Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?
Характеристика.
Генные болезни – это разнообразная по клинической картине группа заболеваний, обусловленная мутациями единичных генов .
Число известных в настоящее время моногенных наследственных заболеваний составляет около 4000-5000 нозологических форм.
В одном и том же гене возникают разнообразные виды мутаций. Известно, что одна и та же нозологическая форма может быть обусловлена различными мутациями. Особенности наследования генных заболеваний определяются законами Менделя. Мутации могут возникать в любых генах, приводя к нарушению (изменению) структуры соответствующих полипептидных цепей белковых молекул. Начало патогенеза любой генной болезни связано с первичным эффектом мутантного аллеля. Он может проявляться в следующих вариантах:
Отсутствие синтеза белка
Синтез аномального по первичной структуре белка
Количественно избыточный синтез белка
Количественно недостаточный синтез белка.
Существует несколько подходов к классификации моногенных наследственных болезней: генетический, патогенетический, клинический и др..
Первая . Генетический принцип - по типам наследования:
1) Аутосомно – доминантные заболевания,
2) Аутосомно – рецессивные заболевания,
3) Х – сцепленные доминантные заболевания,
4) Х – сцепленные рецессивные заболевания,
5) У – сцепленные (голандрические) и митохондриальные заболевания,.
Эта классификация наиболее удобна, так как сразу позволяет сориентироваться относительно ситуации в семье и прогноза потомства.
Вторая классификация основана на клиническом принципе, т.е. на отнесении болезни к той или иной группе в зависимости от системы органов, наиболее вовлеченных в патологический процесс, - моногенные заболевания нервной, дыхательной, сердечнососудистой систем, кожи, органов зрения, психические, эндокринные и т.д.
Третья классификация основывается на патогенетическом принципе. Согласно ей все моногенные болезни можно разделить на:
Наследственные болезни обмена веществ (наследственные нарушения аминокислотного обмена, нарушения обмена углеводов, нарушение липидного обмена, стероидного обмена и т.д.)
Моногенные синдромы множественных врожденных пороков развития и комбинированные формы.
2. ГЕННЫЕ БОЛЕЗНИ Х – сцепленные- рецессивные
а) Таких болезней (около100) (Перечень в теме законы Менделя), например:
Дальтонизм
Несахарный диабет (гипофункция гипофиза резкое обезвоживание организма, которое у новорожденных тормозит рост, резко нарушает психику, иногда летальный исход)
Гипохромная анемия
Ангидрозная эктодермальная дисплазия (отсутствие потовых желёз)
Ангиокератома
Болезнь Хантера (МПС-III)- мукополисахаридоз
Синдром Мартина – Белл
Гемофилия - несколько видов, болеют мальчики, а девочки редко (кровопотери), поэтому обычно летально. Женщины носители Х А Хª.
- Мышечная дистрофия Дюшена . Больны мальчики.
Причина: мутация гена дистрофина (он в корот. плече Х-хромосомы), поэтому нарушается синтез этого белка. Частота (1:3000 1:5000). Раннее начало болезни в 2-3 года. Прогрессирует в виде поражения мышц, что приводит к инвалидности в 8-10 лет (передвигаются с трудом), в 14-20- обездвижены. Ранняя симптоматика в виде псевдогипертрофии икроножных мышц, которые увеличиваются в объеме и становятся плотными (замена мышечной ткани соединительной или жировой). Другие мышцы, слабеют и худеют (бедра, тазовый пояс, затем плечевой, проксимальные отделы рук). Будет «утиная походка». Тело наклонено. С корточек ребенок поднимается как бы по себе. Далее поражается дыхательная мускулатура, мышцы лица, сердца. Выявляются нарушения сердечного ритма, изменение ЭКГ. Смерть обычно от острой сердечной недостаточности. Сочетается с отставанием в умственном развитии у 50% больных (дебелизм).
ХªХ -носитель (характерным признаком носительства является увеличение активности ферментов в сыворотке крови - креатинфосфокиназы) уменьшение выделения с мочой креатина.
Лабораторные исследования: в амниотической жидкости или в крови плода определение креатинфосфатазы (КФК) и миоглобина. Лечение: нельзя вылечить, лечат симптомы.
3. Х- сцепленные доминантные болезни
Рахит Д – резистентный (искривление трубчатых костей голеностопного и коленного суставов, деформация. Дети не ходят, низкое содержание фосфора в крови).
Цилиндроматоз (шишки-опухоли на голове)
Гипоплазия эмали
Фавизм (примахиновая анемия)
Синдром Штейна - Левенталя
4. У – сцепленные болезни (у мужчин
Перепонки между пальцами на ноге
Гипертрихоз
Человек-дикобраз
5 . ГЕННЫЕ БОЛЕЗНИ АУТОСОМНО-ДОМИНАНТНЫЕ .
Таких болезней около 3000: (Перечень в лекции по законам Менделя)
а) астигматизм – не могут видеть предметы в разных плоскостях – нарушение рефлексных реакций глаза. Такой болезнью страдают до 40% землян.
б) Куриная слепота (гемеролопия).
в) Патология строения конечностей
Анонихия (недоразвитие пальцев и ногтей)
Арахнодактилия (синдром Марфана)
Брахидактимия (короткопалость)
Полидактилия (многопалость)
Синдактилия (сращивание пальцев)
г) Гемоглобинопатии (50) нарушение строения гемоглобина.
Серровидноклеточная анемия
Талассемия – микроцитарная форма анемии – характерный башенный череп, кости его деформированы («иголки ежа»)
д) Ахондропластическая карликовость : больны женщины и мужчины.
заболевание костной системы, клиническая картина обусловлена аномальным ростом и развитием хрящевой ткани в эпифизах трубчатых костей и основания черепа – кости недоразвиты в длину.
В половозрелом возрасте больные выглядят: низкий рост (до 120 см) при сохранении нормальной длины туловища, бугристая мозговая часть черепа, характерное лицо, резкое укорочение верхних и нижних конечностей – за счет бедренных и плечевых костей, с их деформацией и утолщением. Могут возникать неврологические симптомы за счет сужения позвоночного канала, возможно сдавливание спинного мозга с параличом нижних конечностей. На 80-90% снижена способность иметь потомство. У девочек возможны гинекологические осложнения: ранняя менструация, лейкомиоматоз, увеличение молочной железы,
ранняя менопауза. Лечения нет, только симптомы.
е) Нейрофиброматоз (болезнь Реклингхаузена). Известно 7 форм, чаще периферическая. Вызвано мутацией гена НФ-1, расположенного в 17 хромосоме. Это множественное образование опухолей нервных стволов. Опухоли могут располагаться в любых органах и тканях, но чаще встречаются на коже, где имеют вид пигментированных бородавок или пятен цвета кофе с молоком, с избыточным ростом волос. Располагаются они на спине, груди, лице, животе. Число пятен растёт, затем превращаются в опухоли. Нейрофибромы представляют собой мягкие узелки, при надавливании как бы проваливаются- симптом «кнопки звонка». Наблюдается изменение костной системы- кифоз, сколиоз, локальный гигантизм, черепно- лицевые аномалии. Так же отставание физического и умственного развития в 30 %, она не глубокая. Проявление болезни иногда обнаруживается при рождении, но чаще в раннем детском возрасте. Лечение: нет, симптоматийное.
ж) Синдром Марфана - паучьих пальцев.
Патология соединительной ткани, причина мутация в гене фибриллина - 15 хромосома. Характерный вид: высокий рост, астеническое телосложение, количество жировой клетчатки снижено, конечности удлинены за счёт дистальных отделов, размах рук превышает длину тела. Длинные тонкие пальцы (арахнодактилия, «симптом большого пальца» (первый палец при сжатии в кулак выходит за пределы), перекрытие пальцев 1 и 5 при сжатии запястья, деформация грудной клетки (воронкообразная, килевидная), искривление позвоночника (кифоз, сколиоз), гиперподвижность суставов, клинодактилия мизинцев.
ССС: расширение восходящей части аорты с развитием аневризмы, пролапс сердечных клапанов. Подвывихи и вывихи хрусталиков глаза, отслойка сетчатки, миопия. Паховые, пупочные и бедренные грыжи. Редко полипоз почек, понижение слуха, глухота. Психическое и умственное развитие в норме. Средн. продолжительность жизни 27 лет, но и до глубокой старости.
Вылечить нельзя.
ГЕННЫЕ БОЛЕЗНИ АУТОСОМНО-РЕЦЕССИВНЫЕ
780 болезней:
а) Глухонемота.
б) Злокачественные заболевания:
Ихтиоз (врожденный) Вся кожа новорожденного покрыта значительными по размеру ороговевшими пластинами (напоминает чешую рыбы), при этом становится невозможным кожное дыхание. Ребенок либо умирает вскоре после рождения, либо рождается мертвым.
Глиома сетчатки глаза.
в) Глаукома (потеря зрения) катаракта.
д) Болезнь Вильсона (Дистрофия)
г) Энзимопатии (нарушение обмена веществ ), их около 600.
Генные болезни с дефектами биохимического обмена – энзимопатии (ферментопатии).
Ген ----- фермент----- биохимическая реакция -------- признак
(молекулярно обусловленная патология ферментов) – либо его нет, либо снижена его активность, это приводит к блокированию биохимических реакций.
Энзимопатии почти всегда сопровождаются изменением содержания метаболитов не только в тканых, но и в биологических жидкостях (кровь, моча, пищеварительные соки) и клетках (клетки крови, кожи, костного мозга).
Существуют методы, позволяющие поставить точный дифференцированный диагноз при многих энзимопатиях.
1) Болезни нарушения обмена аминокислот (их 60: фенилкетонурия, альбинизм, тирозиноз…):
- Фенилкетонурия (болезнь Фелинга).
Существует несколько форм. Открыта в 1934 году. Частота 1:10000. Дефект связан с недостаточностью фермента фенилаланин-4-гидроксилазы (ген находится в 12 хромосоме), что приводит к избытку в крови аминокислоты фенилаланина, а в моче – фенилпировиноградной кислоты (фенилуксусной кислоты).
У каждого новорожденного берется капля крови из пятки на специальный тест-бланк, и отправляется в МГК. Диагноз можно поставить экспресс методом: 1л мочи +5капель 10% FeCl3 (хлорное железо), при заболевании наблюдается быстро проходящее потемнение (2 месяца ребенку).
Клинические проявления : ребенок рождается внешне здоровым и в первые же недели жизни с едой поступает фенилаланин и у него появляются признаки неврологической патологии:
Повышенная возбудимость (или вялость и сонливость),
Усиленные сухожильные рефлексы (не у всех),
Повышенный тонус мышц (не у всех),
Дрожание (тремор),
Судорожные эпилептиформные припадки,
- «мышиный» запах от ребенка.
Позже к 4-5 месяцам отмечаются:
Умственная задержка, а затем к 3 годам умственная отсталость (идиотия, имбецильность), нарушение поведения,
Микроцефалия,
Побледнение кожных покровов, волос, радужной оболочки глаз (недостаток тирозина и меланина),
Экземы, 1/3 пороки развития (незаращение нёба, сердца).
Лечение: - ранняя диагностика, в первые 2 месяца и диетотерапия строгая до 4-х лет. В самом раннем детстве из пищи больных детей исключают продукты, содержащие фенилаланин, он содержится в белках (должно быть не более 21 % фенилаланина) – каши на кобыльем молоке, мед, масло (подсолнечное), овощи, саго, рис, варенье, кукурузные изделия, хлеб ржаной. Лекарственный препарат берлофен или др. (гидролизат белка).
- Альбинизм.
1:5000; 1:25000 (в разных регионах).
Фенотипически картина выражена уже у новорожденных. Существует 6 форм.
Отсутствие меланина в клетках кожи (бледные)
Волос (белые) как седые.
Радужная оболочка (бледно-голубые глаза до красного цвета(просвечивание кровеносных сосудов), как у белых кроликов).
В такой семье болезнь передается половине сыновей. Дочери же фенотипически здоровы, но половина из них представляет гетерозиготных носителей мутантного гена. К Х-сцепленным рецессивным болезням относятся гемофилия, мышечная дистрофия Дюшена-Беккера, дальтонизм, синдром Хантера. Особенности Y-сцепленного наследованияобусловлены наличием Y-хромосомы только у представителей мужского пола. Действие гена, локализованного в Y-хромосоме, обнаруживается только у мужчин и передается по мужской линии из поколения в поколение от отца к сыну. По такому типу у человека наследуется гипертрихоз ушной раковины.
Тип наследования аутосомно-доминантный. типы наследования признаков у человека
Внимание
Если два аллеля идентичны, то организм называют гомозиготным по этому гену; если аллели разные, то – гетерозиготным. Аллели эволюционно возникли и возникают как мутации – сбои в передаче ДНК от родителей к детям. Например, если бы в указанной выше нуклеотидной последовательности «TЦT ТГГ» третий нуклеотид, Т, ошибочно передался бы ребенку как Ц, то вместо родительского «серин-триптофан» он бы имел фрагмент белка «аланин-триптофан», поскольку триплет TЦЦ кодирует аминокислоту аланин.
Аллели, прошедшие апробацию отбором, и образуют то наследственное разнообразие, которое мы сейчас наблюдаем, – от цвета кожи, глаз и волос до физиологических и эмоциональных реакций. Хромосомы. ДНК защищена от внешних воздействий «упаковкой» из белков и организована в хромосомы, находящиеся в ядре клетки.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Составляя родословную, желательно получить сведения о максимальном количестве родственников 3-4 поколений. Аутосомно-доминантный тип наследования Для аутосомно-доминантного типа наследования характерны следующие признаки: 1) передача заболевания из поколения в поколение (наследование по вертикали); 2) передача заболевания от больных родителей детям; 3) здоровые члены семьи обычно имеют здоровое потомство; 4) оба пола поражаются одинаково часто. По аутосомно-доминантному типу наследуются синдром Марфана, полидактилия, брахидактилия, синдактилия, ахондроплазия, анемия Минковского-Шоффара и многие другие заболевания.
В случае доминантного типа наследования, если один из родителей болен (Аа), прогноз потомства может быть определён ещё до рождения ребёнка. Он равен 50 % при условии гетерозиготности больного и полной пенетрантности гена.
Инфо
Этот феномен известен как вариабельная экспрессивность. По этой причине в клинической генетике важную роль играет обследование других членов семьи пробанда (лица, обратившегося за консультацией). Аутосомно-доминантное наследование характеризуется полной пенетрантностью, если все лица, наследующие моногенную мутацию, имеют ее клинические проявления.
Многие аутосомно-доминантные синдромы характеризуются неполной пенетрантностью, соответственно, не у всех лиц, обладающих доминантным геном, есть клинические проявления. К примеру, у женщин, наследовавших мутацию гена BRCA1 или BRCA2, риск развития рака молочной железы в течение жизни составляет 85%. По этой причине в некоторых семьях, передающих мутации BRCA1 или BRCA2, наблюдается «пропуск поколений», при котором на самом деле женщины бывают носительницами мутации, но она не проявляется в течение их жизни.
Доминантное наследование
Важно
Однако на практике большинство генетиков обнаруживают появление патологии в таких семьях. Эмпирически этот риск оценивают в 3-5%. Этот феномен связывают с мозаицизмом зародышевых клеток вследствие постзиготического хромосомного нерасхождения или мутационного нерасхождения. Предполагают, что в таких случаях один из родителей - носитель небольшой популяции мутировавших зародышевых клеток.Таким образом, риск возникновения заболевания следует пересматривать в сторону его увеличения.
—
- Аутосомно-доминантный тип наследования. Особенности
- Аутосомно-рецессивное наследование.
Х-сцепленный тип наследования
- Инактивация Х-хромосомы. Неменделевское наследование
- Мультифакториальное наследование.
Med24info
Проявляется недуг забывчивостью, слабоумием, проявлением непроизвольных телодвижений. Чаще всего это заболевание проявляется после 50 лет. При прослеживании родословной можно выяснить, что хотя бы один из родителей страдал такой же патологией и передал ее по аутосомно-доминантному типу.
Если же у больного есть брат или сестра единокровные, но у них нет проявления болезни, значит, родители передали патологию по гетерозиготному признаку Аа, при котором генные нарушения встречаются у 50 % детей. Следовательно, у потомства больного также могут родиться 50 % детей с видоизмененным геном Аа. Аутосомно-рецессивный тип При аутосомно-рецессивном наследовании отец и мать являются носителями патогена.
У таких родителей 50 % детей рождаются носителями, 25 % — здоровыми и столько же — больными. Вероятность передачи патологического признака девочкам и мальчикам одинакова.
Новости разделов сайта
При этом в одной семье можно встретить как очень тяжелые формы с классическим поражением костной системы (в виде сколиоза или кифосколиоза, деформации грудины, арахнодактилии); нарушением зрения (двусторонний подвывих хрусталика) и сердечно-сосудистой системы (расширение аорты), так и стертые формы заболевания, протекающие легко (астеническое телосложение, арахнодактилия, сколиоз 1 степени, небольшая миопия). Таких людей без дополнительного обследования можно отнести к здоровым. Слабовыраженные клинические формы болезни могут легко просматриваться, тогда родословная также теряет свой «классический» вид, появляются пропуски поколения.
Поэтому очень важно личное обследование всех членов семьи.
/ биология 3
Окончательный диагноз будет поставлен после того, как пройдены все обследования, и характерные признаки обнаружены не менее чем в трех системах органов. Можно отметить, что у некоторых признаки заболевания не проявляются в детском возрасте, а становятся очевидны несколько позже. Даже сейчас, когда уровень медицины достаточно высок, полностью вылечить синдром Марфана невозможно.
Используя современные препараты и технологии лечения, есть возможность продлить жизнь пациентов с таким отклонением и улучшить ее качество. Самым главным аспектом в лечении является профилактика развития аневризмы аорты. Обязательны регулярные консультации кардиолога. В экстренных случаях показаны операции по пересадке аорты.
Хорея Хантингтона Это заболевание также имеет тип наследования аутосомно-доминантный. Начинает проявляться с возраста 35-50 лет. Связано это с прогрессирующей гибелью нейронов.
Введение
Кроме того, в Y-хромосоме локализуется еще ряд генов: детерминирующий развитие семенников, отвечающий за сперматогенез (фактор азооспермии), контролирующий интенсивность роста тела, конечностей и зубов.Митохондриальный вид наследования: В последнее время выделяется еще один тип наследования-митохондриальный. Митохондрии передаются с цитоплазмой яйцеклеток. Спермии не имеют митохондрий, поскольку цитоплазма элиминируется в процессе созревания мужских половых клеток. В яйцеклетке содержится около 25000 митохондрий. Каждая митохондрия содержит кольцевую хромосому.
Генные мутации в митохондриальной ДНК обнаружены при атрофии зрительного нерва Лебераф, митохондриальных миопатиях, прогрессирующих офтальмоплегиях. Болезни, обусловленные данным типом наследственности, передаются от матери и дочерям, и сыновьям в равной степени. Больные отцы болезнь не передают ни дочерям, ни сыновьям.
Аутосомно-доминантное наследование
У человека, как и любого диплоидного организма, гены находятся в парах на связанных или гомологичных хромосомах. Исключение составляют лишь половые хромосомы (X и Y) у мужчин. Моногенные болезни выделены на основании взаимодействия этих пар, или аллелей, в генотипе и того, каким образом это взаимодействие отражается на функциях или фенотипе.
Если аллели не идентичны, генотип гетерозиготен, если идентичны - гомозиготен. Грегор Мендель постулировал, что моногенные заболевания зачастую поддаются распознаванию и появляются в семьях с предсказуемой вероятностью.Таким образом, моногенные заболевания подчиняются законам менделевского наследования. Если моногенное заболевание проявляется в гетерозиготном состоянии, оно наследуется по доминантному типу. Если же моногенное заболевание проявляется только при поражении (изменении) обоих аллелей, оно наследуется по рецессивному типу.
Издавна человека интересовало, каким образом устроены различные вещи в природе. В том числе, почему и как функционирует организм. Врачи древности изучали стихии, пытаясь объяснить их взаимодействием, нехваткой или неверным соотношением различные болезни. Однако оставалось загадкой то, почему дети могут быть похожими на родителей, унаследовать их черты, а могут резко отличаться или страдать от неизвестных заболеваний. Только в 20 веке ученые смогли подобраться к разгадке этой тайны. Развитие науки позволило установить, что в организме человека существует механизм передачи наследственной информации. Ее носителем являются огромные спиральные молекулы ДНК, состоящие их большого числа базовых структурных единиц, называемых нуклеотидами. Определенные их последовательности отвечают за различные функции организма. Группа расположенных рядом нуклеотидов, обеспечивающая, к примеру, воспроизводство определенного белка, называется геном. Поскольку человек представляет собой очень сложную систему, количество генов весьма велико. На более высоком уровне наследственный материал объединяется в структурные единицы – хромосомы. У человека в норме каждая клетка организма содержит 23 пары хромосом. В каждой паре наследственный материал дублируется. Естественным исключением из этого правила являются две хромосомы, сочетание которых определяет пол человека. Если они одинаковы и имеют большой размер (X-хромосомы, пара XX), то организм развивается по женскому пути. Если же одна из них отличается меньшим размером (Y-хромосома, генотип XY), развивается особь мужского пола. Из-за высокого числа генов и влияния различных факторов нормальный процесс наследования может осложняться всевозможными нарушениями. В некоторых случаях отдельный ген подвергается мутации, что приводит к нарушению его функции. При этом в организме изменяется сложившийся за миллионы лет эволюционного развития баланс производства белков. В результате возникшего отклонения могут появиться различные патологии. Иногда влияние мутаций незначительно и приводит лишь к незначительным отличиям. В ряде случаев эффект от изменения генетического кода может даже обеспечить то или иное преимущество организму. Однако довольно часто мутантный ген не укладывается в слаженную картину взаимодействий и вызывает развитие заболевания. Подобные нарушения носят название генетических болезней. Аномалии могут возникнуть и на следующем уровне. Дело в том, что в процессе клеточного деления каждая из клеток-потомков должна получить свою копию наследственного материала. Но иногда расхождение хромосом нарушается и возникают хромосомные аберрации. Если часть генетического материала при этом утрачивается, то говорят о делеции (удалении). В некоторых случаях ген может повториться несколько раз – тогда говорят об амплификации (усилении гена). Кроме того, хромосомные перестройки могут привести к тому, что хромосомы обменяются своими частями – то есть произойдет транслокация. Если при этом наследственный материал не утрачивается, то говорят о сбалансированной транслокации. Возникшие аномалии могут передаваться детям вместе с генетическим материалом родителей. В некоторых случаях при этом может развиться опасная патология. Поэтому особенно важным становится изучение способов наследования заболеваний.
Доминантные и рецессивные мутации
По тому, каким образом в фенотипе проявляется мутация, определяется ее рецессивный или доминантный характер. Дело в том, что в норме в каждой паре хромосом ген присутствует в двух экземплярах. При возникновении в одной копии мутационного изменения вторая копия часто остается целой. Если при этом возможностей сохранившего оригинальную структуру гена достаточно для полноценного выполнения его функций (к примеру, экспрессии соответствующего белка), то подобная аномалия оказывает слабое влияние на баланс веществ в организме. В таком случае наличие одиночной копии мутантного гена может либо вообще не проявляться, либо проявляться незначительно. Подобный эффект от гена говорит о рецессивном характере мутации. Другой вариант развития событий оказывается более заметным для организма. При некоторых мутациях измененный ген в состоянии подавить нормальную деятельность неизменной копии. В результате возникает дисбаланс в организме. В зависимости от важности кодируемой информации развивается легкая или тяжелая патология. Если наличия одной копии измененного гена достаточно для того, чтобы его эффект проявился, то говорят о доминантном характере мутации. В некоторых случаях наличие в организме двух копий доминантного гена способно вызывать явление сверхдоминирования. При этом патологическое воздействие оказывается значительно сильнее, чем при одной копии мутантного гена.Аутосомы и половые хромосомы
Принято отличать пару половых хромосом и все остальные пары. Те хромосомы, которые не зависят от пола, называются аутосомами. Они имеются у любого организма биологического вида. Поскольку у человека всего 23 пары, то аутосом выделяется 22 пары. Ученые договорились нумеровать их по размеру, при этом меньший номер соответствует самым большим хромосомам. Поскольку отдельные гены привязаны к определенной хромосоме, это позволяет точно классифицировать возникающие аномалии по номеру аутосомы. Поскольку аутосом больше, чем половых хромосом, связанных с ними распространенных нарушений также больше. Из 94 распространенных хромосомных заболеваний 77 появляются вследствие мутаций в аутосомах.Что такое аутосомно-доминантные заболевания?
Мутация, возникающая в аутосоме и имеющая при этом доминантный характер, будет проявляться в фенотипе. Возникающее при этом заболевание называется аутосомно-доминантным. Аналогичным образом существуют аутосомно-рецессивные заболевания, проявляющиеся при наличии в аутосоме двух копий мутантного гена (по одной на каждую хромосому из пары). На текущий момент насчитывается свыше 3700 подобный заболеваний. В основной своей массе они возникают по одной из двух причин. Во-первых, из-за появления мутации может возникнуть дефект в структурном белке, в результате чего становится невозможным нормальное функционирование организма, поскольку его основной строительный материал изменяется. Во-вторых, может нарушиться регуляция экспрессии генов, то есть баланс выработки необходимых организму веществ. Поскольку набор аутосом одинаков у мужчин и женщин, вероятность возникновения заболевания не зависит от пола. При этом аутосомно-доминантные болезни обычно характеризуются фенотипическим полиморфизмом, зависящим от степени выраженности мутантного гена в фенотипе. Мутации доминантного характера могут произойти в половой клетке. В таком случае они практически всегда проявляются в первом же поколении потомков. По этой причине основным фактором, вызывающим развитие аутосомно-доминантных заболеваний, считаются новые мутации. Кроме того, на частоту возникновения некоторых болезней оказывает влияние возраст родителей, особенно отца. При наследовании аутосомно-доминантные болезни обычно проявляются во всех поколениях. Это правило может нарушаться, если появление мутации приводит к летальным последствиям либо снижает способность к материнству (отцовству). В частности, может нарушаться процесс образования гамет. Другой причиной прекращения наследования становится повышенный риск гибели плода.Какова вероятность унаследовать аутосомно-доминантное заболевание от родителей?
Доминантные заболевания проявляются всегда. Если в семье у одного из родителей (или у обоих) отмечаются симптомы наследственного заболевания, для точного определения риска передачи болезни по наследству необходимо пройти процедуру генетической диагностики. Дело в том, что риск определяется тем, является ли носитель мутации (или носители) гомозиготным. Иными словами, имеется у него только одна копия мутантного гена или две. Если их две, то в процессе передачи генетической информации зародыш получит хромосому с мутацией. В таком случае вероятность рождения больного ребенка составляет 100 процентов. Существует теоретический шанс, что у ребенка произойдет обратная мутация и он родится здоровым. Однако вероятность такого события столь мала, что в реальности подобные случаи не наблюдаются. При этом неважно, каков генотип второго родителя – передача заболевания все равно происходит. Оба родителя могут быть гетерозиготными по мутантному гену, то есть иметь по одной здоровой и одно нарушенной копии. В этом случае в точном соответствии с законами наследования вероятность рождения больного ребенка составит 75 процентов. При этом в трети случаев у ребенка будет гомозиготный набор мутантного гена со 100-процентной вероятностью передачи заболевания потомкам. Вероятность рождения ребенка без генетического дефекта составляет 25%. Если же заболевание имеется только у одного из родителей, причем он по нему гетерозиготен, то существует только два возможных варианта: либо ребенок получит здоровый ген, либо мутантную версию. Поэтому вероятность передачи заболевания детям составит в этом случае 50%. Стоит отметить, что наследование не зависит от того, какого пола ребенок будет рожден. Кроме того, на вероятность передачи заболевания детям не оказывает влияние тяжесть болезни у его родителя. Поэтому грамотные специалисты никогда не пытаются на основании фенотипа родителя предсказать потенциальную степень заболевания у потомков. Отдельно рассматриваются случаи здоровых родителей, у которых родился ребенок с аутосомно-доминантной болезнью. В этом случае причина заключается в новой мутации, а не в генетическом материале родителей. Поэтому вероятность повторного появления этого заболевания у других детей в семье очень невелика.Синдром Марфана
Одним из примеров аутосомно-доминантных заболеваний является синдром Марфана. Эта болезнь связана с передающейся по наследству патологией соединительной ткани. Ее причина заключается в возникновении мутантного гена, кодирующего синтез важного для организма вещества гликопротеина фибриллина-1. Степень выраженности симптомов в конкретном случае может отличаться. При классическом развитии синдрома у человека искажается форма конечностей, они становятся вытянутыми, отмечается арахнодактилия (вытянутые пальцы). Кроме того, недостаточно развивается жировая клетчатка. Изменения касаются опорно-двигательного аппарата, вызывая удлинение костей, повышенную мобильность суставов. Также наблюдаются патологические изменения в глазах. Заболевание сопровождается поражением сердечно-сосудистой системы. Три признака – нарушения строения скелета, проблемы со зрением и заболевания сердца и сосудов – являются классическим набором симптомов этого отклонения. При отсутствии лечения прогрессирующие нарушения в тканях сосудов приводят к смерти в возрасте 30-40 лет. Причиной смерти может стать аневризма аорты и застойная сердечная недостаточность. Если же вовремя начать терапию, то больные могут жить достаточно долго. Первое описание признаков заболевания было сделано в конце девятнадцатого века. Французский ученый Антуан Марфан описал прогрессирующее развитие аномалий опорно-двигательного аппарата. Позднее было установлено, что заболевание не является редким. В среднем один человек из 5000 болеет им в той или иной форме. Симптомы проявляются неравномерно. Основной признак – нарушение развития скелета – отмечается всегда. Наряду с классической арахнодактилией и долохостеномелией возможные формы включают различные деформации позвоночника, неверное формирование передней стенки грудной клетки, повышенную мобильность суставов, плоскостопие. Также может отмечаться низкий тонус мышц. Примерно в 80 процентах случаев проблемы с сердечно-сосудистой системой связаны с пролапсом митрального клапана. Стенки клапана постепенно становятся толще. Прогрессирующие изменения у женщин происходят медленнее. Однако в любом случае при отсутствии лечения результат одинаков – расслаивающаяся аневризма аорты. В органах зрения изменения могут затрагивать хрусталик. Так, около половины больных имеют подвывих хрусталика. Также возможно отслоение сетчатки, особенно если у человека выражена миопия. Патология влияет на развитие прочих систем организма. Симптомы могут включать кистозные образования в почках и печени, сужение нервного канала (пояснично-крестцовый отдел), пневмотораксы и т.д. Затрагивается и центральная нервная система. Кардинальных методов лечения на текущий момент не существует. Возможна лишь симптоматическая терапия, облегчающая состояние больного. Ежегодно больные должны посещать офтальмолога, ортопеда и кардиолога, чтобы отслеживать развитие изменений и при необходимости корректировать лечение.Болезнь Хантингтона (хорея Гентингтона)
Другим ярким примером аутосомно доминантного заболевания является хорея Гентингтона. Для нее характерно поражение нервной системы, которое обычно проявляется в возрасте 30-50 лет. При этом отмечаются прогрессирующие психические расстройства. Заболевание встречается достаточно редко. Среди коренных жителей Европы распространенность составляет около 3-7 случаев на 100 тысяч человек. Для жителей других частей света эта величина существенно меньше и составляет примерно 1 случай на миллион человек. Основной причиной заболевания по данным ученых является умножение специфического кодона в гене IT-15. Сам ген отвечает за выработку белка хантингина, функция которого на текущий момент не установлена. В норме число повторов не должно превышать 36 раз. Если отмечается большее количество копий, то начинается развитие болезни. Произойти это может из-за мутации, приводящей к копированию генетического материала. Мутантная форма белка хантингтина (обозначается mHtt, в отличие от нормальной Htt) обладает токсичным воздействием на клетки. Исследования показывают, что чем больше повторов кодона присутствует в хромосоме, тем сильнее проявляется болезнь. При числе кодонов порядка 36-40 развивается ослабленная форма. В таком случае заболевание дает о себе знать значительно позже и прогрессирует медленнее. Слабые симптомы могут так и не проявиться при жизни человека. При большом числе повторов болезнь появляется рано, до достижения 20-летнего возраста. Точный механизм воздействия белка Htt на организм до сих пор не исследован. Сходным образом обстоит ситуация с его мутантной версией. Известно лишь, что mHtt оказывает токсичное воздействие на некоторые типы клеток. Особенно сильно это проявляется в ткани головного мозга. Повреждения чаще всего затрагивают полосатое тело, однако в процессе развития заболевания распространяются и на другие области. По этой причине первым проявлениям патологии обычно становится расстройство движений: человек начинает ошибаться при планировании действий или их коррекции. Также белок Htt участвует во многих взаимодействиях в организме. В частности, он задействуется при внутриклеточном транспорте, передаче сигнала в клетку и в процессе транскрипции. Недостаток этого белка в эмбрионе вызывает гибель зародыша. Кроме того, белок выполняет анти-апоптозную роль, то есть предотвращает запрограммированную гибель клеток. При возрастании выработки нормальной формы белка Htt нервные клетки становятся более жизнеспособными, что приводит к снижению токсического воздействия mHtt. Стоит отметить, что если нормальный ген разрушается, то это не вызывает болезнь, поэтому причиной считается именно образование мутантного гена. На клеточном уровне воздействие искаженной версии белка mHtt вызывает развитие нарушений. В частности, начинается формирование внутриклеточных телец включения на основе белка хантингтина. За счет этого осложняется движение нейромедиаторов через цитоскелет, что вызывает нарушение передачи сигналов в нейронах. На макроскопическом уровне это вызывает поражение специфических областей мозга. Развитие патологии в полосатом теле приводит к нарушению координации движений. Также меняется поведение. Повреждаются базальные ганглии, которые по мнению ряда ученых входят в когнитивную исполнительную систему, отвечающую за генерацию специфических движений. При этой болезни ганглии не могут корректно обработать полученный от других отделов мозга сигнал, что выражается в неспособности человека начать движение или необходимости прикладывать дополнительные усилия для этого. Точно так же нарушается выполнение движения либо его произвольная остановка по желанию. Накопление таких повреждений вызывает появление комплекса характерных беспорядочных движений. Обычно заболевание проявляется в возрасте от 35 до 45 лет. На ранней стадии отмечается незначительное изменение когнитивных способностей, некоторых физических навыков, а также личности. Как правило, сначала проявляются физические симптомы. Постепенное накопление нарушений в тканях мозга приводит к усилению психических и когнитивных искажений. На начальном этапе при типичном развитии физические симптомы выражаются резкими внезапными движениями, которые трудно контролировать. В некоторых случаях наблюдается обратная картина: вместо нормального темпа больной начинает выполнять все действия очень медленно. Страдает и общая координация движений. Параллельно возникают нарушения речи, ее становится трудно понимать. С течением времени синдромы обостряются. Любые действия, требующие мышечного контроля, становятся трудновыполнимыми. На этом этапе больные начинают часто гримасничать, но могут нормально жевать пищу и проглатывать ее. Нарушается движение глаз, что приводит к нарушению сна. В большинстве случаев при развитии синдрома человек проходит все фазы физического расстройства. А вот когнитивные искажения носят индивидуальный характер. Обычно страдает способность абстрактно мыслить. Выражается это в том, что человек не может спланировать свои действия, даже если они достаточно просты. Кроме того, затруднено следование правилам, осложняется оценка адекватности собственных поступков. Развитие поражения тканей мозга приводит к ухудшению памяти. На этом фоне также возникают депрессии, панические состояния, могут происходить выплески агрессии. Человек перестает узнавать своих знакомых. Усиливаются эгоцентричные черты характера, появляется тяга к вредным привычкам (курение, алкоголизм, игромания и т.д.). Классический подход к диагностике предполагает обследование организма, в некоторых случаях проводится также и психологическое обследование. При помощи компьютерной и магнитно-резонансной томографии можно отслеживать нарушения в тканях мозга, однако этот способ применим лишь во время прогрессирования заболевания. Использование позитронно-эмиссионной томографии и методов функциональной нейровизуализации в определенной ситуации может применяться для обнаружения искажений в активности головного мозга до непосредственного появления физических симптомов. Полноценная диагностика возможна путем генетического тестирования. Для этого у пациента берется образец крови, из которого выделяется генетический материал. После этого оба Htt гена проверяются на количество повторов кодона, отвечающего за развитие заболевания. При этом следует правильно относиться к результатам: наличие положительного ответа (то есть увеличенное по сравнению с нормальным число повторов) не является подтверждением диагноза. В общем случае генетические аномалии могут быть выявлены задолго до появления симптомов хореи Гентингтона. В то же время отрицательный результат, то есть укладывающееся в норму число повторов, указывает на невозможность развития болезни. Допускается проведение генетического тестирования для эмбрионов, подготовленных в ходе экстракорпорального оплодотворения. Для этого используется диагностика до имплантации: на стадии 4-8 клеток одна из них забирается и используется для получения наследственного материала. Затем образец исследуют с целью установить наличие патологии. Результаты проверки могут использоваться для выбора наиболее подходящего эмбриона, который и будет имплантироваться матери. Пренатальная диагностика также возможна. В этом случае используется забор околоплодных вод, ворсинок хориона, либо применяется неинвазивный метод тестирования. В частности, генетический материал плода можно получить из крови матери и использовать для проведения анализа. Генетическая проверка позволяет также отличить хорею Гентингтона от сходных с ней заболеваний. По статистике, только в 90% случаев подтверждается наличие этой болезни. Стоит отметить, что причины аналогичных заболеваний в настоящее время неясны, поскольку они встречаются редко. Лечение болезни Гентингтона невозможно (по крайней мере, на текущем уровне развития медицины). Есть лишь возможность облегчить ряд симптомов. Специфические соединения позволяют несколько ограничить развитие болезни. Однако они еще не прошли стадию исследования, поэтому говорить о широком использовании нельзя. При классическом развитии болезни после первых симптомов человек живет обычно порядка 15-20 лет. После этого сопутствующие нарушения в работе систем организма приводят к заболеваниям сердца и дыхательной системы. Кроме того, возрастает риск суицида, поскольку человек перестает адекватно оценивать свои поступки и страдает от депрессий.Генетическое исследование и аутосомно-доминантные заболевания
Из-за многообразия форм заболеваний и наличия сходных по симптомам болезней диагностика классическими методами не всегда оказывается эффективной. Точнее сказать, установленные ей диагнозы в некоторых случаях оказываются ошибочными. Достоверно подтвердить генетический характер заболевания можно только путем анализа наследственного материала. Для этого пациенту потребуется предоставить материал для проведения генетической диагностики (обычно это просто проба крови). После этого проводится специальное исследование, позволяющее проанализировать наличие в генотипе человека указанных нарушений генетического материала. В связи с большим объемом исследуемой информации проверка может занять длительное время. Кроме того, следует учитывать тот факт, что в ряде случаев результаты теста не являются однозначным указанием на наличие того или иного наследственного заболевания. По этой причине самостоятельный анализ результатов тестирования едва ли возможен. Для получения достоверной информации рекомендуется обращаться к специалистам по генетическому консультированию. Это врачи с соответствующим образованием, специализирующиеся на работе с наследственным материалом, обладающие достаточным опытом и умеющие рассчитывать вероятность возникновения генетических патологий на основании данных о родителях. Кроме того, генетический консультант поможет правильно настроиться на процесс тестирования, поскольку получение результатов может стать тяжелым испытанием для человека. В любом случае нужно понимать, что полная и достоверная информация о состоянии здоровья может оказаться незаменимой. Кроме того, пренатальное исследование позволяет заранее убедиться, что на свет появится полноценный малыш без аномалий в генетическом материале.А. Моногенное наследование. Признак, кодируемый одним геном, наследуется в соответствии с законами Менделя и называется менделирующим. Совокупность всех генов организма называется генотипом. Фенотип — это реализация генотипа (в морфологическом и биохимическом отношениях) в конкретных условиях внешней среды.
1. Одно из возможных структурных состояний гена называется аллелем. Аллели возникают в результате мутаций. Потенциальное число аллелей для каждого гена практически не ограничено. У диплоидных организмов ген может быть представлен только двумя аллелями, локализованными на идентичных участках гомологичных хромосом. Состояние, когда гомологичные хромосомы несут разные аллели одного гена, называется гетерозиготным.
2. Наследование моногенных болезней — аутосомное или сцепленное с X-хромосомой — можно определить при изучении родословной. По характеру проявления признака в гетерозиготном организме наследование разделяют на доминантное и рецессивное. При доминантном наследовании заболевание проявляется, если хотя бы одна из гомологичных хромосом несет патологический аллель, при рецессивном — только в случае, когда обе гомологичные хромосомы несут патологический аллель.
а. Аутосомно-доминантное наследование. К заболеваниям с аутосомно-доминантным типом наследования относятся болезнь Гентингтона, ахондроплазия (хондродистрофия) и нейрофиброматоз I типа (болезнь Реклингхаузена).
1) Сегодня известно около 5000 моногенных болезней. Более половины из них наследуются по аутосомно-доминантному типу.
2) Аутосомно-доминантные заболевания передаются из поколения в поколение. У больного ребенка обязательно болен один из родителей.
3) Если болен один из родителей, доля пораженных детей составляет примерно 50%. У здоровых членов семьи рождаются здоровые дети.
4) Аутосомно-доминантные заболевания наследуются всегда, независимо от пола ребенка и пола больного родителя. Исключения встречаются в случаях новых мутаций и неполной пенетрантности гена.
б. Аутосомно-рецессивное наследование. К заболеваниям с аутосомно-рецессивным типом наследования относятся болезнь Тея—Сакса, муковисцидоз и большинство наследственных нарушений обмена веществ. Аутосомно-рецессивные заболевания обычно протекают тяжелее аутосомно-доминантных.
1) Если оба родителя здоровы, но являются носителями патологического гена, риск рождения больного ребенка составляет 25%.
2) Здоровый ребенок при этом в 2/3 случаев оказывается гетерозиготным носителем патологического гена.
3) У ребенка с аутосомно-рецессивным заболеванием, особенно редким, родители часто оказываются кровными родственниками.
4) Лица мужского и женского пола болеют одинаково часто.
в. Наследование, сцепленное с X-хромосомой. К заболеваниям с этим типом наследования относятся гемофилии A и B, а также миопатия Дюшенна. Сцепленное с X-хромосомой доминантное наследование встречается редко. К заболеваниям, наследуемым по этому типу, относятся X-сцепленный гипофосфатемический рахит (витамин-D-резистентный рахит) и недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы.
1) Болеют преимущественно мужчины.
2) При рецессивном типе наследования все сыновья больного здоровы. У дочерей заболевание не проявляется (гетерозиготное носительство), однако риск заболевания их сыновей составляет 50%.
3) При доминантном типе наследования все сыновья больного здоровы, все дочери — больны. Риск заболевания детей, родившихся у дочерей больного, составляет 50% независимо от пола.
г. Проявление гена. Количественные характеристики фенотипического проявления гена следующие.
1) Пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе его носителей. Если у части лиц, несущих данный ген, он фенотипически не проявляется, говорят о неполной пенетрантности.
2) Экспрессивность — степень фенотипического проявления одного и того же гена у разных лиц. Различия одного и того же признака у кровных родственников объясняются разной экспрессивностью гена, контролирующего этот признак. Разная экспрессивность встречается при большинстве моногенных болезней.
3) Начало клинических проявлений. Не все наследственные болезни проявляются сразу после рождения. Например, болезнь Гентингтона обычно проявляется после 30—40 лет. Фенилкетонурия не проявляется внутриутробно, первые признаки заболевания возникают только после того, как ребенка начинают кормить.
4) Плейотропность. Мутация одного гена приводит к структурным и функциональным нарушениям только одного белка. Однако если этот белок участвует в нескольких физиологических процессах, то его повреждение проявится одновременно в нескольких формах. Примером служит синдром Марфана, заболевание с аутосомно-доминантным типом наследования. Мутация гена, кодирующего синтез белка фибриллина, сопровождается многочисленными клиническими проявлениями: подвывихом хрусталика, аневризмой восходящей аорты, пролапсом митрального клапана и др.
Б. Полигенное наследование не подчиняется законам Менделя и не соответствует классическим типам аутосомно-доминантного, аутосомно-рецессивного наследования и наследования, сцепленного с X-хромосомой.
1. Признак (заболевание) контролируется сразу несколькими генами. Проявление признака во многом зависит от экзогенных факторов.
2. К полигенным болезням относятся расщелина губы (изолированная или с расщелиной неба), изолированная расщелина неба, врожденный вывих бедра, стеноз привратника, дефекты нервной трубки (анэнцефалия, позвоночная расщелина), врожденные пороки сердца.
3. Генетический риск полигенных болезней в большой степени зависит от семейной предрасположенности и от тяжести заболевания у родителей.
4. Генетический риск значительно снижается с уменьшением степени родства.
5. Генетический риск полигенных болезней оценивают с помощью таблиц эмпирического риска. Определить прогноз нередко бывает сложно.
В. Не так давно благодаря достижениям молекулярной генетики были изучены другие типы наследования, отличные от моногенного и полигенного.
1. Мозаицизм — наличие в организме двух или более клонов клеток с разными хромосомными наборами. Такие клетки образуются в результате хромосомных мутаций. Мозаицизм наблюдается при многих хромосомных болезнях. Считается, что соматические мутации и мозаицизм играют немаловажную роль в этиологии многих видов злокачественных новообразований. Мозаицизм встречается также и среди половых клеток. При оогенезе происходит 28—30 митотических делений, а при сперматогенезе — до нескольких сотен. В связи с этим при несоматическом мозаицизме повышаются частота проявления мутации и риск передачи ее следующим поколениям. Несоматический мозаицизм наблюдается при несовершенном остеогенезе и некоторых заболеваниях, наследуемых сцепленно с X-хромосомой.
2. Митохондриальные болезни. Митохондрии имеют собственную ДНК; мтДНК располагается в матриксе органеллы и представлена кольцевой хромосомой. Считается, что при клеточном делении митохондрии случайно распределяются между дочерними клетками. Для митохондриальных болезней характерна различная экспрессивность, поскольку фенотипическое проявление патологического гена зависит от соотношения нормальных и мутантных митохондрий. Среди митохондриальных болезней лучше всего изучен синдром Лебера. Заболевание проявляется быстрым развитием атрофии зрительных нервов, которая ведет к слепоте. Митохондриальные болезни наследуются только по материнской линии.
3. Геномный импринтинг. Согласно Менделю, проявление признака не должно зависеть от того, получен ли ген от матери или от отца. У этого правила существуют исключения, например геномный импринтинг.
а. Самые известные примеры геномного импринтинга — синдром Прадера—Вилли и синдром Ангельмана. Оба заболевания вызваны делецией длинного плеча 15-й хромосомы. Однако, если мутантную хромосому ребенок унаследовал от отца, развивается синдром Прадера—Вилли. Клинические проявления — ожирение, гипогонадизм, маленькие кисти и стопы, умственная отсталость. Если же мутантная хромосома получена от матери, развивается синдром Ангельмана. Клинические проявления синдрома Ангельмана — характерная походка (на широко расставленных ногах с согнутыми в локтях руками) и характерные черты лица (прогения, макростомия, широкие межзубные промежутки, расходящееся косоглазие).
б. Причины геномного импринтинга пока не установлены, возможно, он связан с разным типом укладки ДНК в мужских и женских гаметах.
4. Однородительская дисомия — переход к потомку пары гомологичных хромосом от одного из родителей. С однородительской дисомией, возможно, связана передача гемофилии A от отца сыну. Пока не ясно, следует ли считать однородительскую дисомию особым случаем мозаицизма или это отдельная хромосомная аномалия.
АУТОСОМНО-ДОМИНАНТНЫЙ ТИП НАСЛЕДОВАНИЯ
Примеры заболеваний: синдром Марфана, гемоглобинопатия М, хорея Хантингтона, полипоз толстой кишки, семейная гиперхолестеринемия, нейрофиброматоз, полидактилия.
Аутосомно-доминантный тип наследования характеризуется следующими признаками :
· Одинаковая частота патологии у лиц мужского и женского пола.
· Наличие больных в каждом поколении родословной, т.е. регулярная передача болезни из поколения в поколение (так называемый вертикальный характер распределения болезни).
· Вероятность рождения больного ребёнка равна 50% (независимо от пола ребёнка и количества родов).
· Непоражённые члены семьи, как правило, имеют здоровых потомков (поскольку не имеют мутантного гена).
Перечисленные признаки реализуются при условии полного доминирования (наличие одного доминантного гена достаточно для развития специфической клинической картины заболевания). Так наследуются у человека веснушки, курчавые волосы, карий цвет глаз и др. При неполном доминировании у гибридов будет проявляться промежуточная форма наследования. При неполной пенетрантности гена больные могут быть не в каждом поколении.
АУТОСОМНО-РЕЦЕССИВНЫЙ ТИП НАСЛЕДОВАНИЯ
Примеры заболеваний: фенилкетонурия, кожно-глазной альбинизм, серповидно-клеточная анемия, адреногенитальный синдром, галактоземия, гликогенозы, гиперлипопротеинемии, муковисцидоз.
Аутосомно-рецессивный тип наследования характеризуется следующими признаками :
· Равная частота патологии у лиц мужского и женского пола.
· Проявление патологии в родословной «по горизонтали», часто у сибсов.
· Отсутствие заболевания у единокровных (дети одного отца от разных матерей) и единоутробных (дети одной матери от разных отцов) братьев и сестёр.
· Родители больного, как правило, здоровы. Это же заболевание может обнаруживаться у других родственников, например у двоюродных или троюродных братьев (сестёр) больного.
Появление аутосомно-рецессивной патологии более вероятно при кровнородственных браках за счёт большей вероятности встречи двух супругов, гетерозиготных по одному и тому же патологическому аллелю, полученному от их общего предка. Чем больше степень родства супругов, тем эта вероятность выше. Чаще всего вероятность наследования болезни аутосомно-рецессивного типа составляет 25%, так как вследствие тяжести заболевания такие больные либо не доживают до детородного возраста, либо не вступают в брак.
СЦЕПЛЕННОЕ С ХРОМОСОМОЙ Х-ДОМИНАНТНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ
Примеры заболеваний: одна из форм гипофосфатемии - витамин D-резистентный рахит; болезнь Шарко-Мари-ТутаХ-сцепленная доминантная; рото-лице-пальцевой синдром типа I.
Признаки заболевания:
· Поражены лица мужского и женского пола, но женщины в 2 раза чаще.
· Передача больным мужчиной патологического аллеля всем дочерям и только дочерям, но не сыновьям. Сыновья получают от отца хромосому Y.
· Передача больной женщиной заболевания и сыновьям, и дочерям с равной вероятностью.
· Более тяжёлое течение заболевания у мужчин, чем у женщин.
СЦЕПЛЕННОЕ С ХРОМОСОМОЙ Х-РЕЦЕССИВНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ
Примеры заболеваний: гемофилия А, гемофилия В; Х-сцепленная рецессивная болезнь Шарко-Мари-Тута; дальтонизм; мышечная дистрофия Дюшенна – Беккера; синдром Калльмана; болезнь Хантера (мукополисахаридоз типа II); гипогаммаглобулинемия брутоновского типа.
Признаки заболевания:
· Больные рождаются в браке фенотипически здоровых родителей.
· Заболевание наблюдается почти исключительно у лиц мужского пола. Матери больных - облигатные носительницы патологического гена.
· Сын никогда не наследует заболевание от отца.
· У носительницы мутантного гена вероятность рождения больного ребёнка равна 25% (независимо от пола новорождённого); вероятность рождения больного мальчика равна 50%.
ГОЛАНДРИЧЕСКИЙ, ИЛИ СЦЕПЛЕННЫЙ С ХРОМОСОМОЙ Y,
ТИП НАСЛЕДОВАНИЯ
Примеры признаков: ихтиоз кожи, гипертрихоз ушных раковин, избыточный рост волос на средних фалангах пальцев кистей, азооспермия.
Признаки:
· Передача признака от отца всем сыновьям и только сыновьям.
· Дочери никогда не наследуют признак от отца.
· «Вертикальный» характер наследования признака.
· Вероятность наследования для лиц мужского пола равна 100%.
МИТОХОНДРИАЛЬНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ
Примеры заболеваний (митохондриальные болезни): атрофия зрительного нерва Лебера, синдромы Лея (митохондриальная миоэнцефалопатия), MERRF (миоклоническая эпилепсия), кардиомиопатия дилатационная семейная.
Признаки заболевания:
· Наличие патологии у всех детей больной матери.
· Рождение здоровых детей у больного отца и здоровой матери.
Указанные особенности объясняются тем, что митохондрии наследуются от матери. Доля отцовского митохондриального генома в зиготе составляет ДНК от 0 до 4 митохондрий, а материнского генома - ДНК примерно 2500 митохондрий. К тому же похоже, что после оплодотворения репликация отцовской ДНК блокируется.
При всем многообразии генных болезней в их патогенезе есть общая закономерность: начало патогенеза любой генной болезни связано спервичным эффектом мутантного аллеля - патологическим первичным продуктом (качественно или количественно), который включается в цепь биохимических процессов и приводит к формированию дефектов на клеточном, органном и организменном уровнях .
Патогенез болезни на молекулярном уровне развертывается в зависимости от характера продукта мутантного гена в виде следующих нарушений:
Синтез аномального белка;
Отсутствие выработки первичного продукта (встречается наиболее часто);
Выработка уменьшенного количества нормального первичного продукта (в данном случае патогенез отличается большой вариабельностью);
Выработка избыточного количества продукта (такой вариант лишь предполагается, но в конкретных формах наследственных болезней еще не обнаружен).
Варианты реализации действия аномального гена:
1) аномальный ген → прекращение синтеза иРНК → прекращение синтеза белка → наследственная болезнь;
2) аномальный ген → прекращение синтеза иРНК → наследственная болезнь;
3) аномальный ген с патологическим кодом → синтез патологической иРНК → синтез патологического белка → наследственная болезнь;
4) нарушение включения и выключения генов (репрессии и депрессии генов);
5) аномальный ген → отсутствует синтез гормонального рецептора → наследственная гормональная патология.
Примеры 1-ого варианта генной патологии: гипоальбуминемия, афибриногенемия, гемофилия A (VIII фактор), гемофилия В (IX – Кристмас-фактор), гемофилия С (XI фактор - Розенталя), агаммаглобулинемия.
Примеры 2-ого варианта: альбинизм (дефицит фермента - тирозиназы → депигментация); фенилкетонурия (дефицит фенилаланин-гидроксилазы → накапливается фенилаланин → продукт его метаболизма – фенилпируват – является токсичным для ЦНС → развивается олигофрения); алкаптонурия (дефицит оксидазы гомогентизиновой кислоты → в крови, моче, тканях накапливается гомогентизиновая кислота → окраска тканей, хрящей); энзимопатическая метгемоглобинемия (дефицит метгемоглобинредуктазы → накапливается метгемоглобин → развивается гипоксия); адреногенитальный синдром (одно из самых частых наследственных заболеваний человека: частота в Европе 1:5000, у эскимосов Аляски 1:400 – 1:150; дефект 21-гидроксилазы → дефицит кортизола, накопление андрогенов → у мужчин - ускоренное половое развитие, у женщин - вирилизация).
Пример 3-его варианта генной патологии: М - гемоглобиноз (синтезируется аномальный М-гемоглобин, который отличается от нормального А-гемоглобина тем, что в позиции 58 α-цепи (или в позиции 63 β-цепи) гистидин заменен тирозином → М-гемоглобин вступает в прочную связь с кислородом, не отдавая его тканям, образует метгемоглобин → развивается гипоксия).
Пример 4-ого варианта: талассемия. Известно, что в эритроцитах плода содержится особый фетальный гемоглобин, синтез которого контролируется двумя генами. После рождения действие одного из этих генов затормаживается и включается другой ген, обеспечивающий синтез Нb А (95-98% гемоглобина у здоровых). При патологии может наблюдаться персистенция синтеза фетального гемоглобина (его количество у здоровых 1-2%). Hb S менее стабилен, чем Нb А – поэтому развивается гемолитическая анемия.
Пример 5-ого варианта: тестикулярная феминизация. Выявлено, что у лиц с таким заболеванием отсутствуют рецепторы к тестостерону. Поэтому зародыш мужского пола приобретает черты, свойственные женскому организму.
Патогенез любой наследственной болезни у разных индивидов , хотя и сходен по первичным механизмам и этапам, формируется строго индивидуально – патологический процесс, запущенный первичным эффектом мутантного аллеля, приобретает целостность с закономерными индивидуальными вариациями в зависимости от генотипа организма и условий среды .
Характеристики клинической картины генных болезней обусловлены принципами экспрессии, репрессии и взаимодействия генов.
Выделяют следующие главные характеристики генных болезней: особенности клинической картины; клинический полиморфизм; генетическая гетерогенность. В то же время в одном заболевании наблюдать все общие черты в полном объеме невозможно. Знание общих черт генных болезней позволит врачу заподозрить наследственную болезнь даже в спорадическом случае.
Особенности клинической картины:
многообразие проявлений - патологическим процессом затрагивается несколько органов уже на первичных этапах формирования болезни;
различный возраст начала болезни ;
прогредиентность клинической картины и хроническое течение ;
Обуславливаются инвалидность с детства и сокращенная продолжительность жизни.
Многообразие проявлений, вовлечение в патологический процесс многих органов и тканей для данной группы болезней обусловлено тем, что первичный дефект локализован в клеточных и межклеточных структурах многих органов . Например, при наследственных болезнях соединительной ткани нарушен синтез специфического для каждой болезни белка той или иной волокнистой структуры. Поскольку соединительная ткань есть во всех органах и тканях, то и многообразие клинической симптоматики при этих болезнях - следствие аномалии соединительной ткани в различных органах.
Возраст начала болезни для этой группы заболеваний практически не лимитирован : от ранних стадий эмбрионального развития (врожденные пороки) – до пожилого возраста (болезнь Альцгеймера ). Биологическая основа различного возраста начала генных болезней заключается в строго временных закономерностях онтогенетической регуляции экспрессии генов. Причинами разного возраста начала одной и той же болезни могут быть индивидуальные характеристики генома больного. Действие других генов на проявление эффекта мутантного гена может менять время развития болезни. Небезразличны для времени начала действия патологических генов и условия среды, особенно во внутриутробном периоде. Обобщенные данные о сроках клинической манифестации генных болезней свидетельствуют, что 25% всех генных болезней развивается внутриутробно, за первые три года жизни проявляется еще почти 50% генных болезней.
Для большинства генных болезней характерны прогредиентность клинической картины и хроническое затяжное течение с рецидивами . Тяжесть болезни "усиливается" по мере развития патологического процесса. Первичная биологическая основа этой характеристики - непрерывность функционирования патологического гена (либо отсутствие его продукта). К этому присоединяются усиливающие патологический процесс вторичные процессы : воспаление; дистрофии; нарушения обмена веществ; гиперплазии.
Большинство генных болезней протекает тяжело, приводит к инвалидизации в детском возрасте и сокращает продолжительность жизни . Чем более важное место занимает моногенно детерминируемый процесс в обеспечении жизнедеятельности, тем тяжелее в клиническом плане проявление мутации.
Понятием "клинический полиморфизм" объединяются:
Вариабельность: сроков начала заболевания; выраженности симптоматики; продолжительности одной и той же болезни;
Толерантность к терапии.
Генетические причины клинического полиморфизма могут быть обусловлены не только патологическим геном, но и генотипом в целом, то есть генотипической средой в виде генов-модификаторов. Геном в целом функционирует как хорошо скоординированная система. Вместе с патологическим геном индивид наследует от родителей комбинации других генов, которые могут усиливать или ослаблять действие патологического гена. Кроме того, в развитии генной болезни, как и любого наследственного признака, имеет значение не только генотип, но и внешняя среда. Этому положению есть много доказательств из клинической практики. Например, симптоматика фенилкетонурии у ребенка более тяжелая, если во время его внутриутробного развития в рационе матери было много продуктов, богатых фенилаланином.
Существует понятие генетической гетерогенности , маскирующееся под клинический полиморфизм.
Генетическая гетерогенность означает, что клиническая форма генной болезни может быть обусловлена:
мутациями в разных генах, кодирующих ферменты одного метаболического пути;
разными мутациями в одном гене , приводящими к возникновению разных его аллелей (множественные аллели).
Фактически в этих случаях речь идет о разных нозологических формах , с этиологической точки зрения объединенных в одну форму в связи с клиническим сходством фенотипа. Явление генетической гетерогенности носит общий характер, его можно назвать правилом, поскольку оно распространяется на все белки организма, включая не только патологические, но и нормальные варианты.
Расшифровка гетерогенности генных болезней интенсивно продолжается в двух направлениях:
клиническом - чем точнее изучен фенотип (анализ клинической картины болезни), тем больше возможностей в открытии новых форм болезней, в подразделении изучаемой формы на несколько нозологических единиц;
генетическом - наиболее полную информацию о гетерогенности клинической формы болезни дает метод ДНК-зондов (современный метод анализа генов человека). Отнесение гена к одной или разным группам сцепления, локализация гена, его структура, сущность мутации - все это позволяет идентифицировать нозологические формы.
Концепция генетической гетерогенности генных болезней открывает много возможностей в понимании сущности отдельных форм и причин клинического полиморфизма, что крайне важно для практической медицины и дает следующие возможности: правильной диагностики; выбора метода лечения; медико-генетического консультирования.
Понимание эпидемиологии генных болезней необходимо врачу любой специальности, поскольку в своей практике он может столкнуться с проявлениями редкой наследственной болезни в пределах обслуживаемого им района или контингента. Знание закономерностей и механизма распространения генных болезней поможет врачу своевременно разработать меры профилактики: обследование на гетерогенность; генетическое консультирование.
Эпидемиология генных болезней включает в себя следующие сведения:
О распространенности этих болезней;
О частотах гетерозиготного носительства и факторах, их обуславливающих.
Распространенность болезни (или числа больных) в популяции определяется популяционными закономерностями:интенсивностью мутационного процесса; давлением отбора, который определяет плодовитость мутантов и гетерозигот в конкретных условиях среды; миграцией населения; изоляцией; дрейфом генов. Данные по распространенности наследственных болезней носят еще отрывочный характер в силу следующих причин: большое число нозологических форм генных болезней; их редкость; неполная клиническая и патологоанатомическая диагностика наследственной патологии. Наиболее объективная оценка распространенности этих заболеваний в разных популяциях - определение их числа среди новорожденных, включая мертворожденных. Общая частота новорожденных с генными болезнями в популяциях в целом составляет примерно 1%, из них:
С аутосомно-доминантным типом наследования - 0,5%;
С аутосомно-рецессивным - 0,25%;
Х-сцепленным - 0,25%;
Y-сцепленные и митохондриальные болезни встречаются крайне редко.
Распространенность отдельных форм болезней колеблется от 1:500 (первичный гемохроматоз) до 1:100000 и ниже (гепатолентикулярная дегенерация, фенилкетонурия).
Распространенность генной болезни считается:
Высокой – если 1 больной встречается на 10 000 новорожденных и чаще;
Средней – от 10 000 до 40 000;
Низкой – очень редкие случаи.
В группу распространенных входит не более 15 генных болезней, но они составляют почти 50% общей частоты больных с наследственной патологией.
Распространенность многих доминантных болезней определяется в основном новыми мутациями. Репродуктивная функция у таких больных снижена по биологическим и социальным причинам. Практически все доминантные болезни ведут к снижению фертильности. Исключения составляют поздно начинающиеся болезни (болезнь Альцгеймера, хорея Гентингтона); к моменту их клинического проявления (35-40 лет) деторождение уже заканчивается.
Распространенность рецессивных болезней определяется частотой гетерозигот в популяции, которая во много раз выше частоты гомозигот по мутантному аллелю. Накопление гетерозигот в популяциях обусловлено их репродуктивным преимуществом по сравнению с гомозиготами по нормальному и патологическому аллелям. Популяции всех живых существ, не только человека, отягощены рецессивными мутациями. Эта общебиологическая закономерность была открыта русским генетиком С.С. Четвериковым.
Отбор в любых популяциях обусловлен дифференциальной смертностью и плодовитостью особей с разными генотипами, что и приводит через какое-то число поколений к различной концентрации аллелей в популяциях. Поскольку отбор тесно связан с условиями окружающей среды, на этой основе возникают разные концентрации аллелей в различных популяциях. Элиминация или преимущественное размножение может наблюдаться в зависимости от приспособленности гетерозигот, нормальных или мутантных гомозигот к условиям окружающей среды. В то же время необходимо обращать внимание на снижение давления отбора в популяциях человека , которое идет двумя путями:
· улучшение медицинской и социальной помощи больным (особенно лечение наследственных заболеваний) - приводит к тому, что гомозиготы (например, больные фенилкетонурией), ранее не доживавшие до репродуктивного периода, теперь не только живут до 30-50 лет и более, но и вступают в браки, имеют детей. Следовательно, популяции пополняются гетерозиготами по патологическим генам;
· планирование семьи (сокращение рождаемости до произвольных величин, чаще всего 1-2 ребенка) - изменяет действие отбора в связи с репродуктивной компенсацией. Суть этого явления в том, что наследственно отягощенные пары, у которых смертность детей из-за наследственных болезней повышена, за счет большего количества беременностей по сравнению с наследственно неотягощенными парами имеют то же количество детей. Патологические аллели в этих случаях будут иметь большую вероятность для сохранения и увеличения частоты, чем при естественной реализации репродуктивных способностей индивидов с разными генотипами.
На эпидемиологии генных болезней отражается и миграция населения - неизбежный спутник многих социальных процессов. Она уменьшает или увеличивает частоту носителей патологических генов в "донорских" и "реципиентных" популяциях.
Кровнородственные браки имеют особенно большое значение в распространенности рецессивных генных болезней. Такие браки в различных этнических группах могут составлять от 1 до 20 и даже 30% (на уровне двоюродных и троюродных родственников). Биологическое значение последствий кровнородственных браков заключается в том, что в них существенно повышается вероятность рождения потомства, гомозиготного по рецессивным патологическим генам. Редкие рецессивные генные болезни встречаются в основном у детей от таких браков.
ПРИМЕРЫ ГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
