Teratogene sind Substanzen, die physische oder funktionelle Defekte im menschlichen Embryo oder Fötus hervorrufen können, nachdem die schwangere Frau der Substanz ausgesetzt wurde. Alkohol und Kokain sind Beispiele für solche Substanzen. Die Exposition gegenüber dem Teratogen beeinflusst den Fötus oder Embryo auf verschiedene Arten, z. B. die Expositionsdauer, die Menge an teratogener Substanz und das Entwicklungsstadium, in dem sich der Embryo oder Fötus während der Exposition befindet., Teratogene können den Embryo oder Fötus auf verschiedene Weise beeinflussen und körperliche Missbildungen, Probleme in der Verhaltens-oder emotionalen Entwicklung des Kindes und einen verringerten intellektuellen Quotienten (IQ) beim Kind verursachen. Darüber hinaus können Teratogene auch Schwangerschaften beeinflussen und Komplikationen wie Frühgeburten, Spontanaborte oder Fehlgeburten verursachen. Teratogene werden in vier Arten eingeteilt: physikalische Mittel, Stoffwechselbedingungen, Infektionen und schließlich Drogen und Chemikalien.

Das Wort Teratogen stammt aus dem griechischen Wort für Monster, teratos., Isidore Geoffroy Saint-Hilaire, ein Arzt aus Paris, Frankreich, definierte es 1832 im Histoire générale et particuliére des anomalies de l ‚organisation chez l‘ homme et les animaux (Allgemeine und besondere Geschichte struktureller Monstrositäten bei Mensch und Tier). Die Menschen hatten jahrhundertelang nach Erklärungen für eine abnormale menschliche und tierische Entwicklung gesucht und verschiedene Theorien über die Ursachen der Anomalien entwickelt., In Babylon sagten viele, dass Säuglinge mit angeborenen Fehlbildungen oder strukturellen Anomalien bei der Geburt Konstellationen in menschlichen Formen sowie Wahrsager waren. Viele frühe Hebräer sagten, dass eine abnormale Entwicklung auf die Verbindung der deformierten Person mit dem Teufel zurückzuführen sei. Aristoteles, der im vierten Jahrhundert v. Chr. in Athen, Griechenland, lebte, betrachtete Geburtsfehler eher als Störungen der Fortpflanzung als als als übernatürliche Ereignisse. Aristoteles und Hippokrates, ein Arzt, der im fünften Jahrhundert vor Christus in Griechenland praktizierte.,, behauptete, dass die Erfahrungen oder Emotionen einer schwangeren Frau, die mütterliche Eindrücke genannt wurden, die Bildung des Fötus beeinflussen können. Die Theorie der mütterlichen Eindrücke bestand bis in die frühen 1900er Jahre, trotz gegenteiliger Beweise von John Hunter, einem Chirurgen in Schottland im späten achtzehnten Jahrhundert.Jahrhunderts behauptete Johann Friedrich Meckel, der Jüngere, ein Anatom aus Halle, dass Abweichungen vom normalen Entwicklungsprozess Fehlbildungen verursachten., Meckel schrieb 1802 seine Doktorarbeit über eine anatomische Untersuchung von Herzerkrankungen und gründete eine Zeitschrift für Teratologie, Journal für anatomische Varietäten, feinere und pathologische Anatomie (Journal of Anatomical Varieties, Feiner and Pathological Anatomy). Meckel untersuchte anatomische Defekte und deren Ursachen. Weil er behauptete, um eine abnormale Entwicklung zu verstehen, muss man zuerst die normale Entwicklung verstehen, dokumentierte er seine Beobachtungen der normalen embryologischen Entwicklung von Säugetieren in einer Folge von Formen., Meckel kategorisierte die abnormale Entwicklung auch in vier Grundtypen: reduzierte oder fehlende Körperteile (unzureichende generative Energie), vergrößerte oder mehrere Körperteile (übermäßige Energie), Aberration von Form und Position und Hermaphroditismus, zu denen Deformitäten wie mehrdeutige Genitalien gehörten.

Nach Meckel begannen Wissenschaftler im neunzehnten Jahrhundert experimentelle Studien zum Nachweis von Teratogenen., Etienne Geoffroy Saint-Hilaire in Paris, Frankreich, experimentierte an Hühnereiern, indem er sie Stechen, Inversion, Erschüttern und ungewöhnlich hohen oder niedrigen Temperaturen aussetzte, um die daraus resultierenden Missbildungen zu untersuchen; er glaubte, dass bestimmte Manipulationen spezifische Deformationen hervorrufen könnten. Obwohl Deformitäten auftraten, identifizierte Saint-Hilaire ihre genauen Ursachen nicht. Sein Sohn Isidore berichtete dann über die Ergebnisse der Experimente zwischen den Jahren 1832 und 1837 in seinem dreibändigen Traité de Tératologie (Abhandlung über Teratologie)., Andere Wissenschaftler in Saint-Hilaire experimentierten auch mit Teratogenen, insbesondere Camille Dareste in Frankreich, der zweiundzwanzig Jahre lang bis zu seinem Tod 1899 erfolgreich Anomalien in Hühnerembryonen produzierte.

Wissenschaftler des zwanzigsten Jahrhunderts klassifizierten Teratogene in vier Kategorien, physikalische, chemische oder infektiöse Agenzien und mütterliche Zustände. Physikalische Mittel umfassen ionisierende Strahlung oder andere Mittel, die zur Hyperthermie oder erhöhten Körpertemperatur beitragen., Ionisierende Strahlung ist Strahlung, die aus Partikeln, Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen besteht, die ausreichende Energie tragen, um ein Elektron von einem Atom oder Molekül zu befreien, was zu elektrisch geladenen Ionen in Materie führt. In den 1920er Jahren tauchten Berichte über Anomalien bei Kindern von Frauen auf, die während der Schwangerschaft Röntgenaufnahmen machten. Die häufigsten Anomalien waren kleiner Kopfumfang oder Mikrozephalie und kleine Augen oder Mikrophthalmie. Douglas P., Murphy von der University of Pennsylvania in Philadelphia, Pennsylvania, befragte zwischen 1928 und 1929 Gynäkologen und Radiologen in den USA und stellte fest, dass von den vierundsiebzig Kindern, von denen berichtet wurde, dass sie in der Gebärmutter Strahlung ausgesetzt waren, fünfundzwanzig fehlgebildet waren.

Mittel, die Hyperthermie verursachen, sind auch physikalische Teratogene. Dies können Saunen, Whirlpools oder Infektionen sein, die die Körpertemperatur einer schwangeren Frau auf 102 Grad Fahrenheit oder höher erhöhen. Wissenschaftler haben gezeigt, dass Hyperthermie-Erreger sowohl bei Tieren als auch beim Menschen als Teratogene wirkten., Experimente an Tieren wie Meerschweinchen, Hamstern, Ratten, Mäusen, Kaninchen, Schafen, Schweinen und Affen von Anfang der 1970er bis Anfang der 1990er Jahre zeigten, dass Hyperthermie Fehlbildungen des Zentralnervensystems, Mikrozephalie, Bauchwanddefekte, Defekte des Auges und des Gaumens sowie Defekte der Gliedmaßenreduktion verursacht. David L. Cockroft und Denis Alan Trevor New in Großbritannien berichteten in den 1970er Jahren, dass das Erhitzen von explantierten Rattenembryonen Mikrozephalie, vergrößerte Herzen und Skelettdeformitäten verursachte., In den 1980er Jahren verwendeten Wissenschaftler andere Mittel, um Hyperthermie bei schwangeren Frauen zu verursachen, wie Ultraschall und elektromagnetische Strahlung, um die Fähigkeit des Mittels zu testen, Geburtsfehler bei Nachkommen zu verursachen. Beim Menschen ist Hyperthermie mit Neuralrohrdefekten, spontanen Aborten und verschiedenen kardiovaskulären Anomalien verbunden., Ärzte und Wissenschaftler sammelten in den frühen 1990er Jahren Beweise, die ihre Theorien stützten, dass es einen Zusammenhang zwischen dem hohen Fieber schwangerer Frauen und angeborenen Anomalien wie Herzfehlern, Bauchwanddefekten oder einer Störung der Enervation des Dickdarms, der Hirschsprung-Krankheit, bei ihren Nachkommen gab.

Stoffwechselerkrankungen schwangerer Frauen wie Unterernährung, Diabetes und Schilddrüsenerkrankungen sind eine zweite Kategorie von Teratogenen., Stoffwechselzustände sind Anomalien im chemischen Prozess der Energieproduktion aus der Nahrung und beeinflussen dadurch die Entwicklung und Funktion des Körpers. Wenn eine schwangere Frau unterernährt ist, fehlen ihrem Fötus wahrscheinlich die für seine Entwicklung wesentlichen Nährstoffe. Bei Diabetes kann ein niedriger Blutzucker oder eine Hypoglykämie zu Fehlbildungen des Fötus führen. Hypoglykämie stört einige Proteine im sich entwickelnden fötalen Herzen, indem sie die Expression von Proteinen erhöht, die durch Glukose reguliert werden., Übermäßiger Blutzucker, der auch bei Diabetes beobachtet wird, kann Neuralrohrdefekte oder Geburtsfehler des Gehirns und des Rückenmarks verursachen und auch die Freisetzung von freien Radikalen oder beschädigten Zellen induzieren, denen ein essentielles Molekül fehlt, das die Entwicklung des Fötus stört. In den 2000er Jahren überprüfte die kanadische Gesellschaft für Geburtshelfer und Gynäkologen Berichte von 1990 bis 2005 über das Risiko angeborener Anomalien bei Schwangerschaften, die durch vorbestehenden oder Schwangerschaftsdiabetes verursacht wurden. Sie fanden heraus, dass das Risiko schwerer Missbildungen bei Säuglingen diabetischer Mütter von vier auf zehn Prozent steigt., Diese Statistik war zwei-bis dreimal höher als in der allgemeinen Bevölkerung.

Schilddrüsenerkrankungen umfassen Störungen, bei denen die Schilddrüse Fehlfunktionen, wodurch abnorme Mengen der Schilddrüsenhormone, Thyroxin und Trijodthyronin, die den Stoffwechsel regulieren. Schilddrüsenerkrankungen können eine Reihe von teratogenen Wirkungen auf einen sich entwickelnden Fötus sowie nachteilige Auswirkungen auf die Schwangerschaft wie Fehlgeburten, vorzeitige Trennung der Plazenta von der Gebärmutterwand (Plazentalösung), vorzeitige Wehen und niedrigere IQ-Werte bei Kindern verursachen., In den 1940er Jahren zogen der Kinderarzt Josef Warkany und Kollegen in Cincinnati, Ohio, weibliche Ratten auf eine Diät mit hohem Gehalt an Substanzen auf, die die Schilddrüsenfunktion oder die Goitrogene beeinträchtigen. Als Ergebnis dieser Diät entwickelten die schwangeren Frauen vergrößerte Schilddrüsen und ihre Nachkommen hatten Skelettfehlbildungen wie abnormal kurze Kieferknochen und Schwänze, verkürzte oder fehlende Unterschenkelknochen und Verschmelzung der Rippen.

Infektionen wie Röteln-Virus, Herpes-simplex-Virus und Syphilis sind eine dritte Art von Teratogen., Im Jahr 1941 erlebte der Augenarzt Norman McAlister Gregg am Royal Alexandra Hospital for Children in Sydney, Australien, Katarakte bei achtundsiebzig Kindern, deren Mütter im ersten oder zweiten Schwangerschaftsmonat mit dem Rötelnvirus infiziert waren. Die Verbindung, die Gregg zwischen dem Virus und angeborenen Fehlbildungen herstellte, trug zu einer der ersten Entdeckungen eines Teratogens bei, das keine hergestellte Chemikalie war., Neben Röteln, Herpes—simplex-Virus und Cytomegalovirus-einem der Herpesviren, die durch direkten Kontakt mit Körperflüssigkeiten übertragen werden-können angeborene Anomalien durch Infektionen von Toxoplasma gondii verursacht werden, einem Parasiten, der häufig durch den Verzehr von kontaminiertem Fleisch, das Trinken von kontaminiertem Wasser oder den Kontakt mit infizierten Katzenkot und Treponema pallidum, dem Bakterium, das Syphilis verursacht, erhalten wird.,

Die vierte Art von Teratogen umfasst Medikamente und Chemikalien, die die schwangere Frau einnimmt, wie Alkohol, Kokain, Thalidomid, Agent Orange sowie Vitamin A und seine Derivate, sogenannte Retionide. Im Jahr 1933 fütterte Fred Hale auf der Texas Agricultural Experiment Station in College Station, Texas, schwangere weibliche Schweine mit einer Diät, die stark an Vitamin A mangelte, und stellte fest, dass die Nachkommen verschiedene angeborene Fehlbildungen wie Anophthalmie aufwiesen, bei denen es sich um das Fehlen eines oder beider Augen und Gaumenspalten handelte., In den nächsten vier Jahren experimentierte Hale mit Schweinen und Vitamin-A-Mangel und fand andere Defekte wie Lippenspalten und missgebildete Hinterbeine. Hales Experimente stellten fest, dass ein Fehlen oder Mangel an einem Nährstoff schwere angeborene Fehlbildungen in Säugetierembryonen hervorrufen könnte. Im Jahr 1953 berichtete der Kinderarzt Sidney Q. Cohlan in New York City, New York, dass große Dosen von Vitamin A angeborene Fehlbildungen des Zentralnervensystems und anderer Systeme bei Ratten verursachten. Diese Ankündigung führte zu jahrzehntelangen Experimenten mit Vitamin A und seinen Derivaten, Retinoiden.,

In den 1960er Jahren lieferte Thalidomid einen der ersten Fälle, in denen Regierungen Vorschriften über das Risiko von Teratogenen für den sich entwickelnden Fötus erließen. Thalidomid war 1954 patentiert worden und wurde für den Einsatz in Europa als Beruhigungsmittel und Mittel gegen Übelkeit für schwangere Frauen zugelassen., Nach mehreren Jahren auf dem Markt stellten Ärzte fest, dass Frauen, die Thalidomid während der Schwangerschaft eingenommen hatten, eine erhöhte Anzahl von Säuglingen mit schweren Missbildungen wie verkürzten, fehlenden oder zusätzlichen Gliedmaßen (Dysmelie), unvollständiger Entwicklung oder einer unterdurchschnittlichen Anzahl von Zellen (Knochenhypoplastizität) und einer Vielzahl von Ohr -, Herz-und inneren Organdefekten zur Welt brachten. Im Jahr 1961 berichtete der Arzt Widukind Lenz in Hamburg über seine Beobachtungen zur Teratogenität von Thalidomid und das Medikament wurde bald vom Markt genommen., Die Ärztin und Pharmakologin Frances Kelsey von der US Food and Drug Administration (FDA) mit Sitz in Washington D. C. genehmigte den Verkauf von Thalidomid in den USA nie. Kelsey forderte weitere klinische Testergebnisse an, nachdem sie Berichte über die Nebenwirkungen von Thalidomid in Europa erhalten hatte. Weltweit wurden etwa 10.000 Babys mit Defekten aufgrund von Thalidomid geboren., Nach dem Thalidomid-Vorfall im August 1962 forderte die American Pharmaceutical Manufacturers Association die US-Pharmaindustrie auf, eine Kommission für Arzneimittelsicherheit einzurichten, um Wege zur Verbesserung der Teratogenitätstests bei Tieren zu entwickeln. 1966 veröffentlichte die FDA Richtlinien für reproduktive Studien zur Sicherheitsbewertung von Arzneimitteln für den menschlichen Gebrauch, die einen Standard zur Bewertung der Teratogenität erstellten und in vielen Ländern ausgestellt wurden.

Im Jahr 1977, James G., Wilson an der University of Florida Medical School in Gainesville, Florida, verfeinerte die Prinzipien der Teratologie, die er erstmals 1959 auf einer Konferenz über angeborene Fehlbildungen eingeführt hatte. Wilsons sechs Prinzipien der Teratologie lauten wörtlich:

1. Die Empfindlichkeit gegenüber teratogeninduzierter Fehlbildung hängt vom Genotyp (der Art) des Conceptus ab.
2. Die Empfindlichkeit gegenüber teratogeninduzierten Fehlbildungen variiert während verschiedener Entwicklungsstadien zum Zeitpunkt der Exposition, in denen kritische Empfindlichkeitsperioden für Agenzien und Organsysteme vorliegen.,
3. Teratogene wirken über einen spezifischen Mechanismus auf sich entwickelnde Zellen und Gewebe, um eine Kaskade veränderter Entwicklungsereignisse auszulösen.
4. Teratogene Wirkungen hängen von der Art des Teratogens ab, einschließlich chemischer Eigenschaften der Chemikalie, Expositionsweg, mütterliche/fetale Bioaktivierung, Plazentatransport usw.
5. Teratogene erzeugen eine konsistente Abweichung von der normalen Entwicklung. Abweichung kann umfassen: (1) Tod, (2) Fehlbildung, (3) Wachstumsverzögerung oder (4) Funktionsdefekt.,
6. Teratogen-induzierte Fehlbildungen treten dosisabhängig auf und reichen von keinen beobachtbaren Defekten bis zur totalen Letalität.

Alkohol, der auch unter die vierte Teratogenkategorie fällt, kann bei Kindern, die von Frauen geboren wurden, die während der Schwangerschaft zu viel Alkohol getrunken haben, ein fetales Alkoholsyndrom (FAS) verursachen. FAS kann Defekte wie geringfügige Gesichtsanomalien und Schädigungen des Gehirns verursachen, was folglich zu Lern -, Verhaltens-und kognitiven Anomalien führt. In den USA, Kinderärzte David W. Smith und Kenneth L., Jones untersuchte 1973 eine Gruppe von Kindern am Harborview Medical Center der University of Washington in Seattle, Washington. Von den acht beobachteten Kindern hatten vier ähnliche Defizite in Wachstum und kognitiver Entwicklung. Diese Beobachtung veranlasste Smith und Jones, Alkohol als Teratogen zu untersuchen, und in den nächsten Jahren sammelte das Duo Fallstudien von Kindern, die von alkoholischen Müttern geboren wurden, um morphologische Anomalien und Wachstumsdefizite im Zusammenhang mit FAS aufzuzählen.,

Heute überwacht die FDA die Teratogenexposition gegenüber schwangeren Frauen in den USA mit einer Reihe von Vorschriften und Risikomanagementprogrammen. Zum Beispiel kann das Retinsäure-Isotretinoin, das üblicherweise zur Aknebehandlung verwendet wird, keinem Patienten verabreicht werden, es sei denn, er ist in Ipedge, einem Risikomanagementprogramm zur Verhinderung der Exposition des Fötus gegenüber Isotretinoin, eingeschrieben.