Лица формируются на самых ранних стадиях эмбриологии. от www.shutterstock.com

Ваше лицо длинное? Широкий? Большой нос? Маленькие уши? Высокий лоб?

Именно наши лица характеризуют то, как мир видит нас, и как мы узнаем наших близких друзей и семью. Если вам повезло родиться с очень симметричным или очень уникальным лицом, возможно, у вас может быть карьера модели или актера.

Но как возникают наши лица - и что происходит, когда дела идут плохо? Нам нужно оглянуться назад на ранние этапы жизни, чтобы это выяснить.

Из оплодотворенной клетки

Как и люди, у большинства существ в животном мире мгновенно узнаваемое лицо. Такие отличительные черты, как туловище слона, длинные челюсти и обилие острых зубов крокодила, разнообразные формы и размеры птичьих клювов и уникальный клюв утконоса - все они различимы и узнаваемы.

Наши лица возникают на самых ранних этапах жизни. И совершенно невероятно, что процессы, которые порождают все эти отличительные черты - животного и человека - исключительно хорошо сохраняются (то есть не сильно изменились в ходе эволюционной истории). Среди людей и других существ с позвоночником (вместе известных как позвоночные) гены и биологические процессы, которые делают лицо, действительно очень похожи.

Все животные и люди начинают как оплодотворенная клетка. Через тысячи клеточных делений ткани, которые в конечном итоге составят череп, челюсти, кожу, нервные клетки, мышцы и кровеносные сосуды, формируются и объединяются, чтобы создать наше лицо. Это черепно-лицевые ткани.

Лицо является одним из самых ранних узнаваемых признаков, которые формируются в зародыше, с будущим глазом, носом, ухом и тканями, которые в конечном итоге сформируют верхнюю и нижнюю челюсти, все это будет установлено примерно 7-8 недель в беременности человека.

Слияние двух сторон

К шестой неделе развития человека произошли основные процессы слияния лица - две стороны развивающегося носа соединятся друг с другом и с тканью, которая станет верхней губой. Это первое слияние (формирование «первичного неба») устанавливает правильную анатомию лица и служит структурным ориентиром для следующего крупного события слияния - вторичного или твердого неба.

Формирование лица - ткани, которые включают будущий нос и верхнюю губу (красные), боковые стороны носа (синие) и верхнюю и нижнюю челюсти (зеленые), возникают к 4-й неделе развития (A) и мигрируют и соединены, чтобы сформировать отличительное «лицо» к 8-й неделе развития (D). Новое понимание черепно-лицевого морфогенеза, CC BY

Твердое небо начинается как две отдельные «полки», одна с левой стороны эмбриона и одна справа. Эти полки поднимаются и растут вместе, образуя непрерывную структуру, в конечном итоге отделяя полости носа и пазухи от полости рта. (Вы можете почувствовать это твёрдое нёбо своим языком - это крыша рта.)

Как только эти процессы слияния завершены (примерно до недели 9 беременности, еще в течение первого триместра), клетки лица продолжают динамически перемещаться, изменяться и принимать функциональные роли. Это включает в себя формирование структурного каркаса костей, доставку кислорода и питательных веществ кровеносными сосудами и контроль движений глаз и челюстей мышцами лица.

Иногда дела сбиваются

Конечно, учитывая невероятную сложность и синхронность, необходимые для того, чтобы все эти клетки и ткани оказались в правильном пространстве, возможно, очень удивительно, что в черепно-лицевом развитии все происходит не так часто, как они.

По всему миру, 4-8% всех детей рождаются каждый год с дефектами, затрагивающими один или несколько органов. Из этих детей 75% показывает некоторую аномалию головы или лица.

Проблемы могут возникнуть с любыми типами клеток, которые составляют череп, лицо, кровеносные сосуды, мышцы, челюсти и зубы.

Но одним из наиболее распространенных черепно-лицевых дефектов являются расщелины нёба, когда твердое небо неправильно срастается, оставляя детей (примерно 1 в 700 по всему миру) с большим зазором между носовыми ходами и ртом.

Несмотря на то, что подготовленные хирурги-реконструкторы в системах здравоохранения первого мира относительно легко исправляются, существенное и продолжительное медицинское обслуживание все еще необходимо.

Часто требуются такие услуги, как патология речи и психологическое консультирование. Детям также может потребоваться медицинская помощь для улучшения слуха, поскольку проблемы с костями среднего уха часто сопровождаются другими черепно-лицевыми дефектами.

Последующие операции по исправлению мышечных дефектов не обходятся дешево - конечно, при условии, что такое хирургическое и родственное здоровье доступно индивиду в первую очередь. Это часто не так за пределами первого мира.

Понимание, почему возникают проблемы

Чтобы уменьшить как тяжесть, так и частоту возникновения черепно-лицевых дефектов, исследователи используют системы на животных моделях, в частности эмбрионы мышей, кур, лягушек и рыбок данио, чтобы выяснить причины возникновения этих дефектов.

Из всех черепно-лицевых дефектов 25% обусловлен (по крайней мере частично) факторами окружающей среды, такими как курение, употребление тяжелого алкоголя или наркотиков, токсичные металлы и материнская инфекция (например, сальмонелла или краснуха) во время беременность.

Около 75% всех черепно-лицевых дефектов связаны с генетическими факторами. Поскольку большинство генов, которые контролируют черепно-лицевое развитие у животных, также делают это у людей, использование этих моделей на животных помогает нам лучше понять развитие человеческого неба и то, как специфические гены участвуют.

В конечном итоге эта работа может привести к новым стратегиям профилактики и лечения, например, к добавлению в рацион матери полезных питательных веществ и витаминов.

Примером такого вмешательства является фолиевая кислота B-витамина, используемая для уменьшения дефектов нервной трубки, таких как расщелина позвоночника. Обязательное обогащение фолиевой кислотой пищевых продуктов в США при использовании 1999-2000 привело к снижению на 25-30% серьезных дефектов нервной трубки, что, безусловно, является исключительным результатом для новорожденные и их семьи.

Благодаря более глубокому пониманию генетических процессов, которые стимулируют рост лица, будут выявлены дополнительные полезные факторы, которые можно безопасно принимать беременным матерям, и которые обеспечат гораздо лучшее начало жизни для детей, которые в противном случае могли бы родиться с черепно-лицевым расстройством.

Об авторе

Себастьян Дворкин, руководитель группы, Лаборатория развивающей генетики, La Trobe University

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon