Galleria mappe mentale Tossicologia medica Capitolo 10 Tossicità dello sviluppo e teratogenesi
Questa è una mappa mentale sulla tossicità per lo sviluppo e sulla teratogenicità nel capitolo 10 di Tossicologia, inclusa la tossicità per lo sviluppo e la teratogenicità, il meccanismo d'azione teratogeno (tossicità per lo sviluppo), i test e la valutazione della tossicità per lo sviluppo e della teratogenicità, ecc.
Modificato alle 2023-12-17 16:31:14個人求職簡歷模板的暗黑配色方案,包括個人簡介、職業規劃、行業經驗、自我評價等多個部分,讓你的簡歷更出彩。使用模板可以極大地提高效率,用戶不需要從頭開始設計結構和內容,只需在模板的基礎上填寫或添加自己的信息即可,這樣可以節省大量的時間和精力,歡迎參考使用!持續分享給大家……
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Capitolo 10 Tossicità sullo sviluppo ed effetti teratogeni
Sezione 1 Panoramica
1. Tossicologia dello sviluppo
È un ramo importante della tossicologia. Studia gli esiti anormali dello sviluppo e i relativi meccanismi di sviluppo degli organismi in via di sviluppo dovuti all'esposizione a fattori ambientali dannosi prima della nascita durante il processo di sviluppo delle uova fecondate, della gestazione, della patogenesi postnatale e sessuale fattori e tossicocinetica, ecc.
2. Una breve storia della ricerca sulla teratogenesi
Incidente della talidomide
Sezione 2 Tossicità per lo sviluppo e teratogenicità
concetto di base
Malformazione: si riferisce a difetti nell'anatomia di un organismo in via di sviluppo. Può avere effetti dannosi sull'aspetto, sulle funzioni fisiologiche e/o sulla durata della vita e può portare alla sopravvivenza o alla morte
teratogeno
2.Mutazione
sono cambiamenti nell'aspetto controllati da fattori genetici ed extragenetici, o differenze dovute a cambiamenti nella differenziazione
Si riferisce al fenomeno per cui a volte lo stesso fenomeno si verifica tra prole e genitori della stessa specie o tra individui della prole.
3. Tossicità del corpo embrionale-fetale
In senso lato, comprende vari danni alla struttura e alla funzione del concepito. In senso stretto, si riferisce alla morte e al ritardo della crescita del concepito, escluse le malformazioni strutturali.
Distinguere tra i due stadi del corpo embrionale e del corpo fetale
Principali caratteristiche del danno in ogni fase
4. Tossicità per lo sviluppo
Si riferisce agli effetti dannosi indotti dall'esposizione a fattori nocivi prima e dopo la nascita e prima che la prole diventi adulta. Le principali manifestazioni sono:
morte dell'organismo in via di sviluppo
L'uovo fecondato muore prima di svilupparsi;
La blastocisti muore prima dell'impianto (perdita precoce della gravidanza)
Morte ad un certo stadio di sviluppo dopo l'impianto
La morte prematura viene assorbita o espulsa dall'utero (aborto spontaneo) La morte tardiva diventa natimortalità
cambiamenti di crescita
Gli indicatori di ritardo della crescita, crescita e sviluppo sono 2 deviazioni standard al di sotto della media dei controlli normali
Anomalia strutturale
Si riferisce alla struttura morfologica anormale del feto, cioè alla malformazione
difetti funzionali
Cioè, attività biochimica, fisiologica, metabolica, immunitaria, neurologica e difetti o anomalie comportamentali del feto
Difetto congenito: si riferisce a disturbi dello sviluppo che si verificano prima della nascita di un bambino, comprese deformità e difetti funzionali. Come malattie cardiache congenite, labbro leporino e palatoschisi, malformazione del tubo neurale, ipospadia, criptorchidismo, ecc.
Esiti avversi della gravidanza (esiti avversi della gravidanza): si riferisce all'incapacità della gravidanza di produrre prole con aspetto e funzionalità normali.
Caratteristiche e fattori che influenzano la tossicità dello sviluppo
Rispetto agli effetti tossici su altri sistemi di organi, gli effetti tossici sullo sviluppo delle sostanze chimiche esogene hanno caratteristiche significative:
La teratogenicità è influenzata da molti fattori, tra cui il periodo sensibile, il tipo genetico, la dose, la tossicità materna, ecc.
(1) Caratteristiche degli effetti tossici sullo sviluppo e dei periodi sensibili teratogeni nei vari stadi di sviluppo
Dopo la fecondazione, l'ovulo si sviluppa fino alla nascita, che viene chiamata concepito.
Il processo di sviluppo dalla fecondazione al neonato passa attraverso:
Periodo preimpianto
Conosciuta anche come fase di pre-differenziazione, inizia dal momento della fecondazione e termina prima del completamento dell'impianto. Questo periodo è di 11-12 giorni negli esseri umani; i primi 6 giorni nei roditori
In questo momento, la blastocisti danneggiata è soggetta a morte, fenomeno chiamato perdita preimpianto. Alcuni veleni chimici agiscono sulla blastocisti, provocandone la morte e la perdita
Tossicità dello sviluppo preimpianto
Si ritiene generalmente che in questo periodo si verifichino raramente effetti teratogeni specifici. Esistono anche esempi di malformazioni fetali causate dall'esposizione a tossine durante le prime fasi della gravidanza.
Lo stadio dell'organogenesi che ha maggiori probabilità di causare malformazioni
Il periodo di tempo dopo l'impianto della gravidanza fino alla chiusura del palato duro. È un periodo critico per l'insorgenza di malformazioni strutturali, noto anche come periodo sensibile teratogeno. Durante questo periodo, la maggior parte degli organi ha un periodo particolarmente sensibile agli effetti teratogeni, che è la cosiddetta "finestra target" temporale
Calcolato dalla data della fecondazione: 3-8 settimane per l'uomo; 6-15 giorni per ratti e topi;
Tossicità dello sviluppo durante l'organogenesi
La stessa dose di un teratogeno entra in contatto con l'embrione durante il periodo sensibile, Possono verificarsi diverse malformazioni a seconda dello stadio di sviluppo dell'embrione.
Durante il periodo di formazione degli organi, oltre alla teratogenesi, l'avvelenamento può causare anche la morte embrionale. Gli esseri umani e i primati finiscono per avere un aborto spontaneo e un feto con più figli viene riassorbito dopo la morte dell'embrione, in un processo chiamato riassorbimento.
Durante questo periodo, le sostanze chimiche esogene mostrano tossicità per lo sviluppo, tra le quali le malformazioni strutturali sono le più importanti, così come la morte embrionale e il ritardo della crescita.
periodo fetale
Il periodo che va dalla fine della formazione degli organi (dal giorno 56-58 nell'uomo) al parto
Considerando la differenziazione dei tessuti, la crescita e la maturazione fisiologica come caratteristiche di base, è probabile che l'esposizione a sostanze tossiche per lo sviluppo abbia effetti sulla crescita e sulla maturazione funzionale
Ritardo di crescita generalizzato
disfunzione specifica
cancerogenesi transplacentare
natimortalità
Sviluppo perinatale e postnatale
Principali manifestazioni di tossicità per lo sviluppo:
immunotossicità per lo sviluppo
anomalie dello sviluppo neurocomportamentale
tumori infantili
Il periodo perinatale è il periodo più sensibile della vita agli agenti cancerogeni. Molti tumori infantili ad alta incidenza (come la leucemia linfoblastica acuta, il neuroblastoma, il teratoma presacrale, ecc.) possono essere correlati a fattori prenatali.
Poiché le cellule proliferano rapidamente durante questo periodo, l’ontogenesi degli enzimi che metabolizzano i farmaci è incompleta e la funzione di sorveglianza immunitaria è bassa.
immunotossicità per lo sviluppo
Diossine, cipermetrina, etanolo, ecc. → influenzano lo sviluppo, la differenziazione, la migrazione, l'homing e la funzione delle cellule T postnatali, delle cellule B e dei fagociti
In definitiva, danneggiando temporaneamente o permanentemente il sistema immunitario della prole
neurotossicità dello sviluppo
Si manifesta come effetti sulla sensazione, sul movimento, sull'autonomia e sulla cognizione
Consumo di alcol durante la gravidanza → Sindrome alcolica fetale (FAS)
Il fumo dei genitori (nicotina) può alterare lo sviluppo dei recettori nicotinici nel sistema nervoso centrale del feto e aumentare i disturbi dell'apprendimento, del comportamento e dell'attenzione dopo la nascita.
(2) Modello dose-risposta della tossicità sullo sviluppo
Oltre alla morte di quasi tutti gli embrioni nella lettiera a dosi più elevate, coesistono feti normali, ritardo della crescita e malformazioni strutturali: questo tipo è più comune
La teratogenesi può verificarsi a dosi molto inferiori alla letalità embrionale e può persino causare teratogenesi nell'intera cucciolata: questo modello indica che la sostanza in esame è altamente teratogena ed è meno comune.
Ritardo della crescita e letalità embrionale ma nessuna malformazione
Concetto di soglia di tossicità per lo sviluppo
Richiede un numero enorme di campioni ed è difficile trovare sperimentalmente una relazione dose-risposta con un'incidenza molto bassa;
La maggior parte dei meccanismi di tossicità per lo sviluppo non sono chiari e supportano o non supportano l’esistenza di una soglia
Considera la differenza tra soglie individuali e soglie di gruppo
(3) Differenze tra le specie nella tossicità dello sviluppo
Tossicità materna e tossicità dello sviluppo
Tossicità materna: si riferisce agli effetti dannosi delle sostanze chimiche esogene sulla madre incinta a una determinata dose. Manifestazioni specifiche comprendono la perdita di peso, lo sviluppo di alcuni sintomi clinici e la morte.
(1) L'influenza dei fattori materni sulla tossicità dello sviluppo
Genetica, malattia, nutrizione, stress, tossicità per la placenta
(2) La relazione tra tossicità materna e tossicità embrionale
1. Tossico per lo sviluppo, ma non tossico per la madre
2. La tossicità sullo sviluppo e la tossicità materna si verificano simultaneamente
3. Ha tossicità materna ma non ha effetti teratogeni.
4. A una certa dose non si verifica né tossicità materna né tossicità per lo sviluppo.
tossicità dello sviluppo paterno
Un numero crescente di studi epidemiologici sulla popolazione ha scoperto che alcuni difetti congeniti sono legati anche a fattori maschili, noti come difetti congeniti paterni.
I principali fattori che causano difetti congeniti paterni sono difetti genetici, fattori di età e fattori di esposizione esterna (comprese esposizioni professionali e ambientali, chemioterapia e radioterapia, altri farmaci e cattive abitudini come bere e fumare. Questi fattori hanno effetti negativi sullo sviluppo dell'individuo). attraverso gli effetti del padre, da qui il nome di tossicità dello sviluppo paterno
(1) Principali manifestazioni di tossicità sullo sviluppo paterno
1. Aborto spontaneo o difetti congeniti
2.Tumori infantili
3. Squilibrio nel rapporto di natalità tra maschi e femmine
(2) La relazione tra fattori paterni e tossicità dello sviluppo
1. Relativo allo sviluppo anormale delle cellule germinali maschili causato da fattori ambientali
2. Una piccola quantità di veleni per lo sviluppo, come l'alcol, può penetrare negli ovuli fecondati e persino negli embrioni in via di sviluppo attraverso lo sperma, causando effetti avversi.
Sezione 3 Meccanismo d'azione teratogeno (tossicità per lo sviluppo).
(1) Meccanismi comuni di tossicità dello sviluppo
1.Mutazioni genetiche e aberrazioni cromosomiche
2. Danno e morte cellulare
3. Interferire con le interazioni cellula-cellula
4. Provoca tossicità per lo sviluppo attraverso la tossicità placentare
5. Disturbare l'omeostasi materna
6. Riprogrammazione intrauterina e tossicità dello sviluppo embrionale
(2) Riprogrammazione intrauterina e tossicità dello sviluppo embrionale
1. Definizione di riprogrammazione e riprogrammazione intrauterina
2. Cambiamenti epigenetici ereditari nei livelli di espressione genica causati da cambiamenti nella sequenza non del DNA
(1) Metilazione del DNA
(2) Modificazione dell'istone: acetilazione, metilazione, fosforilazione, ubiquitinazione
(3) RNA non codificante: miRNA, siRNA, LncRNA
(4) Rimodellamento della cromatina
3. Riprogrammazione precoce dello sviluppo embrionale
Imprinting genomico, inattivazione del cromosoma X, regolazione della differenziazione tissutale
4. Riprogrammazione intrauterina e malattie epigenetiche correlate come obesità, iperglicemia, malattie cardiovascolari e malattie psichiatriche e neurologiche
Test e valutazione della tossicità per lo sviluppo e della teratogenicità
Test di tossicità sullo sviluppo dei mammiferi·
Vantaggi: È facile controllare le condizioni di contatto, il numero, l'età, lo stato degli animali da contatto e selezionare gli indicatori dell'effetto di rilevamento (punti finali). Anche gli effetti minori sono interessanti per studiare gli effetti sull’uomo
Svantaggi: vi è incertezza nell'estrapolazione dei risultati dei test sugli esseri umani e la specificità nel predire la teratogenicità negli esseri umani non è sufficientemente elevata da estrapolare dai risultati di esposizione a dosi più elevate per gli esseri umani (dose di esposizione inferiore) e vi sono anche differenze tra gli esseri umani le differenze individuali sono maggiori di quelle degli animali
Test di tossicità in tre fasi (libro di testo p209)
Paragrafo I: Prove di tossicità sulla fertilità e sullo sviluppo embrionale precoce (prove generali di tossicità riproduttiva)
Sezione II: Test di tossicità corpo embrione-corpo fetale (test di teratogenicità)
Sezione III: Test di tossicità sullo sviluppo prima e dopo la nascita (test di tossicità perinatale)
Studi epidemiologici e identificazione di sostanze tossiche per lo sviluppo umano
Utilizzare metodi epidemiologici per studiare l’impatto delle sostanze tossiche per la riproduzione nell’ambiente sulla riproduzione e lo sviluppo della popolazione, compresa la natura, l’entità e le cause
La ricerca epidemiologica ambientale deve essere coordinata con l’individuazione di sostanze chimiche tossiche ambientali e con l’individuazione di biomarcatori umani, cioè la ricerca epidemiologica molecolare.
La ricerca epidemiologica ambientale non è un’indagine epidemiologica generale: deve essere progettata scientificamente, selezionare rigorosamente oggetti e controlli e quantificare oggettivamente gli indicatori di osservazione.
Criteri per l'identificazione dei teratogeni umani
Un improvviso aumento della frequenza di un particolare difetto o di più difetti insieme (sindrome)
Un aumento dei difetti associati a un cambiamento ambientale noto (come l’uso diffuso di un nuovo farmaco)
Sindrome caratterizzata da difetti caratteristici causati dall'esposizione a determinati cambiamenti ambientali durante fasi specifiche della gravidanza
Mancanza di altri fattori comuni in gravidanza che causano difetti caratteristici nei bambini
Screening iniziale e test sostitutivi per la tossicità dello sviluppo
Test di screening primario in vivo
Test C.K: la maggior parte dei danni subiti prima della nascita si manifesterà dopo la nascita come ridotta vitalità e/o fallimento della crescita. Pertanto, dopo la nascita dei topi, lo scopo dello screening primario può essere raggiunto osservando le manifestazioni di tossicità dello sviluppo come deformità dell'aspetto, morte embrionale, ritardo della crescita, ecc. senza condurre esami viscerali e scheletrici in esperimenti convenzionali.
Test di screening preliminare in vitro
Coltura di embrioni interi di ratto
Coltura di micromassa di cellule embrionali
Esperimento sulle cellule staminali embrionali di topo
Test di screening preliminare dell'organismo modello