Понятие о наследственных болезнях
Наследственные болезни — это структурные или функциональные патологические изменения организма, вызванные изменением наследственной информации. В настоящее время известно более двух тысяч наследственных болезней. Согласно одной из классификаций, их можно разделить на генные, хромосомные и мультифакториальные (болезни с наследственным предрасположением).
I. Генные болезни (молекулярные болезни)
Генные болезни являются результатом генных мутаций: изменение структуры молекулы ДНК изменение РНК изменение полипептидной цепи изменение белка (структурного или белка фермента). Мутации возникают в аутосомах и половых хромосомах, они могут быть доминантными и рецессивными.
По доминантному типу наследуются болезни, связанные с нарушением структурных, транспортных белков, белков-рецепторов и др. — это болезни костной системы и соединительной ткани (ахондроплазия, синдром Марфана, нейрофиброматоз и др.). Для диагностики этих болезней иногда используют и данные электронной микроскопии (изменение мышечных волокон, клеток эпидермиса, хондроцитов).
По рецессивному типу (аутосомному или сцепленному с полом) наследуются многие болезни обмена веществ — энзимопатии или ферментопатии. Они возникают в результате мутации генов, ответственных за синтез ферментов (Д. Бидл, Э.Тейтум). У человека большинство ферментопатий вызвано мутациями структурных генов, что приводит к качественному, а не количественному изменению ферментов. Наиболее распространены энзимопатии, обусловленные нарушением аминокислотного обмена (фенилкетонурия), жирового (амавротическая идиотия), углеводного (галактоземия, фруктозурия ), пуринового и пиримидинового (синдром Леш-Нихана), минерального (нарушение обмена меди — болезнь Вильсона-Коновалова).
Моделью для изучения молекулярных болезней может служить фенилкетонурия: известна локализация гена в 12 хромосоме (определяющего синтез фермента фенилаланингидроксилазы); тип наследования (аутосомно-рецессивный); частота распространения мутантного гена в популяциях; метаболизм фенилаланина у здоровых (превращение фенилаланина в тирозин под влиянием фермента фенилаланингидроксилазы) и больных людей (некоторая часть фенилаланина из-за изменения фермента превращается в токсическую фенилпировиноградную кислоту); разработана диагностика (выявление фенилаланина в крови и фенилпировиноградной кислоты в моче);
лечение (специальная диета и использование гидролизата белка без фенилаланина); профилактика (предупреждение браков между гетерозиготами); описаны четкие фенотипические проявления мутантного гена у гомозигот (выраженная умственная отсталость, изменение пигментации волос и кожи — голубоглазые блондины со светлой кожей).
Для многих генных болезней (например, серповидно-клеточной анемии) известен механизм возникновения на уровне гена, белка, фенотипа. Мутация структурного гена приводит к изменению полипептидной цепи глобина, замене глутаминовой кислоты на валин. В условиях гипоксии полипептидные цепи глобина полимеризуются, образуя длинные тяжи и эритроциты принимают форму серпа. Изменение их формы приводит к изменению функции.
Для диагностики генных болезней (энзимопатий) применяют биохимический метод и метод амниоцентеза.
II. Хромосомные болезни
Хромосомные болезни возникают при нарушении кариотипа (нормальный кариотип человека 46,ХХ, 46,ХУ), которое может быть вызвано изменением числа (геномные мутации) или структуры (хромосомные мутации) аутосом и половых хромосом.
При хромосомных болезнях имеется определенный комплекс стабильных аномальных признаков — симптомов, который входит в понятие синдром. Синдромы характеризуются определенной частотой проявления, продолжительностью жизни детей и средним весом при рождении, внешними морфологическими признаками, пороками развития внутренних органов, функциональными симптомами, дерматоглификой и определенным кариотипом.
Среди хромосомных болезней, связанных с изменением числа половых хромосом (моносомии, полисомии), наиболее часто встречаются синдромы Клайнфельтера (47,ХУ), Шерешевского-Тернера (45,Х), трисомия по Х-хромосоме (47,ХХХ), полисомия по У-хромосоме (47,ХУУ); может наблюдаться полисомия по Х-хромосоме и У-хромосоме одновременно ( 48,ХХУУ).
Эффект мутаций аутосом различен: при геномных мутациях 1-12 хромосом возникают аномалии, несовместимые с жизнью; 13-18 — полулетальные мутации (спонтанные аборты, множественные уродства, незначительная продолжительность жизни родившихся от нескольких недель до нескольких лет — синдром Патау (47,ХХ/ХУ + 13), синдром Эдвардса (47,ХУ/ХХ + 18). Трисомия по 21 хромосоме — синдром Дауна (47,ХХ/ХУ + 21) — является аномалией, совместимой с жизнь.
При анализе синдромов по половым хромосомам и аутосомам показано, что при аномалиях по половым хромосомам сохраняется нормальный интеллект или отмечается его снижение, но в большей степени нарушается развитие половых органов и гормонозависимый рост (выше или ниже средней нормы). Моносомия Х встречается реже (1: 25ОО), чем полисомии ХХУ (1: 700) и ХХХ (1: 1000).
Хромосомные аберрации в основном представлены делециями и транслокациями: при делеции короткого плеча 5 хромосомы (46,ХХ/ХУ 5р-) наблюдается синдром «кошачьего крика» (название обусловлено сходством плача ребенка с мяуканьем кошки), происхождение которого вызвано нарушением центральной нервной системы, а не аномалией голосового аппарата. Встречаются делеции по 13, 18, 21, 22 хромосомам (46,ХХ/ХУ 13q- — синдром Орбели). Транслокация 15/21 хромосом приводит к возникновению синдрома Дауна; а 9/22- хроническому миелолейкозу.
Для диагностики хромосомных болезней используется цитогенетический метод (кариотипирование, определение полового хроматина); методы амниоцентеза и дерматоглифики.
Хромосомные болезни не наследуются, так как у больных нарушена репродуктивная функция, но синдромы появляются в каждом поколении с определенной частотой как результат вновь возникших мутаций у здоровых людей.
III. Мультифакториальные болезни
Развитие некоторых болезней (гипертоническая болезнь, атеросклероз, язвенная болезнь, определенные формы диабета, шизофрения и др.) зависит как от генотипа (полигенное наследование), так и от внешней среды. Эти болезни называются болезнями с наследственным предрасположением. Для них характерно изменение нормы реакции на действие факторов внешней среды (при предрасположенности к диабету изменяется норма реакции на крахмал и сахар — увеличение глюкозы в крови).
Для мультифакториальных болезней характерно:
— отсутствие типичного расщепления, как при моногенном наследовании;
— различие в частоте заболеваний у родственников первой и второй степени родства;
-широкое варьирование количественных признаков (размах изменчивости) среди населения;
— зависимость проявления заболеваний от возраста, пола, питания и др.;
— отсутствие резких различий в проявлении признаков между здоровыми и больными людьми.
IV. Определение и развитие пола
Пол — это совокупность морфологических, физиологических, биохимичеких, поведенческих и других признаков организма, обусловливающих репродукцию.
Определение пола происходит в момент оплодотворения и зависит от набора половых хромосом в зиготе (46,ХХ/46,ХУ). В дальнейшем наблюдается дифференцировка пола: образование гонад (семенников и яичников) — формируется гонадный пол. Гонады вырабатывают гормоны, в клетках-мишенях происходит взаимодействие молекул гормона с белками рецепторами — формируется гормональный пол, что обеспечивает в последующем формирование вторичных половых признаков по мужскому или женскому типу (акушерский или фенотипический пол).
В дифференцировке мужского пола участвует андроген (находится в У-хромосоме), который детерминирует образование НУ- антигена, а он, в свою очередь, определяет развитие семенников. Наряду с андрогеном, в этом участвут ген tfm, который определяет образование в цитоплазме клеток-мишеней белков-рецепторов, взаимодействующих с тестостероном. При мутации гена tfm наблюдается синдром тестикулярной феминизации (синдром Морриса) — женский фенотип при мужском кариотипе.
Для нормального развития пола необходимо наличие двух половых хромосом (ХХ или ХУ). При геномных мутациях (хромосомные болезни) наблюдается их увеличение или уменьшение, что приводит к недоразвитию первичных и вторичных половых признаков.
V. Профилактика возникновения наследственных болезней
Профилактика возникновения наследственных болезней проводится по нескольким направлениям:
— на уровне популяций — уменьшение действия мутагенных факторов, применение антимутагенов, разработка и использование специальных скрининг-программ на наследственные болезни (диагностика и профилактика болезней обмена, хромосомных болезней);
— на уровне семей (медико-генетическое консультирование).
Медико-генетическое консультирование складывается из нескольких этапов:
I. Диагностика заболевания:
— установление природы наследственного заболевания (генное, хромосомное);
— обследование больного с применением соответствующих методов изучения генетики человека (генеалогического, цитогенетического, биохимического и др.);
— выяснение уровня нарушения наследственного материала: на уровне молекулы ДНК, хромосом, генома; — при генных болезнях — установление связи между патологией и изменением белка (структурного или белка-фермента);
— при хромосомных болезнях — установление связи между патологией и типом хромосом (аутосомы или половые хромосомы);
— сопоставление полученных данных у обследуемого больного с фенотипической картиной известных наследственных болезней.
II. Определение вероятности развития болезни в потомстве при моногенном (аутосомно-доминантное, аутосомно-рецессивное и сцепленное с полом) и полигенном типе наследования.
III. Заключение: рекомендации врача-генетика родителям (сопоставление риска рождения ребенка с тяжестью заболевания и возможными социальными последствиями). Определение генетического риска складывается из 3 моментов: вероятность появления данной аномалии (в процентах от 1 до 100 при аутосомно-доминантном и аутосомно-рецессивном, сцепленном с полом наследовании); оценка тяжести медицинских и социальных последствий; перспектива применения и эффективность методов пренатальной диагностики. Медико-генетическое консультирование может проводиться при обследовании вступающих в брак, обследование матери во время беременности (пренатальная диагностика эмбриона или плода), обследование ребенка после рождения.
Источник
Как наследственность влияет на здоровье?
Как наследственность влияет на здоровье?
Часто в поведении и характере детей прослеживается схожесть с родителями или другими близкими родственниками. Это называют наследственностью, которая влияет не только на психическое, но и физическое развитие. Именно наследственности уделяют особое внимание. К примеру, многие беременные женщины переживают, как генетика повлияет на ребенка. Специалисты, работающие в области генетики, отмечают все более значимую роль наследственных факторов в развитии патологии. Во многом это объясняется расширением и качественным улучшением диагностической базы генетики.
Гены передаются от родителей, которым они достались от их родителей и т.д. То есть, ребенок получает такой набор генов, в котором заложена вся информация предыдущих поколений. Объем передаваемой наследственной информации от одного поколения к другому составляет десятки тысяч генов. Именно они определяют цвет кожи, волос, глаз. Однако наследственность касается и некоторых заболеваний.
«Наследственными» болезнями считаются сахарный диабет, гемофилия, эндокринные расстройства, также по наследству могут передаваться сердечно-сосудистые заболевания. Винить гены можно и в некоторых психических проблемах. Зачастую человек с нервными расстройствами имеет среди родственников тех, кто столкнулся с такой же проблемой.
Современное общество часто грешит на гены. К примеру, многие считают, если в роду была какая-либо тяжелая болезнь, то у ребенка в 90% случаев она тоже будет. Такую вероятность можно выявить с помощью специальных исследований. Современным родителям важно знать, что их ребенок родится здоровым, поэтому в клиниках и медицинских центрах проводят специальные тесты на выявление генетических патологий.
При этом генетики говорят, что такие «поврежденные» гены могут не проявляться на протяжении всей жизни,особенно, если человек ведет здоровый образ жизни, правильно питается и тщательно следит за своим здоровьем. Однако при неблагоприятных условиях такие гены могут активироваться и тогда вероятность проявления болезни значительно увеличивается.
Стоит отметить, что даже у людей с отличной наследственностью и крепким здоровьем, оно может ухудшиться. Ведь на здоровье влияют не только гены, но и наш образ жизни. В любом случае, многое зависит только от вас. Не пренебрегайте своим здоровьем и здоровьем своих близких, ведь оно не имеет цены. Каждому человеку дана возможность укрепить и поддержать свое здоровье, сохранить активность, бодрость тела и духа до старости. Важно этим грамотно воспользоваться, чтобы прожить долгую и здоровую жизнь.
Источник
Тайна генетических заболеваний сегодня – что изменилось
Мир сотрясает от все новых и новых болезней, роста преступности, наркомании, алкоголизма, социальных фобий. Дети стали гиперактивными, зафиксировано увеличение случаев раннего детского аутизма (РДА), умственной отсталости (УО), детского церебрального паралича (ДЦП), задержки психического развития (ЗПР) и т.п. Часто причинами являются несколько факторов, в числе которых экзогенные, психологические и генетические.
Генетика – наука сложная и непредсказуемая, кто знает, как у эмбриона захотят выстроиться хромосомы, перевернется ли участок хромосомы на 180 градусов, произойдет перестройка или утрата целого плеча хромосомы. Выявить «неполадки» на ранних стадиях беременности и предотвратить рождение больного ребенка можно лишь в некоторых случаях. Скрининговые обследования направлены на эффективное выявление самых часто встречающихся заболеваний – болезней Дауна, Патау и Эдвардса. Мутацию отдельных генов при таком обследовании определить невозможно, поэтому расстройства аутистического спектра, некоторые формы психических расстройств и ряд других заболеваний остаются незамеченными долгое время. О возможных причинах генетических отклонений и мерах психосоциальной реабилитации поговорим в этой статье.
Типы наследственных заболеваний
Наследственные заболевания делятся на три типа: моногенные, полигенные (или многофакторные) и хромосомные. В основе моногенных заболеваний лежит мутация одного гена, которая локализована в одной хромосоме и провоцирует обменные процессы в организме.
Моногенные и полигенные генетические болезни
К моногенным наследственным заболеваниям относятся: синдром Марфана, хорея Гентингтона, муковисцидоз, фенилкетонурия, миопатия Дюшена, гемофилия и др. При полигенных (многофакторных) болезнях с наследственной предрасположенностью соотношение больных не соответствует теории расщепления, которую придумал основоположник генетики Г.И. Мендель. Для патологического проявления мутантного гена обязательно действие специфического внешнего фактора, например лекарственных препаратов (тератогенное действие), химических веществ или биологических агентов. Без воздействия специфического фактора даже при наличии в генотипе мутантного гена заболевание не развивается. Полигенные болезни обусловлены взаимодействием нескольких генов с факторами окружающей среды. К полигенным наследственным болезням относятся гипертоническая болезнь, атеросклероз, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, сахарный диабет обоих типов, аллергические заболевания, гепатит, ревматоидный артрит, лейкоз, ишемическая болезнь сердца, онкологические заболевания, психические расстройства и др.
Хромосомные болезни
К хромосомным относят болезни, связанные с геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом. Возникают они в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3-5% из них. Хромосомные нарушения приводят к 50% спонтанных абортов, и 7% всех мертворождений. Хромосомные болезни возникают как из-за изменения количества и структуры хромосом, так и нерасхождением хромосом на ранней стадии дробления зиготы, которые приводят к развитию мозаицизма, а также из-за ломкости Х-хромосомы.
Из числа количественных нарушений хромосом общеизвестны такие болезни, как болезнь Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Эдвардса (трисомия по 18-й хромосоме), синдром Патау (трисомия по 13-й хромосоме), синдром Шерешевского-Тернера (отсутствие одной Х хромосомы у женщин), синдром Клайнфельтера (лишняя Х-хромосома у мужчин), синдром дисомии по У-хромосоме у мужчин.
К внутрихромосомным мутациям относятся болезни: синдром-Прадера-Вилли (отсутствие 7-ми генов из 15-й хромосомы), синдром Ангельмана (критичность региона 15-й хромосомы материнского происхождения). Структурные нарушения хромосом приводят к таким болезням, как синдром «Кошачьего крика» (утрата короткого плеча 5-й хромосомы), а ломкость Х-хромосомы к одноименной болезни (синдром Мартина-Белла). Примерно у 30-40% больных с синдромом ломкой Х-хромосомы клиническая картина имеет выраженный шизофреноподобный характер, в первую очередь это аутистические признаки и двигательные расстройства кататоноподобного характера.
Отдельно хочется сказать о дисомии по У-хромосоме, поскольку это заболевание, вызванное добавочной У-хромосомой у мужчин, может привести к опасным последствиям. Признаками кариотипа 47 ХУУ являются высокий рост (186-200 см), акромегалия, непропорциональное увеличение дистальных отделов конечностей, физическая сила, интеллект не ниже среднего. Лишняя У-хромосома определяет эмоционально-волевые нарушения, приводит к агрессии, многие обладают способностью давить на психику взглядом. Если произойдет сбой, то возможны однотипные, серийные преступления. За всю историю криминалистики среди серийных убийц с помощью скрининга был выявлен лишь один человек с лишней У-хромосомой. Если обследование подтверждает у убийцы наличие лишней У-хромосомы, то его отправляют не за решетку, а в клинику. Из мирового кинематографа известен такой представитель кариотипа 47 ХУУ, как Доктор Ганнибал Лектер из «Молчания ягнят».
Распространенные наследственные заболевания
Самыми распространенными генетическими заболеваниями на сегодняшний день являются полигенные. Так частота встречаемости сахарного диабета 2 типа составляет 10-20 случаев на 1000, сердечно-сосудистые заболевания – 50-100 на 1000, миопатия (близорукость) 10 на 600-700, у 60-70% людей мигрень имеет наследственный характер, онкологические заболевания (цифры колеблются в зависимости от зоны поражения и региона).
Из моногенных заболеваний:
- муковисцидоз 1 на 250 новорожденных,
- гемофилия 1 на 2500,
- миопатия Дюшена 1 на 3000.
Из хромосомных нарушений:
- самая распространенная болезнь Дауна – 1 случай на 700-800 детей,
- с синдромом Шерешевского-Тернера рождаются 1 из 3000 человек,
- с синдромом Клайнфельтера – 1 из 500-700 мальчиков,
- дисомия по У-хромосоме калькулируется 1 на 800-1000 случаев,
- с синдромом ломкой Х-хромосомы зафиксировано рождение 1 из 1000 детей.
Встречаются больные, имеющие 3 и 4 Х-хромосомы в кариотипе (48, ХХХY и 49 ХХХХY). Часто у мальчиков с синдромом Клайнфельтера прослеживается умственная отсталость легкой степени, вялость, склонность к алкоголизму и неадекватному поведению. Степень тяжести умственной отсталости нарастает с увеличением числа Х-хромосом. Пациенты с 49 ХХХХY страдают глубокой олигофренией. У женщин трисомия Х-хромосомы встречается в пропорции 1 девочка на 770. У таких больных с возрастом увеличивается риск возникновения психических заболеваний, часто отмечается умственная отсталость легкой степени (дебильность), эпилепсия. Редко – микроцефалия, косоглазие, сколиоз, высокий рост, нарушение менструальной функции и бесплодие. При тетрасомии и пентасомии Х-хромосомы у женщин отмечаются сильная умственная отсталость, врожденные пороки сердца, судороги, недоразвитие гениталий, пороки развития конечностей.
Причины генных нарушений
О возможных причинах роста числа генетических заболеваний и методах психосоциальной реабилитации я беседую с Гуткевич Еленой Владимировной, врачом-генетиком, доктором медицинских наук, ведущим научным сотрудником НИИ психического здоровья г. Томска, профессором кафедры генетической и клинической психологии факультета психологии НИ ТГУ.
– Елена Владимировна, каковы возможные причины увеличения числа генетических заболеваний?
– Частота их увеличивается, прежде всего, за счет значительно выросшей диагностики, существенное развитие методов генетики, в том числе молекулярной. Однако сложность и недостаточная разработанность этой проблемы требуют вклада генетических, конституционально-биологических и средовых факторов риска в возникновение. Необходимо исследовать клинический полиморфизм наиболее распространенных нервно-психических расстройств у взрослых, детей и подростков (пограничные нервно-психические расстройства, шизофренические расстройства, умственная отсталость), что позволит решать вопросы современных мер превенции, психосоциальной реабилитации. При исследовании многофакторных заболеваний, многих соматических и психических расстройств (РДА, ДЦП, УО, ЗПР), пока не удается обнаружить один ген или хромосомную патологию, которые могут быть причиной их появления. Важнейшее значение имеют внешние факторы – семейные, средовые (психологические в том числе). Хромосомные мутации происходят под влиянием значительных сдвигов в экологической системе и изменении состава многих продуктов питания (ГМО).
Ученые института генетики г. Томска сравнивали количество легко диагностируемых врожденных пороков с некоторыми российскими и зарубежными данными. Частота врожденных пороков в Томске составила 12,4 на 1000 новорожденных; в Москве – 17,2; по Курской области – 14,19; в Клину – 10,5; по Тульской области – 14,6. А в двадцати европейских странах частота врожденных пороков находится в диапазоне от 8,7 до 21,2. Из-за изменения радиационного фона за последние 20 лет чаще стали рождаться дети с пороками сердечно-сосудистой системы, половых органов, костно-мышечной системы, с пороками лица и шеи, мочевой системы, с атрезией пищевода, агенезией и дисгенезией почек.
Методы выявления генетических заболеваний
– Как и на каких стадиях можно обнаружить генетические «неполадки»?
– Методов существует много. Это и биохимический скрининг на ранних этапах беременности, который позволяет выявить болезнь Дауна, например, и цитогенетические методы, которые выявляют группу хромосомных заболеваний (куда входят дефекты Y-хромосомы, которые мы исследовали при агрессивном поведении психически больных лиц). Генные (менделирующие наследственные болезни обмена, фенилкетонурия, например) диагностируются методами молекулярной и биохимической генетики. Многофакторные с генетическим предрасположением, подтверждаются методами клинической, популяционной генетики, клинико-генеалогическим методом. В нашем НИИ психического здоровья есть центр семейно-генетической превенции и адаптации «Психическое здоровье семьи», где решаются вопросы медико-генетического консультирования, которое направленно на предупреждение появления в семье и популяции больных с наследственной патологией. Однако в существующих генетических клиниках и медико-генетических консультациях общего профиля удельный вес консультируемых лиц с нервно-психическими расстройствами незначителен. Медико-генетическое консультирование таких лиц в мировой практике осуществляется в специализированных психиатрических учреждениях.
Наиболее распространенным методом профилактики наследственных заболеваний является ультразвуковое обследование (сканирование). Ультразвуковая диагностика позволяет выявить до 80% эмбрионов с анатомическими пороками. Но не во всех случаях он полезен, так как несет мало информации при хромосомных и особенно моногенных заболеваниях. Для выявления последних необходимо исследовать клетки самого плода или его провизорных органов (плаценты, оболочек).
Помощь при генетических заболеваниях
– Какую помощь можно оказать больным с генетическими заболеваниями?
– Помощью при генетических проблемах занимается Служба медико-генетического консультирования, как общего профиля, так и специализированная. Оказанием этой помощи при психических расстройствах занимается НИИ психического здоровья (Томск), функциональный центр семейно-генетической превенции и адаптации «Психическое здоровье семьи». Для детей с психическими расстройствами и расстройствами опорно-двигательного аппарата существуют специализированные коррекционные центры, где специалисты оказывают необходимую психолого-педагогическую помощь.
Во избежание развития многих болезней, обусловленных наследственностью, лучший рецепт – профилактика. Это здоровый образ жизни, отсутствие вредных привычек, занятия физкультурой и спортом, правильное сбалансированное питание. Часто бывает так: неблагоприятная комбинация внутренней предрасположенности к болезни и какие-либо жизненные обстоятельства вкупе приводят к тому, что превышен некий порог, после которого развивается картина заболевания (например, алкоголизм). Поэтому очень важно на каждом этапе следить за своим образом жизни.
Источник