar, eski hastalık ve yaralanma uzmanları olan paleopatologlar tarafından incelenir. Konjenital deformasyon kanıtı taşıyan fosiller bilimsel olarak önemlidir çünkü bilim adamlarının yaşamın gelişim süreçlerinin evrimsel tarihini anlamalarına yardımcı olabilirler. Örneğin, bir Tyrannosaurus rex örneğinin bir blok vertebra ile keşfedilmiş olması , omurların en azından dinozorların ve memelilerin en son ortak atasından beri aynı temel şekilde geliştiği anlamına gelir. Diğer dikkate değer fosil deformasyonları arasında , çenesi bükülmüş olan kuş benzeri dinozor Troodon'un kuluçkadan çıkan bir örneği yer alır . Başka bir özellikle de deforme fosil bir numunesi olduğu choristodere Hyphalosaurus iki arasında kafaları bilinen en eski örnek vardı disefali .

Civciv embriyo uzuv gelişimi

Talidomid , vücuttaki gözler veya kalp gibi belirli vücut bölümlerinin ve organlarının gelişimine önemli ölçüde zararlı olduğu bilinen bir teratojendir. Embriyogenez sırasında birçok farklı organizmanın teratojenlerin genel olarak organ morfogenezi ve gelişimi üzerinde farklı etkileri yaşadığı gözlemlenmiştir. Talidomidin yarattığı malformasyonları incelemek için popüler olan bu organizmalardan biri de civciv embriyolarıdır. Talidomidin, oksidatif stresi indükleyerek ve böylece kemik morfojenik proteinleri Bmp'nin düzensiz ekspresyonu yoluyla genetik sinyalleşmeyi artırarak uzuv büyüme deformitelerini indüklediği gözlemlenmiştir . 2007'de yapılan bir araştırmaya göre, sonuçlar, artan oksidatif stres talidomid teşvikleri ile Bmp hedef geninin ve Wnt antagonistinin (Dkk1) yukarı regülasyonunu desteklediğini, bunun da kanonik Wnt/B-katenin sinyalini engellediğini ve hücre ölümünde artış gözlendi. Bmp, Dkk1 (Wnt antagonisti) ve Gsk3B'ye (B-katenin antagonisti) karşı inhibitörlerin eklenmesi civciv embriyolarına uygulandığında talidomid kaynaklı hücre ölümü önemli ölçüde azaldı ve uzuv dokusunun hücre ölümü azaldı. Bu sonuçlar, civciv uzuv gelişimi için talidomid tarafından önemli ölçüde etkilenen bu üç yolun ve talidomidin oluşturduğu uzuv gelişim eksikliklerinin teratojenik sonuçlarının, bu üç yol inhibe edilirse tersine çevrilebileceği sonucuna varılmasına yardımcı oldu.

Fare embriyo uzuv gelişimi

Retinoik asit (RA) embriyonik gelişimde önemlidir. Fareler ve diğer omurgalı uzuvları gibi türlerde gelişmekte olan bir embriyonun uzuv modellenmesi işlevini indükler Örneğin, yeni bir uzvun rejenerasyonu sürecinde artan miktarda RA, uzuvu distal blastoma ve proksimalizasyonun kapsamına daha yakın hareket ettirir. Rejenerasyon işlemi sırasında mevcut olan RA miktarı ile uzuv artar. Bir çalışma, RA'nın metabolize edilmesinde kritik bir rol oynayan insan düzenleyici CYP26 enzimleriyle ilgili olarak farelerde hücre içi RA aktivitesine baktı. Bu çalışma aynı zamanda RA'nın bir embriyoda uzuv gelişiminin çeşitli yönlerinde önemli olduğunu ortaya çıkarmaya yardımcı olur, ancak düzensiz kontrol veya aşırı miktarda RA, uzuv gelişiminde malformasyonlara neden olan teratojenik etkilere neden olabilir. Özellikle farelerde uzuv gelişimi bölgelerinde yüksek oranda ifade edilen CYP26B1'e baktılar . CYP26B1 eksikliğinin, uzvun distal kısmına doğru RA sinyalinin yayılmasına neden olduğu ve uzuvda proksimo-distal patern düzensizliklerine neden olduğu gösterilmiştir. Sadece RA'nın yayıldığını göstermekle kalmadı, aynı zamanda CYP26B1'deki bir eksiklik , gelişmekte olan fare uzvunda indüklenmiş bir apoptoz etkisi gösterdi, ancak uzuv yapısı için önemli olan bir kıkırdak matrisi salgılayan hücreler olan kondrosit olgunlaşmasını geciktirdi . Ayrıca, CYP26B1 eksikliği olmayan ancak embriyoda fazla miktarda RA bulunan fareler olan vahşi tip farelerde uzuvların gelişimine ne olduğuna da baktılar. Sonuçlar, farelerde CYP26B1 eksikliği varsa, uzuv paternine benzer bir etki gösterdi, bu da aşırı RA mevcut olduğunda hala bir proksimal distal patern eksikliği olduğu anlamına geliyordu. Bu, daha sonra, RA'nın, fare embriyolarında ekstremite gelişiminin proksimal distal modelini tanımlamak için bir morfojen rolünü oynadığı ve CYP26B1'in, bu ekstremite dokularının apoptozunu farelerin in vivo olarak daha da uygun gelişimine önlemek için önemli olduğu sonucuna varır.

plantae

Olarak botanik , teratoloji anormal örneklerin teorik sonuçlarını inceler. Örneğin, anormal çiçeklerin keşfi - örneğin, taç yaprakları yerine yapraklı çiçekler veya staminoid pistilleri olan çiçekler - tüm çiçek parçalarının son derece özel yapraklar olduğu teorisi olan " yaprak teorisi " için önemli kanıtlar sağladı .

Bitkilerdeki deformasyon türleri

Bitkiler, aşağıdakiler gibi farklı deformasyon türlerine yol açan mutasyonlara sahip olabilir:

  • Fasciation  : Uzama eksenine dik düz bir düzlemde apeksin (büyüyen uç) gelişimi,
  • alacalılık  : genlerin dejenerasyonu, diğer şeylerin yanı sıra anormal pigmentasyonla kendini gösterir,
  • virescence  : bitkinin beklenmedik kısımlarında anormal yeşil pigmentasyon gelişimi,
  • phyllody  : çiçek organları veya meyveler yapraklara dönüşür,
  • cadı süpürgesi  : bitkinin üst kısmında, özellikle ağaçta alışılmadık derecede yüksek dallar,
  • pelory  : zigomorfik çiçek atalarının aktinomorf simetrisine geriler ,
  • çoğalma: bir çiçek gibi bütün bir organın tekrarlayan büyümesi

Galller , böcek ısırıkları veya parazitler gibi dış etkenlerden dolayı aşırı büyüdüğü için bitkisel teratolojinin bir parçası değildir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar