Teratologija

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Teratologija proučava abnormalnosti fiziološkog razvoja u svim organizmima, uključujući biljke tokom cijelog životnog vijeka. To je poddisciplina u medicinskoj genetici koja se fokusira na klasifikaciju urođenih abnormalnosti i dismorfologija. Povezani termin razvojna toksičnost uključuje sve manifestacije abnormalnog razvoja koje su uzrokovane okolinskim povredama. To može uključivati usporavanje rasta, odgođeni mentalni razvoj ili druge kongenitalne poremećaje bez ikakvih strukturnih malformacija.[1]

Teratogeni su tvari koje mogu uzrokovati urođene mane putem toksičnog efekta na embrion ili fetus.[2] Poznati teratogeni uključuju: retinol, talidomid,[3] živu,[4] alkohol,[5] olovo,[6] polihlorirane bifenile (PCB),[7] i 2,3,7,8-tetrahlorodibenzodioksin.[8]

Etimologija[uredi | uredi izvor]

Termin je pozajmljen 1842. iz francuskog tératologie, gdje je nastao 1830. od grčkog τέρας - teras, τέρατ-, što znači znak koji su poslali bogovi, predznak, čudo, čudovište + ologie (-ologija), koristi se za označavanje diskursa, ugovora, nauke, teorije ili studije neke teme.[9]

Još u 17. stoljeću, "teratologija" se odnosila na diskurs o čudesima i čudima svega što je toliko neobično da izgleda nenormalno. U 19. stoljeću dobija značenje koje je bliže povezano sa biološkim deformitacijama, uglavnom u oblasti botanike. Sada, njegovo najinstrumentalnije značenje je medicinsko proučavanje teratogeneze, kongenitalnih malformacija ili osoba sa značajnim malformacijama.

Historijski gledano, ljudi su koristili mnoge pežorativne izraze da opisuju/označe slučajeve značajnih fizičkih malformacija. Šezdesetih godina David W. Smith sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Washington (jedan od istraživača koji je 1973. postao poznat po otkriću fetusnog alkoholnog sindroma),[10] popularizirao termin teratologija. Sa rastom razumijevanja porijekla urođenih mahana, polje teratologije od 2015. preklapa se sa drugim poljima nauke, uključujući razvojnu biologiju, embriologiju i genetiku.

Sve do 1940-ih teratolozi su urođene mahane smatrali prvenstveno nasljednim. Godine 1941. prijavljeni su prvi dobro dokumentirani slučajevi da su uzročnici teških urođenih mahana uzročnici okolišnih agensa.[11]

Sisari[uredi | uredi izvor]

Teratogeneza[uredi | uredi izvor]

Zajedno sa ovom novom svjesnošću o ranjivosti "in utero" razvojnog sisarskog embriona došlo je do razvoja i usavršavanja "Šest principa teratologije", prema Jamesu Wilsonu 1959. godine u monografiji „Okruženje i urođene mane“.[12] Ovi principi vode proučavanju i razumijevanjeu teratogenih agenasa i njihovog djelovanja na organizme u razvoju:

  1. Podložnost teratogenezi zavisi od genotipskog koncepta i načina na koji on stupa u interakciju sa nepovoljnim faktorima okoline.
  2. Podložnost teratogenezi varira u zavisnosti od razvojne faze u trenutku izlaganja štetnom uticaju. Postoje kritični periodi osjetljivosti na uzročnike i organske sisteme na koje utiču ovi agensi.
  3. Teratogeni agensi djeluju na specifične načine na ćelija i tkiva u razvoju kako bi pokrenuli niz abnormalnih razvojnih događaja.
  4. Pristup štetnih uticaja tkivima u razvoju zavisi od prirode uticaja. Nekoliko faktora utiče na sposobnost teratogena da stupi u kontakt sa konceptusom u razvoju, kao što su priroda samog agensa, put i stepen izloženosti majke, brzina placentnog transfera i sistemske apsorpcije i sastav genotipova majke i embriona/fetusa.
  5. Postoje četiri manifestacije devijantnog razvoja (smrt, malformacija, zaostajanje u rastu i funkcionalni defekt).
  6. Manifestacije devijantnog razvoja povećavaju se učestalošću i stepenom kako se doza povećava sa nivoom uočljivih štetnih efekata (NOAEL) do doze koja proizvodi 100% smrtnost (LD100).

Studije osmišljene za testiranje teratogenog potencijala agenasa okoliša koriste sisteme životinjskih modela (npr. pacov, miš, kunić, pas i majmun). Rani teratolozi izlagali su trudne životinje agensima iz okoline i posmatrali fetuse zbog velikih visceralnih i skeletnih abnormalnosti. Iako je ovo i danas dio teratoloških evaluacijskih postupaka, područje teratologije se pomjera na više molekulski nivo, tražeći mehanizam(e) djelovanja pomoću kojih ovi agensi djeluju. Jedan primjer ovoga je korištenje životinjskih modela sisara za procjenu molekulske uloge teratogena u razvoju embrionskih populacija čelija, kao što je nervni greben,[13] što može dovesti do razvoja neurokristopatija. U ovu svrhu obično se upotrebljavaju Genetički modificirani miševi. Osim toga, registri trudnoća su velike, prospektivne studije koje prate izloženost žena tokom trudnoće i bilježe ishod njihovog porođaja. Ove studije pružaju informacije o mogućim rizicima od lijekova ili drugih izloženosti u trudnoći kod ljudi. Preneonatusna izloženost alkoholu (PAE) može izazvati kraniofacijalne malformacije, fenotip koji je vidljiv kod feusnog alkoholnog sindroma.[14] Dosadašnji dokazi sugeriraju da se kraniofacijalne malformacije javljaju putem: apoptoze ćelija nervnog grebena,[15] ometanja migracije ćelija nervnog grebena,[16][17] kao i ometanja signalizacije zvučnog ježa (shh).

Razumijevanje načina na koji teratogen uzrokuje svoj učinak nije važno samo u prevenciji urođenih abnormalnosti, već ima i potencijal za razvoj novih terapijskih lijekova sigurnih za upotrebu kod trudnica.

Alkohol[uredi | uredi izvor]

Poznato je da alkohol djeluje kao teratogen.[18] Preneonatusna izloženost alkoholu (PAE) ostaje vodeći uzrok urođenih mahana i neurorazvojnih abnormalnosti u Sjedinjenim Državama, pogađajući 9,1 do 50 na 1.000 živorođenih u SAD-u i 68,0 do 89,2 na 1.000 u populacijama s visokim nivoom upotrebe alkohola.[19]

Ljudi[uredi | uredi izvor]

Kod ljudi, genetički poremećaj je doveo do oko 510.000 smrtnih slučajeva širom svijeta u 2010.[20]

Oko 3% novorođenčadi ima "veliku fizičku anomaliju", što znači fizičku anomaliju koja ima kozmetičke ili funkcionalne posljedice.[21]

Vakcinacija tokom trudnoće[uredi | uredi izvor]

U ljudi vakcinacija je postala lahko dostupna i važna je za prevenciju nekih bolesti poput dječje paralize, rubeole, malih boginja i COVID-19, između ostalih. Nije bilo povezanosti između kongenitalnih malformacija i vakcinacije, kao što je pokazano u Finskoj, u kojoj su buduće majke primile oralnu vakcinu protiv poliomijelitisa i nisu vidjele razliku u ishodima dojenčadi od majki koje nisu primile vakcinu.[22] Međutim, još uvijek se ne preporučuje vakcinacija protiv dječje paralize u trudnoći osim ako postoji rizik od infekcije.[23] Još jedna važna implikacija ovoga uključuje mogućnost uzimanja vakcina protiv gripe tokom trudnoće. Tokom pandemije gripe 1918. i 1957. godine smrtnost trudnica iznosila je 45%. Međutim, čak i uz prevenciju putem vakcinacije, vakcinacija protiv gripe kod trudnica ostaje niska i iznosi 12%. Munoz et al. pokazali su da nije uočen neželjeni ishod kod novorođenčadi ili majki.[24]

Uzroci[uredi | uredi izvor]

Uzroci teratogeneze mogu se široko klasificirati kao:

Ostale životinje[uredi | uredi izvor]

Fosilni zapisi[uredi | uredi izvor]

Dokaze za kongenitalne deformitete pronađene u fosilnom zapisu proučavaju paleopatolozi, specijalisti za drevne bolesti i povrede. Fosili koji nose dokaze o kongenitalnim deformacijama su naučno značajni jer mogu pomoći da se upozna evolucijska historija životnih razvojnih procesa. Naprimjer, zato što je otkriven primjerak Tyrannosaurus rex sa blokiranim pršljenom, to znači da su se pršljenovi razvijali na isti osnovni način barem od najbližeg zajedničkog pretka dinosaura i sisara. Drugi značajni fosilni deformiteti uključuju izlegao dinosaur nalik ptici, Troodon, čiji je vrh vilice bio uvrnut.[27] Još jedan značajno deformisani fosil bio je primjerak horistodere Hyphalosaurus, koji je imao dvije glave - najstariji poznati primjer policefalija.[28]

Razvoj udova kokošijeg embriona[uredi | uredi izvor]

Talidomid je teratogen za koji se zna da značajno šteti razvoju određenih dijelova tijela i organa u tijelu kao što su oči ili srce.[29] Uočeno je da tokom embriogeneze mnogi različiti organizmi doživljavaju različite utjecaje teratogena na morfogenezu organa i cjelokupni razvoj. Jedan od ovih organizama koji su popularni za proučavanje malformacija koje stvara talidomid su kokošiji. Primjećeno je da talidomid inducira deformacije izrastanja ekstremiteta, izazivanjem oksidativnog stresa i na taj način pojačavajući genetičku signalizaciju putem nepravilne ekspresije koštanomorfogenetskih proteina, BMP.[29] Prema studiji koja je obavljena 2007. godine, rezultati su otkrili da s povećanim oksidativnim stresom talidomid promovira pojačanu regulaciju ciljnog gena Bmp i Wnt antagonista (Dkk1), što zauzvrat inhibira kanonsku signalizaciju Wnt/B-katenina i uočeno je povećanje ćelijske smrti. Ćelijska smrt izazvana talidomidom je značajno smanjena kada je uvođenje inhibitora protiv Bmp, Dkk1 (Wnt antagonist) i Gsk3B (antagonista B-katenina) primijenjeno u pileće embrione, kada je ćelijska smrtnost ekstremitetnog tkiva smanjena.[29] Ovi rezultati pomogli su da se zaključi da su ova tri puta značajno pogođena talidomidom za razvoj udova pilića i da se teratogeni ishodi nedostataka u razvoju udova koje talidomid stvara mogu preokrenuti ako se ova tri puta inhibiraju.

Razvoj udova mišjeg embriona[uredi | uredi izvor]

U rzvoju embriona značajna je retinoidna kiselina (RA). Inducira funkciju oblikovanja udova embrija u razvoju kod vrsta kao što su miševi i drugi udovi kičmenjaka[30] Naprimjer, tokom procesa regeneracije udova trimota povećana količina RA pomiče ud bliže distalnom blastomu i stepen proksimalizacije uda se povećava sa količinom RA tokom procesa regeneracije..[30] Studija je proučavala unutarćelijsku aktivnost RA kod miševa u odnosu na regulaciju enzima CYP26 kod ljudi koji imaju ključnu ulogu u metaboliziranju RA.[30] Ova studija također pomaže da se otkrije da je RA značajna u različitim aspektima razvoja udova u embrionu, ali nepravilna kontrola ili prevelike količine RA mogu imati teratogene učinke, uzrokujući malformacije u razvoju ekstremiteta. Posebno su posmatran CYP26B1 koji je visoko eksprimiran u regijama razvoja udova kod miševa.[30] The lack of CYP26B1 was shown to cause a spread of RA signal towards the distal section of the limb causing proximo-distal patterning irregularities of the limb.[30] Ne samo da je pokazao širenje RA, već je i nedostatak CYP26B1 imao inducirani efekat apoptoze u udovima miša u razvoju, ali odloženo sazrijevanje hondrocita, a to su ćelije koje luče matriks hrskavice, koji je značajan za struktura ekstremiteta.[30] Takođe su posmatrali šta se desilo sa razvojem udova kod miševa divljeg tipa, koji su bez CYP26B1 nedostataka, ali su imali višak RA u embrionu. Rezultati su pokazali sličan uticaj na oblikovanje udova ako su miševi imali nedostatak CYP26B1, što znači da je još uvijek postojao nedostatak proksimalnog distalnog uzorka uočen kada je prisutan višak RA.[30] Zatim se zaključuje da RA ima ulogu morfogena za identifikaciju proksimalno-distalnog obrasca razvoja udova u embrionima miševa i da je CYP26B1 značajan za sprječavanje apoptoze tih tkiva udova za daljnji pravilan razvoj udova miševa in vivo.

Biljke[uredi | uredi izvor]

U botanici, teratologija istražuje teorijske implikacije abnormalnih obrazaca. Naprimjer, otkriće abnormalnog cvijeća— kao što su cvjetovi s lišćem umjesto latica, ili cvijeća sa staminoidnim tučkom — pružilo je važan dokaz za "folijsku teoriju", teoriju da su svi cvjetni dijelovi visoko specijalizirani listovi.

Tipovi biljnih deformacija[uredi | uredi izvor]

Biljke mogu imati mutacije koje dovode do različitih vrsta deformacija kao što su:

  • Fascijacija: Razvoj vrha (vrh rasta) u ravnoj ravni okomitoj na os izduženja
  • Varijegacija: Degeneracija gena, koja se manifestuje između ostalog anomalnom pigmentacijom
  • Virescencija: Anomalan razvoj zelene pigmentacije na neočekivanim dijelovima biljke
  • Filodija: Cvjetni organi ili plodovi pretvoreni u lišće
  • Vještičija metla: Neuobičajeno veliko umnožavanje grana u gornjem dijelu biljke, uglavnom na drveću
  • Pelorizam: Zigomorfni cvijet regresira na svoju staru aktinomorfnu simetriju
  • Proliferacija: Ponavljajući rast cijelog organa, kao što je cvijet

Gale nisu dio biljne teratologije, jer nastaju zbog vanjskih faktora poput ugriza insekata ili parazita.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Rogers, J.M., Kavlock, R.J. (1996). "Developmental toxicology". In C.D. Klaassen (ed.): Casarett & Doull's Toxicology, (5th ed.). pp. 301-331. New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-105476-6.
  2. ^ Thall Bastow B D, Holmes J L (23. 2. 2016). "Teratology and drug use during pregnancy". Medscape. WebMD. Pristupljeno 24. 2. 2016.
  3. ^ Therapontos, Christina (26. 5. 2009). "Thalidomide induces limb defects by preventing angiogenic outgrowth during early limb formation". Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (21): 8573–8. Bibcode:2009PNAS..106.8573T. doi:10.1073/pnas.0901505106. PMC 2688998. PMID 19433787.
  4. ^ Holt, D (april 1986). "The toxicity and teratogenicity of mercuric mercury in the pregnant rat". Archives of Toxicology. 4 (58): 243–8. doi:10.1007/BF00297114. PMID 3718227. S2CID 22045389.
  5. ^ Welch-Carre, Elizabeth (2005). "The Neurodevelopmental Consequences of Prenatal Alcohol Exposure". Advances in Neonatal Care. Medscape. 5 (4): 217–29. doi:10.1016/j.adnc.2005.04.007. PMID 16084479. S2CID 36424689.
  6. ^ Bellinger, DC (juni 2005). "Teratogen update: lead and pregnancy". Birth Defects Research Part A: Clinical and Molecular Teratology. 6 (73): 409–20. doi:10.1002/bdra.20127. PMID 15880700.
  7. ^ Jacobson, J (maj 1997). "Teratogen update: polychlorinated biphenyls". Teratology. 5 (55): 338–47. doi:10.1002/(SICI)1096-9926(199705)55:5<338::AID-TERA6>3.0.CO;2-V. PMID 9261928.
  8. ^ Tuomisto, Jouko (2019). Dioxins and dioxin-like compounds: toxicity in humans and animals, sources, and behaviour in the environment. WikiJournal of Medicine 6(1): 8 | https://doi.org/10.15347/wjm/2019.008
  9. ^ teratology innthe Merriam-Webster Dictionary
  10. ^ Jones K.L.; Smith D.W; Ulleland C.N.; Streissguth A.P. (1973). "Pattern of malformation in offspring of chronic alcoholic mothers". Lancet. 1 (7815): 1267–1271. doi:10.1016/S0140-6736(73)91291-9. PMID 4126070.
  11. ^ "Birth Defects". Howmed.net. 24. 7. 2011. Pristupljeno 1. 11. 2015. Until 1940, it was assumed that congenital defects were caused primarily by hereditary factors. In 1941, the first well-documented cases were reported that an environmental agent (rubella virus) could produce severe anatomic anomalies.
  12. ^ James G. Wilson (1973). Environment and Birth Defects (Environmental Science Series). London: Academic Pr. ISBN 0-12-757750-5.
  13. ^ Cerrizuela, Santiago; Vega‐Lopez, Guillermo A.; Aybar, Manuel J. (2020). "The role of teratogens in neural crest development". Birth Defects Research (jezik: engleski). 112 (8): 584–632. doi:10.1002/bdr2.1644. ISSN 2472-1727. PMID 31926062. S2CID 210151171.
  14. ^ "Fetal alcohol spectrum disorder".
  15. ^ Sulik, K. K (1988). "Teratogens and craniofacial malformations: relationships to cell death". Development. 103: 213–31. doi:10.1242/dev.103.Supplement.213. PMID 3074910.
  16. ^ Yu, Shi (16. 9. 2014). "5-mehtyltetrahydrofolate rescues alcohol-induced neural crest cell migration abnormalities". Molecular Brain (67).
  17. ^ Cartwright, M. (decembar 1995). "Stage-dependent effects of ethanol on cranial neural crest cell development: partial basis for the phenotypic variations observed in fetal alcohol syndrome". Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 6 (19): 1454–62. doi:10.1111/j.1530-0277.1995.tb01007.x. PMID 8749810.
  18. ^ "Alcohol and Pregnancy". American Pregnancy Association. 27. 4. 2019.
  19. ^ Gordis, M.D., Enoch. "Fetal Alcohol Exposure and the Brain". National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism.
  20. ^ Lozano, R (decembar 2012). "Global and regional mortality from 235 causes of death for 20 age groups in 1990 and 2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010". Lancet. 380 (9859): 2095–128. doi:10.1016/S0140-6736(12)61728-0. hdl:10536/DRO/DU:30050819. PMID 23245604. S2CID 1541253.
  21. ^ Kumar, Abbas and Fausto (eds.), Robbins and Cotran's Pathologic Basis of Disease, 7th edition, p. 470.
  22. ^ Harjulehto-Mervaala, T (1993). "Oral Polio Vaccination during Pregnancy: No Increase in the Occurrence of Congenital Malformations". American Journal of Epidemiology. 138 (6): 407–414. doi:10.1093/oxfordjournals.aje.a116873. PMID 8213746.
  23. ^ "Guidelines for Vaccinating Pregnant Women". cdc.gov. Centers for Disease Control and Prevention: Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP). 13. 1. 2021. Although no adverse effects of IPV have been documented among pregnant women or their fetuses, vaccination of pregnant women should be avoided on theoretical grounds. However, if a pregnant woman is at increased risk for infection and requires immediate protection against polio, IPV can be administered in accordance with the recommended schedules for adults.
  24. ^ Munoz, F (2005). "Safety of influenza vaccination during pregnancy". American Journal of Obstetrics and Gynecology. 192 (4): 1098–1106. doi:10.1016/j.ajog.2004.12.019. PMID 15846187.
  25. ^ "Folna kiselina naspram folne kiseline — u čemu je razlika?". 19. avgusta 2019. Provjerite vrijednost datuma u parametru: |date= (pomoć)
  26. ^ "Folic Acid vs. Folate — What's the Difference?". 19. 8. 2019.
  27. ^ Molnar, R. E., 2001, Theropod paleopathology: a literature survey: In: Mesozoic Vertebrate Life, edited by Tanke, D. H., and Carpenter, K., Indiana University Press, p. 337-363.
  28. ^ Ji Q.; Wu X.-C.; Cheng Y.-N. (2010). "Cretaceous choristoderan reptiles gave birth to live young". Naturwissenschaften. 97 (4): 423–428. Bibcode:2010NW.....97..423J. doi:10.1007/s00114-010-0654-2. PMID 20179895. S2CID 8719805.
  29. ^ a b c Knobloch, Jürgen; Shaughnessy, John D.; Rüther, Ulrich (5. 2. 2007). "Thalidomide induces limb deformities by perturbing the Bmp/Dkk1/Wnt signaling pathway". The FASEB Journal. 21 (7): 1410–1421. doi:10.1096/fj.06-7603com. ISSN 0892-6638. PMID 17283219. S2CID 13467186.
  30. ^ a b c d e f g Yashiro, Kenta; Zhao, Xianling; Uehara, Masayuki; Yamashita, Kimiyo; Nishijima, Misae; Nishino, Jinsuke; Saijoh, Yukio; Sakai, Yasuo; Hamada, Hiroshi (1. 3. 2004). "Regulation of Retinoic Acid Distribution Is Required for Proximodistal Patterning and Outgrowth of the Developing Mouse Limb". Developmental Cell (jezik: engleski). 6 (3): 411–422. doi:10.1016/S1534-5807(04)00062-0. ISSN 1534-5807. PMID 15030763.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

Šablon:Biology-footer Šablon:Razvojna biologija Šablon:HealthIssuesOfPlastics