Генетические заболевания - это болезни, которые возникают у человека из-за хромосомных мутаций и дефектов в генах, то есть в наследственном клеточном аппарате. Повреждения генетического аппарата приводят к серьезным и разнообразным проблемам - тугоухости, нарушению зрения, задержке психо-физического развития, бесплодию и многим другим болезням.
В каждой клетке организма есть клеточное ядро, основную часть которого составляют хромосомы. Набор 46 хромосом - это кариотип. 22 пары хромосом являются аутосомами, а последняя 23 пара - половыми хромосомами. Вот этими половыми хромосомами мужчина и женщина разнятся друг с другом.
Всем известно, что у женщин состав хромосом - XX , а у мужчин - XY . При возникновении новой жизни мать передает Х хромосому, а отец - или Х или Y .Именно с этими хромосомами, вернее с их патологией, и связывают генетические заболевания.
Ген может мутировать. Если он рецессивный, то мутация может передаваться из поколения в поколение, никак не проявляясь. Если мутация доминантная, то она обязательно проявится, поэтому желательно обезопасить свой род, вовремя узнав о потенциальной проблеме.
Наследственной патологии с каждым годом выявляется все больше и больше. Генетических заболеваний уже сейчас известно более 6000 наименований, они связаны как с количественными, так и с качественными изменениями в генетическом материале. По данным Всемирной организации здравоохранения приблизительно 6% детей страдают наследственными заболеваниями.
Самое неприятное, что генетические заболевания могут проявиться только через несколько лет. Родители радуются здоровому малышу, не подозревая, что дети больны. Так, например, некоторые наследственные болезни могут заявить о себе в том возрасте, когда у самого больного появляются дети. И половина из этих детей может быть обречена, если родитель носит доминантный патологический ген.
А ведь иногда достаточно знать, что организм ребенка не способен усваивать определенный элемент. Если родители будут вовремя об этом предупреждены, то в дальнейшем, просто избегая продуктов, содержащих этот компонент, можно защитить организм от проявлений генетической болезни.
Поэтому очень важно, чтобы при планировании беременности был сделан тест на генетические болезни. Если тест покажет вероятность передачи мутированного гена будущему ребенку, то в клиниках Германии могут провести генную коррекцию при искусственном оплодотворении. Сделать анализы можно и во время беременности.
В Германии Вам могут быть предложены инновационные технологии самых последних диагностических разработок, которые смогут развеять все Ваши сомнения и подозрения. Около 1000 генетических заболеваний могут быть выявлены еще до рождения ребенка.
Мы рассмотрим две группы генетических заболеваний (на самом деле их больше)
1. Болезни с генетической предрасположенностью.
Такие болезни могут проявиться под воздействием внешних факторов среды и очень зависят от индивидуальной генетической предрасположенности. Некоторые болезни могут проявиться у лиц преклонного возраста, а другие могут выявиться неожиданно и рано. Так, например, сильный удар по голове может спровоцировать эпилепсию, прием неусвояемого продукта может вызвать бурную аллергию и т.д.
2. Болезни, которые развиваются при наличии доминантного патологического гена.
Такие генетические заболевания передаются из поколения в поколение. Например, мышечная дистрофия, гемофилия, шестипалость, фенилкетонурия.
Каким семьям в первую очередь необходимо посетить генетические консультации и выявить риск возможности наследственных заболеваний у потомства?
1. Кровнородственные браки.
2. Бесплодие невыясненной этиологии.
3. Возраст родителей. Считается фактором риска, если будущей маме больше 35 лет, а отцу - больше 40 (по некоторым данным -больше 45). С возрастом в половых клетках появляется всё больше повреждений, которые увеличивают риск рождения малыша с наследственной патологией.
4. Наследственные семейные болезни, то есть похожие заболевания у двух и более членов семьи. Есть заболевания с ярко выраженными симптомами и сомнений, что это наследственная болезнь у родителей не остается. Но есть признаки (микроаномалии), на которые родители не обращают должного внимания. Например, необычная форма век и ушей, птоз, пятна на коже кофейного цвета, странный запах мочи, пота и т.д.
5. Отягощенный акушерский анамнез - рождение мертвого ребенка, более одного самопроизвольного выкидыша, замершие беременности.
6. Родители являются представителями малочисленной народности или выходцами из одного маленького населенного пункта (в этом случае высокая вероятность кровнородственных браков)
7. Воздействие неблагоприятных бытовых или профессиональных факторов на одного из родителей (дефицит кальция, недостаточное белковое питание, работа в типографии и т.д.)
8. Плохая экологическая обстановка.
9. Употребление лекарств с тератогенными свойствами во время беременности.
10. Болезни, особенно вирусной этиологии (краснуха, ветряная оспа), которые перенесла беременная.
11. Нездоровый образ жизни. Постоянные стрессы, алкоголь, курение, наркотики, плохое питание могут вызвать поражение генов, так как структура хромосом под воздействием неблагоприятных условий может меняться в течение всей жизни.
В Германии диагностика генетических заболеваний высокоэффективна, так как применяются все известные высокотехнологичные методы и абсолютно все возможности современной медицины (анализ ДНК, секвенированиеДНК,генетический паспорт и т.д.) для определения потенциальных наследственных проблем. Остановимся на самых распространенных.
1. Клинико-генеалогический метод.
Этот метод - важное условие качественной диагностики генетического заболевания. Что в него входит? Прежде всего, подробный опрос пациента. Если есть подозрение на наследственное заболевание, то опрос касается не только самих родителей, но и всех родственников, то есть собирается полная и тщательная информация о каждом члене семьи. В последующем составляется родословная с указанием всех признаков и заболеваний. Этот метод заканчивается генетическим анализом, на основании которого ставится верный диагноз и выбирается оптимальная терапия.
2. Цитогенетический метод.
Благодаря этому методу определяются болезни, возникающие из-за проблем хромосом клетки.Цитогенетический метод исследует внутреннюю структуру и расположение хромосом. Это очень простая методика - берется соскоб со слизистой внутренней поверхности щеки, затем соскоб рассматривается под микроскопом. Этот метод проводится у родителей, у членов семьи. Разновидность цитогенетического метода - молекулярно-цитогенетический, который позволяет увидеть мельчайшие изменения в строении хромосом.
3. Биохимический метод.
Данный метод, исследуя биологические жидкости матери (кровь, слюну, пот, мочу и т.д.), может определить наследственные болезни, в основе которых лежат нарушения обмена веществ. Одна из самых известных генетических болезней, связанных с нарушением метаболизма - альбинизм.
4. Молекулярно-генетический метод.
Это самый прогрессивный метод в настоящее время, определяющий моногенные заболевания. Он очень точен и выявляет патологию даже в последовательности нуклеотидов. Благодаря этому методу можно определить генетическую предрасположенность к развитию онкологии (рак желудка, матки, щитовидной железы, простаты, лейкоза и др.) Поэтому он особенно показан лицам, у которых близкие родственники страдали эндокринными, психическими, онкологическими и сосудистыми заболеваниями.
В Германии для диагностики генетических болезней вам будет предложен весь спектр цитогенетических, биохимических, молекулярно-генетических исследований, пренатальная и постнатальная диагностика плюс неонатальный скрининг новорожденного. Здесь можно пройти около 1000 генетических тестов, которые допущены к клиническому применению на территории страны.
Пренатальная диагностика дает большие возможности для определения генетических болезней.
В пренатальную диагностику входят такие исследования, как
Также в диагностике используют такие скрининговые методы, как трипл-тест, фетальная эхокардиография, определение альфа-фетопротеина.
Ультразвуковое изображение плода в 3D - и 4D измерениях позволяет существенно сократить рождение младенцев с пороками развития. Все эти методики обладают низким риском побочных эффектов и не сказываются отрицательно на течение беременности. Если выявлено генетическое заболевание во время беременности, то врач предложит определенную индивидуальную тактику ведения беременной женщины. В раннем периоде беременности в немецких клиниках могут предложить генную коррекцию. Если коррекция генов проведена в эмбриональном периоде вовремя, то можно откорректировать некоторые генетические дефекты.
Неонатальный скрининг новорожденного выявляет самые распространенные генетические заболевания у младенца. Ранняя диагностика позволяет понять, что ребенок болен еще до появления первых признаков болезни. Таким образом, можно выявить следующие наследственные заболевания - гипотиреоз, фенилкетонурия, болезнь кленового сиропа, адреногенитальный синдром и другие.
Если вовремя выявить эти болезни, то шанс их вылечить достаточно высок. Качественный неонатальный скрининг тоже является одной из причин, из-за которой женщины прилетают в Германии, чтобы именно здесь родить ребенка.
Еще совсем недавно генетические болезни не лечились, это считалось невозможным, а значит, бесперспективным. Поэтому диагноз генетического заболевания расценивался как приговор, и в лучшем случае можно было рассчитывать только на симптоматическое лечение. Сейчас ситуация изменилась. Прогресс заметен, появились положительные результаты лечения, мало того, наука постоянно открывает новые и эффективные способы лечения наследственных болезней. И хоть многие наследственные болезни вылечить сегодня еще невозможно, но на будущее врачи-генетики смотрят с оптимизмом.
Лечение генетических заболеваний очень сложный процесс. Он основывается на тех же принципах воздействиях, как и любая другая болезнь - этиологических, патогенетических и симптоматических. Коротко остановимся на каждом.
1. Этиологический принцип воздействия.
Этиологический принцип воздействия - самый оптимальный, так как лечение направлено непосредственно на причины болезни. Это достигается с помощью методов генной коррекции, выделении поврежденной части ДНК, его клонировании и внедрении в организм. На сегодняшний момент эта задача очень сложная, но при некоторых заболеваниях уже выполнимая
2. Патогенетический принцип воздействия.
Лечение направлено на механизм развития болезни, то есть оно изменяет физиологические и биохимические процессы в организме, устраняя дефекты, вызванные патологическим геном. По мере развития генетики патогенетический принцип воздействия расширяется, и для разных болезнейс каждым годом будут находиться новые пути и возможности коррекции нарушенных звеньев.
3. Симптоматический принцип воздействия.
Согласно этому принципу лечение генетического заболевания направлено на снятие боли и других неприятных явлений и препятствует дальнейшему прогрессированию болезни. Симптоматическое лечение назначается всегда, оно может сочетаться с другими методами воздействия, а может быть самостоятельным и единственным лечением. Это назначение обезболивающих препаратов, успокаивающих, противосудорожных и других лекарств. Фармакологическая промышленность сейчас очень развита, поэтому спектр лекарственных средств, применяемый для лечения (вернее, для облечения проявлений) генетических болезней очень широк.
Помимо медикаментозного лечения к симптоматическому лечению относят применение физиотерапевтических процедур - массаж, ингаляции, электротерапия, бальнеолечение и т.д.
Иногда применяется хирургический метод лечения для корректирования деформаций, как внешних, так и внутренних.
Врачи-генетики Германии имеют уже большой опыт лечения генетических заболеваний. В зависимости от проявления болезни, от индивидуальных параметров применяются следующие подходы:
Конечно, лечение генетических болезней длительное и не всегда успешное. Но с каждым годом растет количество новых подходов к терапии, поэтому врачи настроены оптимистично.
Особые надежды врачи и ученые всего мира возлагают на генную терапию, благодаря которой можно ввести качественный генетический материал в клетки больного организма.
Генная коррекция состоит из последующих этапов:
Генная коррекция требует большой осторожности, так как наука еще не располагает полными сведениями о работе генетического аппарата.
Классификаций генетических заболеваний много, они условны и различаются по принципу построения. Ниже мы приводим список наиболее распространенных генетических и наследственных болезней:
В этом разделе мы остановимся подробно на каждом заболевании и расскажем, как можно вылечить некоторые из них. Но лучше предупредить генетические заболевания, чем их лечить, тем более многие болезни современная медицина не знает, как вылечить.
Генные болезни - это группа заболеваний очень неоднородная по своим клиническим проявлениям. Основные внешние проявления генетических заболеваний:
Беседа в генетической консультации и пренатальная диагностика способны предотвратить тяжелые наследственные болезни, передающиеся на генном уровне. Главная цель консультирования у генетика - это выявление степени риска у новорожденного генетической болезни.
Для того чтобы получить качественное консультирование и совет по поводу дальнейших действий, надо серьезно настроиться на общение с врачом. Перед консультацией необходимо ответственно подготовиться к разговору, вспомнить болезни, которыми перенесли родственники, описать все проблемы здоровья и записать основные вопросы, на которые вы бы хотели получить ответы.
Если в семье уже есть ребенок с аномалией, с врожденными пороками развития, захватите его фотографии. Обязательно надо рассказать о самопроизвольных выкидышах, о случаях мертворождения, о том, как проходила (проходит) беременность.
Врач генетической консультации сможет рассчитать риск появления младенца с тяжелой наследственной патологией (даже в будущем). Когда можно говорить о высоком риске развития генетического заболевания?
Врачи советуют расценивать риск около и выше 20% как повод к прерыванию беременности или (если таковой еще нет) как противопоказание к зачатию. Но окончательное решение принимает, конечно, супружеская пара.
Консультация может проходить в несколько этапов. При диагностике генетического заболевания у женщины, врач вырабатывает тактику ведения ее до беременности и при необходимости во время беременности. Врач подробно рассказывает о течении заболевания, о продолжительности жизни при данной патологии, обо всех возможностях современной терапии, о ценовой составляющей, о прогнозе заболевания. Иногда генная коррекция во время искусственного оплодотворения или в период эмбрионального развития позволяет избежать проявлений болезни. С каждым годом разрабатываются новые методы генной терапии и профилактики наследственных заболеваний, поэтому шансы вылечить генетическую патологию постоянно увеличиваются.
В Германии активно внедряются и уже успешно применяются методы борьбы с генными мутациями при помощи стволовых клеток, рассматриваются новые технологии для лечения и диагностики генетических заболеваний.
Проблема здоровья человека и генетика тесно взаимосвязаны. В настоящее время известно более 5500 наследственных болезней человека. Среди них выделяют генные и хромосомные болезни, а также заболевания с наследственной предрасположенностью.
Генные болезни — это значительная группа заболеваний, возникающих в результате повреждений ДНК на уровне гена. Обычно данные заболевания определяются одной парой аллельных генов и наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования выделяют аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с полом заболевания. Общая частота генных заболеваний в человеческих популяциях составляет 2—4 %.
Большинство генных болезней связано с мутациями в определенных генах, что ведет к изменению структуры и функций соответствующих белков и проявляется фенотипически. К генным заболеваниям относятся многочисленные нарушения обмена веществ (углеводов, липидов, аминокислот, металлов и др.). Кроме того, генные мутации могут являться причиной неправильного развития и функционирования определенных органов и тканей. Так, дефектными генами обусловлены наследственная глухота, атрофия зрительного нерва, шестипалость, короткопалость и многие другие патологические признаки.
Примером генной болезни, связанной с нарушением аминокислотного обмена, является фенилкетонурия. Это аутосомно-рецессивное заболевание с частотой встречаемости 1: 8000 новорожденных. Оно вызвано дефектом гена, кодирующего фермент, превращающий аминокислоту фенилаланин в другую аминокислоту — тирозин. Дети с фенилкетонурией рождаются внешне здоровыми, однако данный фермент у них неактивен. Поэтому фенилаланин накапливается в организме и превращается в ряд токсичных веществ, повреждающих нервную
систему ребенка. Вследствие этого развиваются нарушения мышечного тонуса и рефлексов, судороги, позже присоединяется отставание в умственном развитии. При своевременной постановке диагноза (на ранних этапах развития ребенка) фенилкетонурия успешно лечится с помощью специальной диеты с низким содержанием фенилаланина. Строгая диета не обязательна в течение всей жизни, т. к. нервная система взрослого человека более устойчива к токсичным продуктам обмена фенилаланина.
В результате мутации гена, отвечающего за синтез одного из белков соединительнотканных волокон, развивается синдром Марфана. Это заболевание наследуется по аутосомно-доминант-ному типу. Больных отличает высокий рост, длинные конечности, очень длинные s.паучьим пальцы, плоскостопие, деформация грудной клетки (рис. 111). Кроме того, заболевание может сопровождаться недоразвитием мышц, косоглазием, катарактой, врояаденными пороками сердца и т. д. Следует отметить, что синдромом Марфана страдали такие известные люди, как Н. Паганини и А. Линкольн.
Другим примером генной болезни является гемофилия — наследственное нарушение свертываемости крови. Это рецессивное заболевание, сцепленное с Х-хромосомой, обусловлено снижением или нарушением синтеза определенного фактора свертывания крови. При тяжелой форме гемофилии кровотечения, опасные для жизни больного, могут быть вызваны даже незначительной на первый взгляд травмой. Лечение больных гемофилией основано на введении недостающего фактора свертывания.
Хромосомные болезни обусловлены хромосомными и геномными мутациями, т. е. связаны с изменением структуры или количества хромосом. Среди них можно выделить а н о м а л и и половых хромосом, трисомии по ауто-сомам, а также структурные нарушения хромосом.
К синдромам с числовыми аномалиями половых хромосом относятся: синдром Шерешевского — Тернера, синдром полисомии по Х-хромосоме у женщин, синдром Кляйнфельтера и др. Причиной данных заболеваний является нарушение расхождения половых хромосом при образовании гамет.
Синдром Шерешевского — Тернера развивается у девочек с хромосомным набором 44Л+Ж) (отсутствует вторая Х-хромосома). Частота встречаемости 1: 3000 новорожденных девочек. Для больных характерен низкий рост (в среднем 140 см), короткая шея с глубокими кожными складками от затылка к плечам, укорочение 4-го и 5-го пальцев рук, отсутствие или слабое развитие вторичных половых признаков, бесплодие (рис. 112). В 50 % случаев наблюдается умственная отсталость или склонность к психозам.
Синдром полисомии по Х-хромосоме у женщин может быть обусловлен трисомией (набор 44А+ХХХ), тетрасомией (44А+ХХХХ) или пентасо-мией (44Л +ХХХХХ). Трисомия встречается с частотой 1: 1000 новорожденных девочек. Проявления достаточно разнообразны: отмечается незначительное снижение интеллекта, возможно развитие психозов и шизофрении, нарушение функций яичников. При тетрасомии и пентасомии повышается вероятность умственной отсталости, отмечается недоразвитие первичных и вторичных половых признаков.
Синдром Кляйнфельтера наблюдается с частотой 1: 500 новорожденных мальчиков. Больные имеют лишнюю Х-хромосому (44Л +XXY). Заболевание проявляется в период полового созревания и выражается в недоразвитии половых органов и вторичных половых признаков. Для мужчин с данным синдромом характерен высокий рост, женский тип телосложения (узкие плечи, широкий таз), увеличенные молочные железы, слабый рост волос на лице. У больных нарушен процесс сперматогенеза, и в большинстве случаев они бесплодны. Отставание интеллектуального развития наблюдается лишь в 5 % случаев.
Известен также синдром дисомии по Y-хромосоме (44Л +XYY). Он наблюдается с частотой
1: 1000 новорожденных мальчиков. Обычно мужчины сданным синдромом не отличаются от нормы по умственному и физическому развитию. Возможно некоторое увеличение роста выше среднего, незначительное снижение интеллекта, склонность к агрессии.
Среди аутосомных трисомий наиболее распространенным является синдром Дауна, причиной которого является трисомия по 21-й хромосоме. Частота заболевания в среднем составляет 1: 700 новорожденных. Больные характеризуются низким ростом, круглым уплощенным лицом, монголоидным разрезом глаз с эп и канту сом — нависающей складкой над верхним веком, маленькими деформированными ушами, выступающей челюстью, маленьким носом с широкой плоской переносицей, нарушениями умственного развития (рис. 113). Болезнь сопровождается снижением иммунитета, нарушением работы эндокринных желез. Около половины больных имеют пороки развития сердечно-сосудистой системы.
Встречаются также заболевания, связанные с трисомией по 13-й и 18-й хромосомам. Дети с данными аномалиями обычно умирают в раннем возрасте в связи со множественными пороками развития.
Около 90 % от общего числа наследственных патологий человека составляют заболевания с наследственной предрасположенностью. К наиболее часто встречающимся болезням данного типа относятся: ревматизм, цирроз печени, сахарный диабет, гипертония, ишемическая болезнь сердца, шизофрения, бронхиальная астма и др.
Главное отличие этих заболеваний от генных и хромосомных заключается в значительном влиянии условий окружающей среды и образа жизни человека на развитие болезни. Определенное сочетание внешних факторов может спровоцировать раннее развитие болезни. Например, курение может стимулировать развитие бронхиальной астмы, гипертонической болезни и т. д.
Профилактика, диагностика и лечение наследственных заболеваний имеют большое значение. Для этого во многих странах мира, в том числе и в Беларуси, создана сеть учреждений, обеспечивающих медико-генетическое консультирование населения. Основная цель медико-генетического консультирования — предупреждение рождения детей с наследственными заболеваниями.
Генетическая консультация и дородовая диагностика обязательны в случаях, если родители будущего ребенка:
Являются родственниками (при близкородственном браке в несколько раз повышается вероятность рождения детей с рецессивными наследственными заболеваниями);
Старше 35 лет;
Работают на вредном производстве;
Имеют генетически неблагополучных родственников либо уже имеют детей с врожденной патологией.
Применение комплекса диагностических методов (генеалогического, цитогенетического, биохимических и др.) позволяет рассчитать риск рождения ребенка с наследственной аномалией, на ранних этапах развития установить причины заболевания и применить соответствующие методы лечения. Следует отметить, что курение, употребление алкоголя и наркотиков матерью или отцом будущего ребенка значительно повышают вероятность рождения ребенка с наследственными заболеваниями.
В случае рождения больного ребенка при своевременном выявлении ряда наследственных заболеваний возможно медикаментозное, диетическое или гормональное лечение.
1. Какие типы наследственных заболеваний человека выделяют?
2. Какие генные болезни вы можете назвать? Каковы их причины?
3. Назовите и охарактеризуйте известные вам хромосомные болезни человека. Каковы их причины?
4. Какие факторы могут способствовать развитию заболеваний с наследственной предрасположенностью?
5. Каковы основные задачи медико-генетического консультирования?
6. Для людей с какими наследственными заболеваниями возможно применение гормонального лечения? Диетотерапии?
7. Рождение детей с какими хромосомными болезнями возможно, если у отца мейоз протекает нормально, а у матери половые хромосомы не расходятся (обе перемещаются к одному полюсу клетки)? Либо если у матери мейоз протекает нормально, а у отца наблюдается нерасхождение половых хромосом?
8. Если детей, гомозиготных по гену фенилкетонурии, с первых дней жизни растят на диете с низким содержанием фенилаланина, болезнь не развивается. От браков таких людей со здоровыми гомозиготными супругами обычно рождаются здоровые гетерозиготные дети. Однако известно немало случаев, когда у женщин, выросших на диете и вышедших замуж за здоровых гомозиготных мужчин, все дети были умственно отсталыми. Чем это можно объяснить?
Глава 1. Химические компоненты живых организмов
Глава 2. Клетка - структурная и функциональная единица живых организмов
Глава 3. Обмен веществ и преобразование энергии в организме
Глава 4. Структурная организация и регуляция функций в живых организмах
От родителей ребенок может приобрести не только определенный цвет глаз, рост или форму лица, но и передающиеся по наследству. Какие они бывают? Как можно их обнаружить? Какая классификация существует?
Прежде, чем говорить о заболеваниях, стоит разобраться, что такое Вся информация о нас содержится в молекуле ДНК, которая состоит из невообразимо длинной цепочки аминокислот. Чередование этих аминокислот уникально.
Фрагменты цепочки ДНК называются генами. В каждом гене заключается целостная информация об одном или нескольких признаках организма, которая передается от родителей детям, например, цвет кожи, волос, черта характера и т. д. При их повреждении или нарушении их работы возникают генетические заболевания, передающиеся по наследству.
ДНК организовано в 46 хромосомах или 23 парах, одна из которых является половой. Хромосомы отвечают за активность генов, их копирование, а также восстановление при повреждениях. В результате оплодотворения в каждой паре присутствует одна хромосома от отца, а другая от матери.
При этом один из генов будет доминантным, а другой рецессивным или подавляемым. Упрощенно, если у отца ген, отвечающий за цвет глаз, окажется доминантным, то ребенок унаследует этот признак именно от него, а не от матери.
Передающиеся по наследству болезни возникают, когда в механизме хранения и передачи генетической информации происходят нарушения или же мутации. Организм, чей ген поврежден, будет передавать его своим потомкам точно так же, как и здоровый материал.
В том случае, когда патологический ген является рецессивным, он может и не проявляться у следующих поколений, но они будут его переносчиками. Шанс, что не проявится, существует, когда здоровый ген тоже окажется доминантным.
В настоящее время известно больше 6 тысяч наследственных заболеваний. Многие из них проявляются после 35 лет, а некоторые могут никогда не заявить о себе хозяину. С крайне высокой частотой проявляется сахарный диабет, ожирение, псориаз, болезнь Альцгеймера, шизофрения и другие расстройства.
Генетические заболевания, передающиеся по наследству, имеют огромное количество разновидностей. Для разделения их на отдельные группы может учитываться локация нарушения, причины, клиническая картина, характер наследственности.
Болезни могут классифицироваться по типу наследования и локации дефектного гена. Так, важно, расположен ген в половой или неполовой хромосоме (аутосоме), а также является он подавляющим или нет. Выделяют заболевания:
Количественно-качественная классификация наследственных болезней выделяет генные, хромосомные и митохондриальные виды. Последний относится к нарушениям ДНК в митохондриях за пределами ядра. Первые два происходят в ДНК, которая находится в ядре клетки, и имеют несколько подвидов:
Моногенные | Мутации или отсутствие гена в ядерной ДНК. | Синдром Марфана, адреногенитальный синдром у новорожденных, нейрофиброматоз, гемофилия А, миопатия Дюшенна. |
Полигенные | Предрасположенность и действие | Псориаз, шизофрения, ишемическая болезнь, цирроз, бронхиальная астма, сахарный диабет. |
Хромосомные |
||
Изменение структуры хромосом. | Синдромы Миллера-Диккера, Вильямса, Лангера-Гидиона. |
|
Изменение числа хромосом. | Синдромы Дауна, Патау, Эдвардса, Клайфентера. |
|
Наши гены склонны не только накапливать информацию, но и изменять её, приобретая новые качества. Это и есть мутация. Происходит она довольно редко, примерно 1 раз на миллион случаев, и передается потомкам, если произошла в половых клетках. Для отдельных генов частота мутации составляет 1:108.
Мутации являются естественным процессом и составляют основу эволюционной изменчивости всех живых существ. Они могут быть полезными и вредными. Одни помогают нам лучше приспособиться к окружающей среде и способу жизни (например, противопоставленный большой палец руки), другие приводят к заболеваниям.
Возникновение патологий в генах учащают физические, химические и биологические Таким свойством обладают некоторые алкалоиды, нитраты, нитриты, некоторые пищевые добавки, пестициды, растворители и нефтяные продукты.
Среди физических факторов находятся ионизирующие и радиоактивные излучения, ультрафиолетовые лучи, чрезмерно высокие и низкие температуры. В качестве биологических причин выступают вирусы краснухи, кори, антигены и т. д.
Родители влияют на нас не только воспитанием. Известно, что одни люди имеют больше шансов появления некоторых заболеваний, чем другие из-за наследственности. Генетическая предрасположенность к заболеваниям возникает, когда кто-то из родственников имеет нарушения в генах.
Риск возникновения конкретного заболевания у ребенка зависит от его пола, ведь некоторые болезни передаются только по одной линии. Он также зависит от расы человека и от степени родства с больным.
Если у человека с мутацией рождается ребенок, то шанс унаследования болезни будет 50%. Ген вполне может никак себя не проявить, будучи рецессивным, а в случае брака со здоровым человеком, его шансы передаться потомкам составят уже 25%. Однако если супруг тоже будет владеть таким рецессивным геном, шансы проявления его у потомков снова увеличатся до 50 %.
Вовремя обнаружить заболевание или предрасположенность к нему поможет генетический центр. Обычно такой есть во всех крупных городах. Перед сдачей анализов проводится консультация с врачом, чтобы выяснить, какие проблемы со здоровьем наблюдаются у родственников.
Медико-генетическое обследование проводится путем взятия крови на анализ. Образец внимательно изучается в лаборатории на предмет каких-либо отклонений. Будущие родители обычно посещают подобные консультации уже после наступления беременности. Однако в генетический центр стоит прийти и во время её планирования.
Наследственные заболевания серьезно отражаются на психическом и физическом здоровье ребенка, влияют на продолжительность жизни. Большинство из них тяжело поддается лечению, а их проявление только корректируется медицинскими средствами. Поэтому лучше подготовиться к подобному ещё до зачатия малыша.
Одна из наиболее распространенных генетических болезней - синдром Дауна. Она встречается в 13 случаях из 10000. Это аномалия, при которой человек имеет не 46, а 47 хромосом. Диагностировать синдром можно сразу при рождении.
Среди главных симптомов уплощенное лицо, приподнятые уголки глаз, короткая шея и недостаток мышечного тонуса. Ушные раковины, как правило, маленькие, разрез глаз косой, неправильная форма черепа.
У больных детей наблюдаются сопутствующие расстройства и болезни - пневмония, ОРВИ и т. д. Возможно возникновение обострений, например, потеря слуха, зрения, гипотериоз, заболевания сердца. При даунизме замедлено и часто остается на уровне семи лет.
Постоянная работа, специальные упражнения и препараты значительно улучшают ситуации. Известно много случаев, когда люди с подобным синдромом вполне могли вести самостоятельную жизнь, находили работу и достигали профессиональных успехов.
Редкое наследственное заболевание, поражающее мужчин. Встречается один раз на 10 000 случаев. Гемофилия не лечится и возникает в результате изменения одного гена в половой Х-хромосоме. Женщины являются только переносчиками болезни.
Основной характеристикой является отсутствие белка, который отвечает за свертывание крови. В таком случае, даже незначительная травма вызывает кровотечение, которое не просто остановить. Иногда оно проявляет себя только на следующий день после ушиба.
Английская королева Виктория была носителем гемофилии. Она передала болезнь многим своим потомкам, в том числе и цесаревичу Алексею - сыну царя Николая II. Благодаря ей болезнь стали называть «царской» или «викторианской».
Болезнь часто называют «синдромом счастливой куклы» или «синдромом Петрушки», так как у больных наблюдаются частые вспышки смеха и улыбки, хаотические движения рук. При данной аномалии характерно нарушение сна и психического развития.
Синдром возникает раз на 10 000 случаев из-за отсутствия некоторых генов в длинном плече 15-й хромосомы. Болезнь Ангельмана развивается только, если гены отсутствуют в хромосоме, доставшейся от матери. Когда те же гены отсутствуют в отцовской хромосоме, возникает синдром Прадера-Вилли.
Заболевание нельзя излечить полностью, но облегчить проявление симптомов возможно. Для этого проводятся физические процедуры и массажи. Полностью самостоятельными больные не становятся, но при лечении могут сами себя обслуживать.
Наследственные болезни - заболевания человека, обусловленные хромосомными и генными мутациями. Нередко термины «наследственная болезнь» и «врожденная болезнь» употребляются как синонимы, однако врожденные болезни (см.) - это заболевания, имеющиеся при рождении ребенка, они могут быть обусловлены как наследственными, так и экзогенными факторами (напр., пороки развития, связанные с воздействием на эмбрион радиации, хим. соединений и лекарственных средств, а также внутриутробных инфекций).
Наследственные болезни и врожденные пороки развития являются причиной госпитализации детей почти в 30% случаев, а с учетом болезней неизвестной природы, которые в значительной степени могут быть связаны с генетическими факторами, этот процент еще выше. Однако далеко не все Наследственные болезни относят к врожденным, поскольку многие из них проявляются после периода новорожденности (напр., хорея Гентингтона развивается после 40 лет). В качестве синонима термина «наследственные болезни» не следует также рассматривать термин «семейные болезни», т. к. семейные заболевания могут быть обусловлены не только наследственными факторами, но и условиями жизни или профессиональными традициями семьи.
Наследственные болезни известны человечеству с давних времен. Клин, изучение их началось в конце 18 в. В 1866 г. В. М. Флоринский в книге «Усовершенствование и вырождение человеческого рода» дал правильную оценку значения окружающей среды в формировании наследственных признаков, вредного влияния на потомство близко-родственных браков, описал наследование ряда патологических признаков (глухонемоты, пигментного ретинита, альбинизма, заячьей губы и др.). Англ. биолог Гальтон (F. Galton) первый поставил вопрос о наследственности человека как предмете научного изучения. Он обосновал генеалогический метод (см.) и близнецовый метод (см.) для изучения роли наследственности (см.) и окружающей среды в развитии и становлении признаков. В 1908 г. англ. врач Гаррод (A. E. Garrod) впервые сформулировал концепцию о наследственных «ошибках» обмена веществ, подойдя таким образом к изучению молекулярных основ ряда Н. б.
В СССР большую роль в развитии учения о Н. б. человека сыграл Московский медико-биологический институт им. М. Горького (позднее - Медико-генетический институт), к-рый функционировал с 1932 по 1937 г. В этом институте проводились цитогенетические исследования и изучались болезни с наследственным предрасположением (сахарный диабет, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергия, гипертоническая болезнь и др.). Советский невропатолог и генетик С. Н. Давиденков (1934) впервые установил существование генетической гетерогенности Н. б. и причин их клин, полиморфизма. Он разработал основы нового вида медпомощи - медико-генетического консультирования (см. Медико-генетическая консультация).
Открытие материального носителя наследственности - ДНК, механизмов кодирования (см. Генетический код) позволило понять значение мутаций в развитии Н. б. Л. Полинг ввел понятие «молекулярные болезни», т. е. болезни, обусловленные нарушением последовательности аминокислот в полипептидной цепи. Введение в клинику методов разделения смеси белков, в т. ч. и ферментов, идентификации продуктов биохимических реакций, успехи цитогенетики, возможность картирования хромосом (см. Хромосомная карта) позволили выяснить природу ряда Н. б. Общее число известных Н. б. к 70-м гг. 20 в. достигло 2 тыс.
В зависимости от соотношения роли наследственных и экзогенных факторов в этиологии и патогенезе различных заболеваний Н. П. Бочков предложил все болезни человека условно разделить на четыре группы.
Первая группа болезней человека - это Н. б., при к-рых проявление патологического МУТАЦИИ (см.) как этиологического фактора практически не зависит от окружающей среды, к-рая в этом случае определяет лишь выраженность симптомов болезни. К заболеваниям этой группы относятся все хромосомные болезни (см.) и генные Н. б. с полным проявлением, напр, болезнь Дауна, Фенилкетонурия, гемофилия, гликозидозы и др.
Во второй группе болезней наследственные изменения также являются этиологическим фактором, однако для проявления мутантных генов (см. Пенетрантность гена) необходимо соответствующее влияние окружающей среды. К таким заболеваниям относят подагру, некоторые формы сахарного диабета, гиперлипопротеине-мий (см. Липопротеиды). Подобные заболевания чаще проявляются при постоянном воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (физическое или умственное переутомление, нарушение режима питания и др.). Эти болезни можно отнести к группе болезней с наследственным предрасположением; для одних из них окружающая среда имеет большее, для других - меньшее значение.
В третьей группе болезней этиол, фактором является окружающая среда, однако частота возникновения болезней и тяжесть их течения зависят от наследственного предрасположения. К заболеваниям этой группы относятся гипертоническая болезнь и атеросклероз, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергические заболевания, многие пороки развития, определенные формы ожирения.
Четвертая группа болезней связана исключительно с воздействием неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды, наследственность в их возникновении практически не играет никакой роли. К этой группе относят травмы, ожоги, острые инф. болезни. Однако генетические факторы могут оказать определенное влияние на течение патол, процесса, т. е. на темпы выздоровления, переход острых процессов в хронические, развитие декомпенсации функций пораженных органов.
Робертс (Roberts) и соавт. (1970) подсчитали, что среди причин детской смертности генетические компоненты болезни определяются в 42% случаев, в т. ч. 11% детей умирают от собственно Н. б. и 31% - от приобретенных заболеваний, развившихся на неблагоприятном наследственном фоне.
Известные к 70-м гг. 20 в. Н. б. подразделяют на три основные группы.
1. Моногенные болезни: а) по типу наследования - аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные, сцепленные с полом; по фенотипическому проявлению - энзимопатий (болезни обмена веществ), в т. ч. болезни, обусловленные нарушением репарации ДНК, болезни, обусловленные патологией структурных белков, иммунопатология, в т. ч. нарушения в системе комплемента, нарушения синтеза транспортных белков, в т. ч. белков крови (гемоглобинопатии, болезнь Вильсона, атрансферринемия), патология свертывающей системы крови, патология переноса веществ через клеточные мембраны, нарушения синтеза пептидных гормонов.
2. Полигенные (мультифакториальные) болезни или болезни с наследственным предрасположением.
3. Хромосомные болезни: полиплоидии, анеуплоидии, структурные перестройки хромосом.
Моногенные болезни наследуются в полном соответствии с законами Менделя (см. Менделя законы). Большинство известных Н. б. обусловлено мутацией структурных генов; возможность этиологической роли мутаций генов-регуляторов при нек-рых заболеваниях пока доказана лишь косвенно.
При аутосомно-рецессивном типе наследования мутантный ген проявляется только в гомозиготном состоянии. Больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой. Вероятность рождения больного ребенка составляет 25%. Родители больных детей могут быть фенотипически здоровы, но являются гетерозиготными носителями мутантного гена. Аутосомно-рецессивный тип наследования более характерен для заболеваний, при к-рых нарушена функция какого-либо фермента (или каких-либо ферментов),- так наз. энзимопатий (см.).
Рецессивное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие мутантного гена проявляется только при XY-наборе половых хромосом, т. е. у мальчиков. Вероятность рождения больного мальчика у матери - носительницы мутантного гена - составляет 50%. Девочки практически здоровы, но половина из них является носительницами мутантного гена (так наз. кондукторы). Родители здоровы. Часто болезнь обнаруживается у сыновей сестер пробанда или его двоюродных братьев по материнской линии. Больной отец не передает болезнь сыновьям. Этот тип наследования характерен для прогрессирующей мышечной дистрофии типа Дюшенна (см. Миопатия), гемофилии А и В (см. Гемофилия), синдрома Леша-Найхана (см. Подагра), болезни Гунтера (см. Гаргоилизм), Фабри болезни (см.), генетически обусловленной недостаточности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (некоторые формы).
Доминантное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие доминантного мутантного гена проявляется в любом наборе половых хромосом (XX, XY, X0 и т. п.). Проявление заболевания не зависит от пола, однако более тяжело протекает у мальчиков. Среди детей больного мужчины в случае такого типа наследования все сыновья здоровы, все дочери поражены. Больные женщины передают измененный ген половине сыновей и дочерей. Данный тип наследования прослеживается при фосфат-диабете.
По фенотипическому проявлению к моногенным Н. б. относятся энзимопатий, к-рые составляют наиболее обширную и лучше всего изученную группу Н. б. Первичный дефект фермента расшифрован примерно при 150 энзымопатиях. Возможны следующие причины энзимопатий: а) фермент не синтезируется совсем; б) в молекуле фермента нарушена последовательность аминокислот, т. е. изменена его первичная структура; в) отсутствует или неправильно синтезируется кофермент соответствующего фермента; г) активность фермента изменена в связи с аномалиями в других ферментных системах; д) блокада фермента обусловлена генетически детерминированным синтезом веществ, инактивирующих фермент. Энзимопатий в большинстве случаев наследуются по аутосомно-рецессивному типу.
Мутация гена может повлечь за собой нарушение синтеза белков, выполняющих пластические (структурные) функции. Нарушение синтеза структурных белков - вероятная причина таких заболеваний, как остеодисплазии (см.) и остеогенез несовершенный (см.), синдром Элерса - Данлоса. Есть данные об определенной роли этих нарушений в патогенезе наследственных нефритоподобных заболеваний - синдрома Альпорта и семейной гематурии. В результате аномалий в структуре белков базальных, а также цитоплазматических мембран развивается тканевая гипопластическая дисплазия - гистологически обнаруживаемая незрелость тканевых структур. Можно допустить, что дисплазия ткани может выявляться не только в почках, но и в любых других органах. Патология структурных белков характерна для большинства Н. б., наследуемых по аутосомно-доминантному типу.
В стадии изучения находятся заболевания, в основе к-рых лежит недостаточность механизмов восстановления измененной молекулы ДНК. Нарушение механизмов репарации ДНК установлено при ксеродерме пигментной (см.), синдроме Блума (см. Пойкилодермия) и синдроме Коккейна (см. Ихтиоз), атаксии-телеангиэктазии (см. Атаксия), Дауна болезни (см.), анемии Фанкони (см. Гипопластическая анемия), системной красной волчанке (см.).
Генная мутация может привести к развитию иммунодефицитных болезней (см. Иммунологическая недостаточность). В наиболее тяжелых формах протекает агаммаглобулинемия (см.), особенно в сочетании с аплазией вилочковой железы. В 1949 г. Л. Полинг и сотр. установили, что причиной аномальной структуры гемоглобина при серповидноклеточной анемии (см.) является замена в молекуле гемоглобина остатка глутаминовой к-ты на остаток валина. Позднее было установлено, что эта замена явилась результатом генной мутации. Это послужило началом интенсивных исследований гемоглобинопатий (см.).
Известен ряд мутаций генов, контролирующих синтез факторов свертывания крови (см. Свертывающая система крови). Генетически детерминированные нарушения синтеза антигемофильного глобулина (VIII фактор) приводят к развитию гемофилии А. При нарушении синтеза тромбопластического компонента (фактор IX) развивается гемофилия В. Недостаток предшественника тромбопластина лежит в основе патогенеза гемофилии С.
Генные мутации могут быть причиной нарушения транспорта различных соединений (органические соединения, ионы) через клеточные мембраны. Наиболее изучены наследственная патология транспорта аминокислот в кишечнике и почках, синдром мальабсорбции глюкозы и галактозы, изучаются последствия нарушения калий-натриевого «насоса» клетки. Примером заболевания, вызванного наследственным дефектом транспорта аминокислот, является Цистинурия (см.), клинически проявляющаяся нефролитпазом и признаками пиелонефрита. Классическая Цистинурия обусловлена нарушением транспорта ряда диамгшокарбоновых к-т (аргинина, лизина) и цистина через клеточные мембраны как в кишечнике, так и в почках, и встречается реже гиперцистинурии, к-рая характеризуется только нарушением переноса цистина через клеточные мембраны в почках, при этом нефро-литиаз развивается редко. Этим объясняются кажущиеся противоречия литературных данных о частоте гиперцистинурии как биохимического признака и цистинурии как болезни.
Патология реабсорбции глюкозы в почечных канальцах - почечная глюкозурия связана с нарушением функции мембранных белков-переносчиков или с дефектами в системе обеспечения энергией процессов активного транспорта глюкозы; наследуется по аутосомно-доминантному типу. Нарушение реабсорбции бикарбонатов в проксимальных отделах нефрона или нарушение секреции водородных ионов клетками почечного эпителия дистальных отделов нефрона лежит в основе двух типов почечного канальцевого ацидоза (см. Лайтвуда-Олбрайта синдром).
Муковисцидоз также может быть отнесен к заболеваниям, в патогенезе к-рых существенную роль играет нарушение трансмембранного переноса и секреторной функции экзо-кринных желез. Известны заболевания, при к-рых нарушена функция мембранных механизмов, ответственных за поддержание нормального градиента концентраций ионов К + и Mg 2+ внутри и вне клетки, что клинически проявляется периодическими приступами тетании.
Полигенные (мультифакториальные) болезни или болезни с наследственным предрасположением обусловлены взаимодействием нескольких или многих генов (полигенные системы) и факторов окружающей среды. Патогенез болезней с наследственным предрасположением, несмотря на их распространенность, изучен недостаточно. Отклонения от нормальных вариантов строения структурных, защитных и ферментных белков могут определять существование многочисленных диатезов в детском возрасте. Большое значение имеет поиск фенотипических маркеров наследственной предрасположенности к определенному заболеванию; напр., аллергический диатез может быть диагностирован на основании повышенного содержания в крови иммуноглобулина E и повышенной экскреции минорных метаболитов триптофана с мочой. Определены биохимические маркеры наследственной предрасположенности к сахарному диабету (тест на толерантность к глюкозе, определение иммунореактивного инсулина) , конституционально-экзогенному ожирению, гипертонической болезни (гиперлипопротеинемия). Достигнуты успехи в изучении взаимосвязи между группами крови AB0 (см. Группоспецифические вещества), системой гаптоглобина, антигенами HLA и болезнями. Установлено, что для лиц с тканевым гаплотипом HLA-B8 высок риск заболевания хрон, гепатитом, целиакией и миастенией; для лиц с гаплотипом HLA-A2 - хрон. гломерулонефритом, лейкозом; для лиц с гаплотипом HLA-DW4 - ревматоидным артритом, для лиц с гаплотипом HLA-A1 - атопической аллергией. Связь с системой гистосовместимости HLA обнаружена примерно для 90 заболеваний человека, многие из к-рых характеризуются иммунными нарушениями.
Хромосомные болезни подразделяются на аномалии, обусловленные изменениями количества хромосом (полиплоидии, анеуплоидии) или структурными перестройками хромосом - делеции (см.), инверсии (см.), транслокации (см.), дупликации (см.). Хромосомные мутации, возникшие в зародышевых клетках (гаметах), проявляются в так наз. полных формах. Нерасхождение хромосом и структурные изменения, развившиеся на ранних стадиях дробления зиготы, ведут к развитию мозаицизма (см.).
Риск повторного проявления большинства хромосомных болезней в семье не превышает 1 %. Исключение составляют синдромы транслокации, при к-рых величина повторного риска достигает 30% и более. Вероятность появления хромосомных аберраций резко увеличивается у женщин старше 35 лет.
Клин, классификация Н. б. построена по органному и системному принципу и не отличается от классификации приобретенных болезней. Согласно этой классификации выделяют Н. б. нервной и эндокринной систем, легких, сердечно-сосудистой системы, печени, жел.-киш. тракта, почек, систвхмы крови, кожи, уха, носа, глаз и др. Такая классификация условна, т. к. большинство Н. б. характеризуется вовлечением в патол, процесс нескольких органов или системным поражением тканей.
Частота моногенных Н. б. колеблется у разных этнических групп населения в разных географических зонах. Это отчетливо прослеживается на примере концентрации серповидно-клеточной анемии и талассемии в географических регионах с высокой подверженностью населения заболеванию малярией. Распространенность болезней с наследственным предрасположением в значительной степени определяет балансированный полиморфизм (см.). С этим явлением может быть также связана концентрация ряда моногенных Н. б. (Фенилкетонурия, муковисцидоз, гемоглобинопатии и др.). Особенности географического распределения Н. б. зависят также от дрейфа генов и эффекта родоначальника. В течение всего лишь 200 лет в Южной Африке таким путем распространились гены порфирии. Концентрация мутантных генов на ограниченных территориях связана с частотой кровнородственных браков, особенно высокой в изолятах (см.).
В Западной Европе и в СССР наиболее распространенными Н. б. обмена являются муковисцидоз (см.) - 1: 1200 - 1: 5000; Фенилкетонурия (см.) - 1: 12000 - 1: 15000; галактоземия (см.) - 1: 20000 - 1: 40000; Цистинурия- 1: 14000; гистидинемия (см.) - 1: 17000. Частота гиперлипопротеинемий (включая полигенно наследуемые формы) достигает 1: 100 - 1: 200. К часто встречающимся Н. б. обмена следует отнести гипотиреоз (см.) - 1: 7000; мальабсорбции синдром (см.) - 1: 3000; адреногенитальный синдром (см.) - 1: 5000 - 1: 11000, гемофилию - 1: 10000 (болеют мальчики).
Такие заболевания, как лейциноз, гомоцистинурия, встречаются относительно редко, их частота 1: 200 000 - 1: 220 000. Частота значительного числа Н. б. обмена по чисто техническим ограничениям (отсутствие экспресс-методов диагностики, сложность аналитических исследований для подтверждения диагноза) не установлена, хотя это не свидетельствует об их редкости.
Болезни с наследственным предрасположением также имеют особенности распространения в разных странах. Так, по данным Шандса (Shands, 1963), частота расщепления губы и неба в Англии составляет 1: 515, в Японии - 1: 333, в то же время spina bifida в Англии встречается в 10 раз чаще, чем в Японии, а врожденный вывих бедра наблюдается в 10 раз чаще в Японии, чем в Англии.
Частота всех хромосомных болезней среди новорожденных, по данным Кэбака (М. М. Kaback, 1978), составляет 5,6:1000, при этом все виды анеуплоидий, включая мозаичные формы, составляют 3,7: 1000, трисомии по аутосомам и структурные перестройки - 1,9: 1000. Половину всех случаев структурных перестроек хромосом представляют семейные случаи, все трисомии представляют собой спорадические случаи, т. е. следствие вновь возникших мутаций. По данным Полани (P. Polani, 1970), ок.7% всех беременностей осложнены хромосомными аберрациями плода, к-рые в подавляющем большинстве случаев ведут к спонтанным абортам. Частота хромосомных аберраций у недоношэнных детей в 3-4 раза выше, чем у доношенных и составляет 2-2,5%.
Диагноз ряда Н. б. не представляет существенных затруднений и основывается на данных, полученных в результате общеклинического обследования (напр., болезнь Дауна, гемофилия, гаргоилизм, адреногенитальный синдром и др.). Однако в большинстве случаев при диагностике их возникают серьезныэ затруднения в связи с тем, что многие Н. б. по клин, проявлениям очень сходны с приобретенными болезнями - так наз. фенокопиями Н. б. Известно существование ряда фенотипически сходных, но гетерогенных в генетическом отношении болезней (напр., синдром Марфана и гомоцистинурия, галактоземия и синдром Лоу, фосфат-диабет и почечный канальцевый ацидоз). Все случаи атипично протекающих или хрон, заболеваний требуют клинико-генетического анализа. На Н. б. может указывать наличие специфических клин, признаков. Среди них особое диагностическое значение могут иметь признаки дисплазии - эпикант, гипертелоризм, седловидный нос, особенности строения лица («птичье», «кукольное», олигомимичное лицо и др.), черепа (долихоцефалия, брахицефалия, плагиоцефалия, «ягодичная» форма черепа и др.), глаз, зубов, конечностей и др.
При подозрении на Н. б. генетическое обследование больного начинается с получения подробных клинико-генеалогических данных на основании опроса о состоянии здоровья ближайших и отдаленных родственников, а также специального обследования членов семьи, что позволяет составить мед. родословную больного и определить характер наследования патологии (см. Генеалогический метод). Вспомогательное (а в ряде случаев и решающее) диагностическое значение имеют различные параклинические методы, в т. ч. биохим, и цитохимические исследования, электронная микроскопия клеток и т. д. Разработаны биохим, методы диагностики нарушений обмена веществ, основанные на применении хроматографии (см.), электрофореза (см.), ультрацентрифугирования (см.) и т. д. Для диагностики заболеваний, вызванных недостаточностью ферментов, применяют методы определения активности этих ферментов в плазме и клетках крови, в материале, полученном при биопсии органов, в культуре тканей.
Проведение биохимических исследований при Н. б. обмена в ряде случаев требует применения нагрузочных проб соединениями, метаболизм к-рых, как предполагают, нарушен. Расширение диагностических возможностей связано с разработкой и практическим использованием методов выделения, очистки и определения физ.-хим. характеристик, в т. ч. и кинетических, ферментов клеток крови и тканевых культур при Н. б.
Однако сложные аналитические методы не могут быть использованы для массовых обследований. В связи с этим проводят двухэтапное обследование с применением простых полуколичественных методов на начальном этапе и при положительных результатах первого этапа - аналитические методы; эти программы получили название просеивающих или скрининг (см.).
Для полуколичественного определения содержания аминокислот, галактозы и ряда других соединений в крови чаще всего используют микробиологические методы (см. Гатри метод). В ряде лабораторий на нервом этапе применяют тонкослойную хроматографию. В некоторых случаях используют радиохимические методы, напр, для выявления гипотиреоза у новорожденных. Внедрение методов автоматического биохим, анализа облегчает проведение массового обследования детей на Н. б.
Во многих странах проводится массовый скрининг, при к-ром обследуются все новорожденные или дети более старшего возраста, и так наз. селективный скрининг, когда обследуются только дети из специализированных учреждений (соматических, психоневрологических, офтальмологических и других стационаров).
Массовые обследования детских контингентов (особенно новорожденных) позволяют выявлять наследственные нарушения обмена в доклинической стадии, когда диетотерапия и соответствующие лекарственные средства способны полностью предупредить развитие тяжелой инвалидности.
Разработка новых методов культивирования клеток, биохим, и цитогенетическое исследования сделали возможной пренатальную диагностику Н. б., в т. ч. всех хромосомных болезней и болезней, сцепленных с X-хромосомой, а также целый ряд наследственных нарушений обмена веществ. Результаты исследования могут служить показанием для прерывания беременности или начала лечения аномалий обмена еще во внутриутробном периоде. Пренатальная диагностика Н. б. показана в тех случаях, когда у одного из родителей обнаруживается структурная перестройка хромосом (транслокации, инверсии), когда возраст беременных женщин превышает 35 лет и когда в семье прослеживаются доминантно наследуемые заболевания или существует высокий риск возникновения рецессивных наследственных болезней - аутосомных или сцепленных с X-хромосомой.
Индуцировать синтез ферментов могут и витамины, причем особенно заметно при так наз. витаминозависимых состояниях, к-рые характеризуются развитием гипо- или авитаминоза не в связи с ограниченным поступлением витаминов в организм, а в результате нарушения синтеза специфических транспортных белков или апоферментов (см. Ферменты). Хорошо известна эффективность высоких доз витамина B 6 (от 100 мг и выше в сутки) при так наз. пиридоксинзависимых состояниях и заболеваниях (цистатио-нинурия, гомоцистинурия, семейная гипохромная анемия, а также синдром Кнаппа - Комровера, болезнь Хартнупа, нек-рые формы бронхиальной астмы). Высокие дозы витамина D (до 50 000-200 000 ME в сутки) оказались эффективными при наследственных рахитоподобных заболеваниях (фосфат-диабет, синдром де Тони - Дебре - Фанкони, почечный канальцевый ацидоз). Витамин С в дозах до 1000 мг в сутки применяют при лечении алкаптонурия Высокие дозы витамина А назначают больным с синдромами Гурлер и Гунтера (мукополисахаридозы). Отмечено улучшение состояния больных мукополисахаридозами под влиянием преднизолона.
При лечении Наследственных болезней используют принцип подавления обменных реакций, однако для этого необходимо иметь четкое представление о влиянии химических предшественников или метаболитов блокированной реакции на функции тех или иных систем.
Успехи пластической и восстановительной хирургии определили высокую эффективность хирургического лечения наследственных и врожден-денных пороков развития. Перспективно внедрение в практику лечения Н. б. методов трансплантации, что позволит не только заменить органы, подвергшиеся необратимым изменениям, но и осуществлять пересадки с целью восстановления синтеза белков и ферментов, отсутствующих у больных. Большой научно-практический интерес может представить трансплантация иммунокомпетентных органов (вилочковой железы, костного мозга) при лечении разных форм наследственной недостаточности иммунитета.
Одним из методов лечения Н. б. является назначение препаратов, связывающих токсические продукты, образующиеся в результате блокирования определенных биохим, реакций. Так, для лечения гепатоцере-бральной дистрофии (болезни Вильсона - Коновалова) применяют препараты, образующие растворимые комплексные соединения с медью (унитиол, пеницилламин). Комплексоны (см.), специфически связывающие железо, находят применение при лечении гемохроматоза, а комп-лексоны, образующие растворимые комплексные соединения кальция,- при лечении наследственных тубулопатий с нефролитиазом. При лечении гиперлипопротеинемий применяют холестирамин, к-рый связывает холестерин в кишечнике и препятствует его реабсорбции.
В стадии разработок находится поиск средств воздействия, к-рыми может оперировать генная инженерия (см).
Успехи в профилактике и лечении Н. б. в первую очередь будут связаны с созданием системы диспансерного обслуживания больных с наследственными заболеваниями. На основании приказа министра здравоохранения СССР № 120 от 31 октября 1979 г. «О состоянии и мерах по дальнейшему улучшению профилактики, диагностики и лечения наследственных болезней» в СССР будет организовано 80 консультативных кабинетов по мед. генетике, а также созданы центры по медикогенетическому консультированию, по наследственной патологии у детей и по пренатальной наследственной патологии.
Сохранение и улучшение здоровья населения зависит в значительной степени от профилактики Н. б., именно в этом заключается особо важная роль генетики, изучающей интимные механизмы всех функций организма и их нарушений.
Отдельные наследственные болезни - см. статьи по названию болезней.
Моделирование наследственных болезней заключается в воспроизведении на животных или их органах, тканях и клетках наследственных болезней человека (одного патол, процесса или фрагмента патологического процесса) с целью установления этиологии и патогенеза этих болезней и разработки методов их лечения.
Моделирование сыграло большую роль в разработке эффективных методов лечения и профилактики инф. болезней. В начале 60-х гг. 20 в. в качестве модельных объектов для изучения наследственной патологии человека стали широко использовать лабораторных животных (мышей, крыс, кроликов, хомячков и др.). Моделями Н. б. человека могут быть также сельскохозяйственные и дикие животные, как позвоночные, так и беспозвоночные.
Возможность моделирования Н. б. прежде всего связана с наличием у человека и животных гомологичных локусов, контролирующих сходные процессы обмена веществ в норме и при патологии. Причем по закону гомологических рядов в наследственной изменчивости, сформулированному Н. И. Вавиловым в 1922 г., чем ближе друг к другу расположены виды в их эволюционном родстве, тем больше должно быть у них гомологичных генов. У млекопитающих процессы обмена веществ, а также строение и функции органов сходны, поэтому такие животные представляют наибольший интерес для изучения Н. б. человека.
С точки зрения этиологии, более оправдано моделирование на животных тех наследственных аномалий человека, к-рые обусловлены генными мутациями. Это объясняется большей вероятностью наличия у человека и животных гомологичных генов, чем гомологичных участков (сегментов) или целых хромосом. Линии животных, являющихся носителями одной и той же наследственной аномалии, возникшей в результате мутации гена, называют мутантными.
Обязательным условием успешного моделирования Н. б. человека на животных является гомологичность или идентичность заболеваний у человека и мутантного животного, о чем свидетельствует однозначность или сходство генных эффектов. Моделирование Н. б. человека можно также осуществлять на изолированных органах, тканях или клетках. Большой научный и практический интерес представляет частичное моделирование, т. е. воспроизведение не всего заболевания в цэ-лом, а только одного патол, процесса или даже фрагмента такого процесса.
В результате сложного взаимодействия продуктов многих генов и существования гомеостатических механизмов у высших позвоночных конечные эффекты разных мутантных генов могут оказаться во многом сходными. Однако это еще не говорит об однотипности действия генов, обусловливающих аномалии, и сходстве патогенеза. Следовательно, имеется больше специфических различий в первичных, чем во вторичных или конечных эффектах мутантных генов. Поэтому в большинстве случаев следует ожидать более выраженных особенностей в действии генов на молекулярном или клеточном уровне, чем на уровне целостного организма. Этим объясняется стремление экспериментаторов обнаружить первичное генетически обусловленное отклонение от нормы для того, чтобы правильно понять патогенез аномалии и четко разграничить клинически сходные формы заболеваний.
Возможность использования большого числа животных на различных стадиях развития патол, процесса имеет большое значение для уточнения и конкретизации патогенеза аномалий и разработки методов их терапии и профилактики.
Известно много мутантных линий животных, представляющих интерес как модели Н. б. человека. На нек-рых из них, в частности на линиях мышей с наследственным ожирением, иммунодефицитными состояниями, диабетом, мышечной дистрофией, дегенерацией сетчатки и т. д., проводятся интенсивные исследования. Большое значение придается активным поискам у животных аномалий, сходных с определенными Наследственными болезнями человека. Животных, у к-рых обнаружены такие аномалии, следует сохранять, т. к. они представляют большой интерес для медицины.
Библиография: Антенатальная диагностика генетических болезней, под ред. A. E. X. Эмери, пер. с англ., М., 1977;Бадалян Л. О., Таболин В. А. и Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни у детей, М., 1971; Барашнев Ю. И. и Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни обмена веществ у детей, М., 1978, библиогр.; Бочков Н. П. Генетика человека, М., 1978, библиогр.; Давиденкова Е. Ф. и Либерман И. С. Клиническая генетика, Л., 1975, библиогр.; Конюхов Б. В. Биологическое моделирование наследственных болезней, М., 1969, библиогр.; Нейфах С. А. Биохимические мутации у человека и экспериментальные подходы к их специфическому лечению, Журн. Всесоюз. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева, т. 18, №2, с. 125, 1973, библиогр.; Харрис Г. Основы биохимической генетики человека, пер. с англ., М., 1973, библиогр.; Эфроимсон В. П. Введение в медицинскую генетику, М., 1968; Кabасk М. М. Medical genetics an overview, Pediat. Clin. N. Amer., v. 24, p. 395, 1978; Knapp A. Genetisclie Stoffwechselstorungen, Jena, 1977, Bibliogr.; Lenz W. Medizinische Genetik, Stuttgart, 1976, Bibliogr.; McKusick Y. Mendelian inheritance in man, Baltimore, 1978; Medical genetics, ed. by G. Szab6 a. Z. Papp, Amsterdam, 1977; The metabolic basis of inherited diseases, ed. by J. B. Stanbury a. o., N. Y., 1972.
Ю. E. Вельтищев; Б. В. Конюхов (ген.).
Проявление у человека некоторых болезней, передаваемых по наследству, по мнению ученых связано с несколькими причинами:
Из общего количества всего одна пара содержит половые хромосомы, а все остальные являются аутосомными и отличаются друг от друга по размерам и форме. У здорового человека насчитывается 23 хромосомные пары. Появление лишней хромосомы либо ее исчезновение вызывают в человеческом организме различные конституционные изменения.
В результате развития современной науки ученые не только подсчитали хромосомы, но могут теперь распознать каждую пару. Проведение анализов кариотипов позволяет выявить существование наследственной болезни на ранних стадиях жизни человека. Эти изменения связаны с нарушением баланса конкретной хромосомной пары.
Причины наследственных заболеваний , связанные с наследственными причинами, можно разделить на несколько групп:
Мутации, связанные с изменением числа хромосом, выглядят, как нарушение процесса деления - мейоза. В результате сбоя в «программе» происходит дубликация существующих пар хромосом, как половых, так и соматических. Зависимые от пола наследственные отклонения переносят при помощи половой Х-хромосомы.
В мужском организме эта хромосома находится без пары, тем самым заранее сохраняя у мужчин проявление наследственного заболевания. В женском организме имеется пара «Х», поэтому женщин считают носителями некачественной Х-хромосомы. Для того, чтобы хромосомные наследственные заболевания передавались исключительно по женской линии, необходимо наличие аномальной пары. Такой эффект встречается в природе достаточно редко.
Большая часть наследственных болезней происходят в результате генных мутаций, которые являются изменениями ДНК на молекулярном уровне и отлично известны ученым-генетикам и врачам-педиатрам. Различают мутации генов, которые проявляются на молекулярных, клеточных, тканевых либо органных уровнях. Не смотря на то, что промежуток от мутации на уровне молекул ДНК до основного фенотипа большой, необходимо подчеркнуть, что все возможные мутации в тканях, органах и клетках организма относятся к фенотипу. Хотя и являются сугубо внешними изменениями.
Помимо прочего, не нужно упускать из вида возможность опасного воздействия экологии и других генов, вызывающих различные модификации и реализующих функции мутирующих генов. Множественные формы белков, многообразие их функций и недостаточность научных знаний в области процессов метаболизма отрицательно влияют на попытки создания классификации генных заболеваний.
Современная медицина насчитывает порядка 5500-6500 клинических форм генных заболеваний. Эти данные являются ориентировочными из-за отсутствия четких границ при разделении отдельных форм. Некоторые генные наследственные заболевания представляют собой различные формы с клинической точки зрения, но со стороны генетики являются последствиями мутации в одном локусе.
