Teratogeny to substancje, które mogą powodować fizyczne lub funkcjonalne wady ludzkiego zarodka lub płodu po narażeniu kobiety w ciąży na działanie substancji. Alkohol i kokaina są przykładami takich substancji. Narażenie na teratogen wpływa na płód lub zarodek na różne sposoby, takie jak czas ekspozycji, ilość substancji teratogennej i etap rozwoju zarodka lub płodu podczas narażenia., Teratogeny mogą wpływać na zarodek lub płód na wiele sposobów, powodując wady fizyczne, problemy w rozwoju behawioralnym lub emocjonalnym dziecka i zmniejszenie ilorazu intelektualnego (IQ) u dziecka. Ponadto teratogeny mogą również wpływać na ciąże i powodować powikłania, takie jak przedwczesne porody, spontaniczne poronienia lub poronienia. Teratogeny dzielą się na cztery typy: czynniki fizyczne, warunki metaboliczne, infekcje i wreszcie leki i chemikalia.

słowo teratogen pochodzi od greckiego słowa oznaczającego potwora, teratos., Isidore Geoffroy Saint-Hilaire, lekarz z Paryża, określił go w 1832 roku w Histoire générale et particuliére des anomalies de l 'organisation chez l' homme et les animaux (ogólna i szczegółowa historia Monstrum strukturalnego u człowieka i zwierząt). Ludzie szukali wyjaśnień dla nieprawidłowego rozwoju ludzi i zwierząt, jednak przez wieki, i opracowali różne teorie na temat przyczyn nieprawidłowości., W Babilonie wielu mówiło, że niemowlęta z wrodzonymi wadami rozwojowymi lub nieprawidłowościami strukturalnymi obecnymi przy urodzeniu, były konstelacjami w postaciach ludzkich, jak również wróżbitów. Wielu wczesnych Hebrajczyków mówiło, że nieprawidłowy rozwój wynikał ze Związku zdeformowanej osoby z diabłem. Arystoteles, który żył w Atenach w Grecji w IV wieku p. n. e., uważał wady wrodzone za zaburzenia reprodukcji, a nie zjawiska nadprzyrodzone. Arystoteles i Hipokrates, lekarz, który praktykował w Grecji w V wieku p. n. e.,, twierdził, że doświadczenia lub emocje kobiety w ciąży, które stały się nazywane wrażeniami macierzyńskimi, mogą wpływać na powstawanie płodu. Teoria wrażeń matczynych utrzymywała się do wczesnych lat 1900, pomimo dowodów przeciwnych przez Johna Huntera, chirurga w Szkocji pod koniec XVIII wieku.

na początku XIX wieku Johann Friedrich Meckel młodszy, anatom z Halle w Niemczech, twierdził, że odchylenia od normalnego procesu rozwojowego powodują wady rozwojowe., Meckel napisał pracę doktorską na temat anatomicznych badań nad chorobami serca w 1802 roku i założył czasopismo poświęcone teratologii, Journal für anatomische Varietäten, feinere und pathologische Anatomie (czasopismo anatomiczne odmian, drobnej i patologicznej anatomii). Meckel badał wady anatomiczne i ich przyczyny. Ponieważ twierdził, że aby zrozumieć nienormalny rozwój, trzeba najpierw zrozumieć normalny rozwój, udokumentował swoje obserwacje normalnego rozwoju embriologicznego ssaków w sekwencji form., Meckel podzielił również nieprawidłowy rozwój na cztery podstawowe typy: zredukowane lub nieobecne części ciała( niewystarczająca energia generatywna), powiększone lub wielokrotne części ciała (nadmierna energia), aberracja formy i pozycji oraz hermafrodytyzm, który obejmował deformacje, takie jak niejednoznaczne genitalia.

Po Meckelu naukowcy w XIX wieku rozpoczęli badania eksperymentalne mające na celu wykrycie teratogenów., Etienne Geoffroy Saint-Hilaire w Paryżu, we Francji, eksperymentował na jajach kurzych poddając je kłuciu, inwersji, wstrząsaniu i nienormalnie wysokiej lub niskiej temperaturze w celu zbadania powstałych wad rozwojowych; wierzył, że pewne manipulacje mogą wywoływać określone deformacje. Chociaż deformacje zmaterializowały się, Saint-Hilaire nie zidentyfikował ich dokładnych przyczyn. Jego syn Isidore opisał wyniki eksperymentów z lat 1832-1837 w swoim trzytomowym Traktacie o teratologii (Traité de Tératologie)., Inni naukowcy po Saint-Hilaire również eksperymentowali z teratogenami, zwłaszcza Camille Dareste we Francji, który z powodzeniem produkował nieprawidłowości w embrionach piskląt podczas dwudziestu dwóch lat eksperymentów, aż do jego śmierci w 1899 roku.

naukowcy XX wieku sklasyfikowali teratogeny na cztery kategorie: czynniki fizyczne, chemiczne lub zakaźne oraz choroby matki. Czynniki fizyczne obejmują promieniowanie jonizujące lub inne czynniki, które przyczyniają się do hipertermii lub podwyższonej temperatury ciała., Promieniowanie jonizujące to promieniowanie składające się z cząstek, promieni X lub promieni gamma, które przenoszą odpowiednią energię do uwolnienia elektronu z atomu lub cząsteczki, w wyniku czego naładowane elektrycznie jony w materii. W latach dwudziestych XX wieku pojawiły się doniesienia o nieprawidłowościach u dzieci kobiet, które zostały prześwietlone podczas ciąży. Częstymi anomaliami były mały obwód głowy lub mikrocefalia i małe oczy lub mikroftalmia. Douglas P., Murphy, z University of Pennsylvania w Filadelfii, w Pensylwanii, badał ginekologów i radiologów w Stanach Zjednoczonych w latach 1928-1929 i stwierdził, że z siedemdziesięciu czterech dzieci zgłoszonych do ekspozycji na promieniowanie w macicy, dwadzieścia pięć było zniekształconych.

czynnikami powodującymi hipertermię są również teratogeny fizyczne. Mogą to być sauny, wanny z hydromasażem lub infekcje, które podnoszą temperaturę ciała kobiety w ciąży do 102 stopni Fahrenheita lub wyższej. Naukowcy wykazali, że czynniki powodujące hipertermię działały jako teratogeny zarówno u zwierząt, jak i u ludzi., Eksperymenty na zwierzętach, takich jak świnki morskie, chomiki, szczury, myszy, króliki, owce, świnie i małpy od wczesnych lat 70.do wczesnych lat 90. wykazały, że hipertermia powoduje wady ośrodkowego układu nerwowego, mikrocefalia, wady ściany brzucha, wady oka i podniebienia oraz wady redukcji kończyn. David L. Cockroft i Denis Alan Trevor New w Wielkiej Brytanii donosili w latach 70. XX wieku, że ogrzewanie zarodków szczurów powodowało mikrocefalia, powiększone serca i deformacje szkieletu., W latach 80. naukowcy wykorzystali inne czynniki powodujące hipertermię u ciężarnych samic, takie jak ultradźwięki i promieniowanie elektromagnetyczne, aby sprawdzić zdolność czynnika do powodowania wad wrodzonych u potomstwa. U ludzi hipertermia jest związana z wadami cewy nerwowej, spontanicznymi poronieniami i różnymi zaburzeniami układu krążenia., Lekarze i naukowcy zebrali dowody na początku lat 90., które potwierdziły ich teorie, że istnieje związek między wysoką gorączką kobiet w ciąży a wadami wrodzonymi, takimi jak wady serca, wady ściany brzucha lub zakłócenie unerwienia jelita grubego, zwane chorobą Hirschsprunga, u ich potomstwa.

warunki metaboliczne wpływające na ciężarne kobiety, takie jak niedożywienie, cukrzyca i zaburzenia tarczycy są drugą kategorią teratogenów., Warunki metaboliczne to nieprawidłowości w procesie chemicznym wytwarzania energii z pożywienia, a tym samym wpływają na rozwój i funkcję organizmu. Jeśli kobieta w ciąży jest niedożywiona, jej płód prawdopodobnie nie ma składników odżywczych niezbędnych do jego rozwoju. W przypadku cukrzycy, niski poziom cukru we krwi lub hipoglikemia, może powodować wady rozwojowe płodu. Hipoglikemia zakłóca niektóre białka w rozwijającym się sercu płodu, zwiększając ekspresję białek, które są regulowane przez glukozę., Nadmierny poziom cukru we krwi, również w przypadku cukrzycy, może powodować wady cewy nerwowej lub wady wrodzone mózgu i rdzenia kręgowego, a także może wywoływać uwalnianie wolnych rodników lub uszkodzonych komórek, które brakuje niezbędnej cząsteczki, które zakłócają rozwój płodu. W latach 1990-2005 kanadyjskie Towarzystwo Położników i Ginekologów (Society of Obstetricians and Gynaecologists of Canada) dokonało przeglądu doniesień dotyczących ryzyka wystąpienia wad wrodzonych w ciąży spowodowanych cukrzycą istniejącą lub ciążową. Stwierdzono, że ryzyko poważnych wad rozwojowych wzrasta z czterech do dziesięciu procent u niemowląt matek z cukrzycą., Statystyka ta była dwa do trzech razy wyższa niż w populacji ogólnej.

zaburzenia tarczycy obejmują zaburzenia, w których tarczyca nieprawidłowo działa, produkując w ten sposób nieprawidłowe ilości hormonów tarczycy, tyroksyny i trijodotyroniny, które regulują metabolizm. Zaburzenia tarczycy mogą powodować szereg skutków teratogennych dla rozwijającego się płodu, a także niekorzystne skutki dla ciąży, takie jak poronienie, przedwczesne oddzielenie łożyska od ściany macicy( przerwanie łożyska), przedwczesny poród i niższe wyniki IQ u dzieci., XX wieku pediatra Josef Warkany i współpracownicy Z Cincinnati w stanie Ohio hodowali samice szczurów na diecie bogatej w substancje zaburzające czynność tarczycy lub wolgeny. W wyniku tej diety ciężarne samice rozwinęły powiększone gruczoły tarczycy, a ich potomstwo miało wady szkieletowe, takie jak nienormalnie krótkie kości szczęki i ogony, skrócone lub nieobecne kości podudzia i połączenie żeber.

infekcje, takie jak te spowodowane wirusem różyczki, wirusem opryszczki zwykłej i kiłą, są trzecim rodzajem Teratogenów., W 1941 roku okulista Norman McAlister Gregg w Royal Alexandra Hospital for Children w Sydney był świadkiem zaćmy u 78 dzieci, których matki zostały zakażone wirusem różyczki w pierwszym lub drugim miesiącu ciąży. Związek pomiędzy wirusem a wadami wrodzonymi przyczynił się do jednego z pierwszych odkryć teratogenu, który nie był wytwarzanym związkiem chemicznym., Oprócz różyczki, wirusa opryszczki pospolitej i wirusa cytomegalii-jednego z wirusów opryszczki, który przechodzi przez bezpośredni kontakt z płynami ustrojowymi, wady wrodzone mogą być spowodowane infekcjami Toxoplasma gondii, pasożyta często uzyskiwanego przez jedzenie zanieczyszczonego mięsa, picie zanieczyszczonej wody, lub wchodząc w kontakt z zakażonym kałem kota, i Treponema pallidum, bakteria, która powoduje kiłę.,

czwarty rodzaj teratogenu obejmuje leki i chemikalia, które kobiety w ciąży spożywają, takie jak alkohol, kokaina, talidomid, środek pomarańczowy oraz witamina A i jej pochodne, zwane retionidami. W 1933 roku Fred Hale z Texas Agricultural Experiment Station w College Station w Teksasie karmił ciężarne świnie dietą o znacznym niedoborze witaminy A i odkrył, że potomstwo miało różne wrodzone wady rozwojowe, takie jak anoftalmia, czyli brak jednego lub obu oczu i rozszczep podniebienia., W ciągu następnych czterech lat Hale eksperymentował ze świniami i niedoborem witaminy A i odkrył inne wady, takie jak rozszczep wargi i zniekształcone tylne nogi. Eksperymenty Hale ' a wykazały, że brak lub niedobór składnika odżywczego może spowodować poważne wrodzone wady rozwojowe zarodków ssaków. W 1953 roku pediatra Sidney Q. Cohlan z Nowego Jorku poinformował, że duże dawki witaminy A spowodowały wrodzone wady rozwojowe ośrodkowego układu nerwowego i innych układów u szczurów. To ogłoszenie doprowadziło do dziesięcioleci eksperymentów z witaminą A i jej pochodnymi, retinoidami.,

w latach 60. XX wieku talidomid był jednym z pierwszych przypadków, gdy rządy wprowadziły przepisy dotyczące ryzyka wystąpienia teratogenów dla rozwijającego się płodu. Talidomid został opatentowany w 1954 roku i został dopuszczony do stosowania w Europie jako lek uspokajający i przeciw nudnościom dla kobiet w ciąży., Po kilku latach na rynku lekarze zauważyli, że kobiety, które przyjmowały talidomid w czasie ciąży, urodziły zwiększoną liczbę niemowląt z ciężkimi wadami rozwojowymi, takimi jak skrócone, nieobecne lub dodatkowe kończyny (dysmelia), niekompletny rozwój lub poniżej średniej liczby komórek (hipoplastyczność kości) oraz różne wady ucha, serca i narządów wewnętrznych. W 1961 roku lekarz Widukind Lenz z Hamburga w Niemczech zgłosił swoje obserwacje dotyczące teratogenności talidomidu i lek został wkrótce wycofany z rynku., Lekarz i farmakolog Frances Kelsey z Amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA) z siedzibą w Waszyngtonie nigdy nie zatwierdziła sprzedaży talidomidu w USA. Kelsey poprosiła o więcej wyników badań klinicznych po otrzymaniu doniesień o niekorzystnym wpływie talidomidu w Europie. Około 10 000 dzieci na całym świecie urodziło się z wadami spowodowanymi talidomidem., Po incydencie z talidomidem, w sierpniu 1962 roku, amerykańskie stowarzyszenie producentów farmaceutycznych zaapelowało do amerykańskiego przemysłu farmaceutycznego o powołanie komisji ds. bezpieczeństwa leków w celu opracowania sposobów poprawy testów teratogenności zwierząt. W 1966 roku FDA wydała wytyczne dla badań reprodukcyjnych w celu oceny bezpieczeństwa leków stosowanych u ludzi, które stworzyły standard oceny teratogenności i zostały wydane w wielu krajach.

w 1977 roku James G., Wilson na University of Florida Medical School w Gainesville na Florydzie udoskonalił Zasady teratologii, które po raz pierwszy wprowadził w 1959 roku na konferencji na temat wad wrodzonych. 6 zasad teratologii Wilsona mówi dosłownie:

1. wrażliwość na deformację wywołaną teratogenem zależy od genotypu (gatunku) konceptu.
2. wrażliwość na malformacje teratogenne zmienia się w różnych stadiach rozwojowych w czasie ekspozycji, gdzie występują krytyczne okresy wrażliwości na czynniki i układy narządów.,
3. Teratogeny działają poprzez specyficzny mechanizm na rozwijające się komórki i tkanki, inicjując kaskadę zmienionych zdarzeń rozwojowych.
4. działanie teratogenne zależy od charakteru teratogenów, w tym od właściwości chemicznych substancji chemicznej, drogi narażenia, bioaktywacji matki/płodu, transportu łożyskowego itp.
5. Odchylenie może obejmować: (1) śmierć, (2) wady rozwojowe, (3) opóźnienie wzrostu lub (4) wada funkcjonalna.,
6. wady rozwojowe wywołane Teratogenem występują w sposób zależny od dawki, od braku zauważalnych wad do całkowitej śmiertelności.

alkohol, który również należy do czwartej kategorii teratogenów, może powodować płodowy zespół alkoholowy (FAS) u dzieci urodzonych przez kobiety, które piły zbyt dużo alkoholu w czasie ciąży. FAS może powodować wady, takie jak drobne nieprawidłowości twarzy i uszkodzenia mózgu, co w konsekwencji prowadzi do uczenia się, behawioralnych i poznawczych nieprawidłowości. W USA pediatrzy David W. Smith i Kenneth L., Jones zbadał grupę dzieci w University of Washington Harborview Medical Center w Seattle w stanie Waszyngton w 1973 roku. Spośród ośmiorga obserwowanych Dzieci, Czworo miało podobne zaburzenia wzrostu i rozwoju poznawczego. Ta obserwacja doprowadziła Smitha i Jonesa do zbadania alkoholu jako teratogenu i w ciągu następnych kilku lat duet zebrał studia przypadków dzieci urodzonych przez matki alkoholików, aby wyliczyć anomalie morfologiczne i niedobory wzrostu związane z FAS.,

dziś FDA monitoruje ekspozycję na teratogeny u kobiet w ciąży w USA za pomocą szeregu przepisów i programów zarządzania ryzykiem. Na przykład izotretynoina kwasu retinowego, która jest powszechnie stosowana w leczeniu trądziku, nie może być podana żadnemu pacjentowi, chyba że są oni włączeni do iPLEDGE, programu zarządzania ryzykiem mającego na celu zapobieganie narażeniu płodu na izotretynoinę.