Влияние наследственных заболеваний, на формирование здорового поколения

       Многие  мутации являются причиной наследственных заболеваний, которых насчитывается около 2000. Изучение и возможное предотвращение последствий генетических дефектов человека – предмет медицинской генетики. Это так называемый «генетический груз» популяций людей.

      Наследственных  болезней, вызванных генными мутациями, насчитывается около 1500. Их условно подразделяют на: болезни обмена веществ и молекулярные болезни.

      Болезней  обмена веществ насчитывается около 600, они затрагивают изменения  аминокислотного, углеводного и  липидного состава клетки. Некоторые  мутации вызывают возникновение даже злокачественных образований. 

                           Наследственные болезни 

      Наследственные  болезни — это такие заболевания, которые передаются из поколения в поколение от родителей потомству через половые клетки (гаметы). Общее число наследственных болезней огромно, к настоящему времени их установлено уже более 6000 и примерно 1000 из них на сегодня могут быть выявлены еще до рождения ребенка. Причиной наследственных болезней являются изменения (мутации) на уровне гена или хромосомы. Наследственные заболевания могут проявляться сразу после рождения либо в течение всей жизни. Например, если человек унаследовал от кого-либо из родителей ген одной из форм наследственной алопеции (облысения), то его действие может сказаться лишь к концу второго десятилетия жизни. Есть такие наследственные заболевания (например, хорея Гентингтона), которые проявляются в возрасте от 40 до 70 лет и др.

      Кроме наследственных болезней, выделяют еще  врожденные и семейные заболевания.

      Врожденные болезни — это заболевания, проявляющиеся с рождения. По своему происхождению они могут быть наследственными или приобретенными. При этом проявляться они могут совершенно одинаково. Например, перелом ключицы в родах у новорожденного ребенка может быть обусловлен как травматическим ведением родов, так и наличием целого ряда наследственных обменных заболеваний, в частности, врожденной ломкостью костей, причиной которой являются мутации в генах, ответственных за синтез белка коллагена.

      Семейные  болезни — это заболевания, которые наблюдаются у членов одной семьи. По своему происхождению они могут быть наследственными или развиться под действием факторов внешней среды при наличии определенной генетической предрасположенности. Например, семейный пародонтоз (поражение десен) может быть связан с изменениями в гене того же белка коллагена либо может быть приобретенным и проявиться под влиянием общих неблагоприятных средовых факторов (например, дефицит кальция, фтора, витаминов, недостаточное белковое питание и др.), действующих на всех членов этой семьи.

      Для врача-генетика предметом заботы является не отдельный больной, а вся семья. Наличие сходных признаков у  членов одной семьи указывает, как  правило, на их наследственную природу.

      Нередко бывают случаи, когда носительство патологического гена вообще никак не проявляется у человека. При этом даже тщательный осмотр специалиста, а порой и проведение дополнительных лабораторных или инструментальных исследований не выявляет никаких отклонений и позволяет врачу сделать заключение: «Практически здоров». В то же время его потомок, получивший от такого внешне здорового родителя измененный (мутантный) ген, может дать яркую клинику заболевания. Все это объясняется особенностями взаимодействия генов у каждого конкретного человека.

      Наследственные  болезни можно разделить на две  группы: монофакторные («однопричинные») и мультифакториальные («многопричинные»).

      Монофакторные заболевания связаны с изменениями (мутациями) в генах или хромосомах.

      Мультифакториальные заболевания являются результатом изменений многих генов и влиянием многочисленных факторов внешней среды (в большинстве своем общих для близких родственников), которые в конечном итоге приводят к накоплению одинаковых болезней в семье.

      Для того чтобы сходное заболевание проявилось у кого-либо из членов семьи, он должен иметь идентичную или подобную комбинацию генов, присущую его близким родственникам. Поэтому точное представление о том, какой долей общих генов обладают родственники разной степени родства, имеет очень важное значение (см. табл.).  
 
 
 

          Степень родства и доля общих генов у родственников

Степень родства       Родственные отношения       Доля  общих генов       I       Родители  — дети       1/2 (50%)                 Братья, сестры                 II       Дедушка, бабушка — внуки                           Дядя, тетя — племянники       1/4 (25%)       III       Двоюродные  братья, сестры       1/8(12,5%)       IV       Троюдныё  братья, сестры       1/32(3,125%)

      Поскольку каждый из родственников первой степени  родства больного (родители, дети, братья, сестры) имеет половину его генов, то все они могут быть носителями сходных комбинаций генов, предрасполагающих к развитию такого же заболевания. Более отдаленные родственники имеют меньшую степень родства, а значит, и меньшую вероятность иметь сходный с больным набор генов.  

                                       «Хромосомные болезни»

      В процессе клеточного деления может  случиться так, что отдельные  пары хромосом не расходятся. В этом случае в одной из вновь образовавшихся клеток будет большее количество хромосом, чем в другой. В результате перемещения многих генов, сцепленных в хромосоме, серьезно нарушается обмен веществ как в клетке, где оказывается лишняя хромосома, так и в клетке, где ее недостает.

      Особенно  большие сдвиги в организме происходят, если случается нерасхождение хромосом в половых клетках при образовании  гамет, ибо после оплодотворения каждая половая клетка организма будет иметь неправильный набор хромосом, так называемый патологический кариотип, внешне проявляющийся определенной картиной болезни.

      Заболевания, связанные с нарушениями хромосомного набора, называют хромосомными. Не только лишние или недостающие хромосомы ведут к возникновению болезни, но и перемещение отдельных участков одних хромосом на другие (транслокации), потеря кусков хромосом (делеции), вставки дополнительных участков (инсерции), удвоения (дупликации) и другие так называемые структурные перестройки хромосом приводят к возникновению хромосомных болезней.

      Как правило, хромосомные болезни представляют единичные (спорадические) случаи в  семье, возникающие вследствие вновь  возникших мутаций в половых клетках кого-либо из родителей.

      Причины возникновения хромосомных болезней различны. Это могут быть воздействие  химических вредностей, интоксикации, обусловленные острыми и хроническими болезнями, «старение» половых клеток, связанное с возрастом родителей (особенно матери), лучевые воздействия, к которым особенно чувствительны половые клетки, и др.

      Все хромосомные болезни подразделяют на болезни, обусловленные аномалиями аутосом и аномалиями половых  хромосом.

                                      Нарушения в аутосомах

      Нарушения в аутосомах протекают тяжелее, чем в половых хромосомах. Трисомии у живорожденных детей, обнаруживаемые по некоторым аутосомам, характеризуются множественными врожденными пороками развития, часто несовместимыми с жизнью, и дети умирают вскоре после рождения. Поскольку при хромосомных болезнях происходят значительные количественные изменения в содержании генов, несущих наследственную информацию, дефекты развития у этих детей обычно множественные и серьезные.

      Наиболее  часто встречающейся болезнью, связанной  с аномалиями аутосом является болезнь  Дауна, названная по фамилии ученого, впервые описавшего эту патологию. Примерно на 600-800 новорожденных рождается  один ребенок с этой болезнью. Для  таких детей характерно резкое отставание в психическом развитии.

      Долгое  время ученые не знали, что лежит  в основе данной патологии. И только в 1959 году французские ученые обнаружили, что в клетках детей, страдающих болезнью Дауна, имеются не 46 хромосом, а 47, причем лишней оказалась хромосома 21-й пары. Это значит, что в период образования гамет у кого-то из родителей 21-я пара хромосом при окончательном делении не разошлась. Что могло помешать этому? Определенно известно, что появление этой хромосомной болезни находится в зависимости от возраста матери. Так, у женщин после 35 лет частота рождения больных детей возрастает в 10, а после 40 лет — в 25 раз. Отсюда напрашивается вывод о важности рождения детей в более молодом возрасте.

      Однако  нередко дети с болезнью Дауна рождаются и у молодых матерей. Причиной возникновения хромосомной перестройки может явиться наличие эндокринных, хронических заболеваний родителей, воздействие ионизирующей радиации, токсических веществ и других неблагоприятных факторов.

                   Заболевания, обусловленные генными мутациями

      Моногенные  болезни обусловлены мутациями  в одном гене. Они наследуются  по законам Менделя и могут  различаться по типу наследования, характер которого зависит от места  расположения измененного гена в  хромосоме. Если «больной» ген находится в аутосоме, то тип наследования заболевания называется аутосомно-доминантным, или аутосомно-рецессивным. Если мутантный ген расположен в половой хромосоме^Х или Y), то говорят о доминантном или рецессивном Х- или Y-сцепленном типе наследования.

      Аутосомно-доминантный  тип наследования встречается одинаково часто у мужчин и женщин. Если один из родителей имеет этот признак, то его сыновья и дочери с равной вероятностью (50 процентов) могут получить хромосому с «больным» или нормальным геном. При наследовании аутосомно-доминантного заболевания с полной проявляемостыо мутантного гена больные выявляются в каждом поколении. Если данное заболевание внешне и по данным дополнительных методов исследования никак не проявляется у кого-либо из членов семьи, то все его потомки также будут иметь здоровое поколение, так как у них нет «больного» гена. Большинство аутосомно-доминантно наследуемых заболеваний характеризуется разной тяжестью и неполной внешней проявляемостью носительства измененного гена.

      Заболевания с аутосомно-рецессивным типом наследования проявляются только тогда, когда ребенок получит от своих родителей два одинаковых «больных» гена. При этом и отец, и мать внешне здоровы, так как имеют только один измененный ген, который находится у них как бы в «подавленном» состоянии. Мужчины и женщины поражаются одинаково часто. Риск рождения больного ребенка у таких родителей составляет 25 процентов. Больные выявляются в одном поколении при наличии пропусков в предыдущем и последующем поколениях. От брака больных людей со здоровыми, то есть не несущими патологического гена, рождаются внешне здоровые дети, которые, однако, в 100 процентах случаев являются носителями измененного гена. Такое «скрытое» носительство мутантного гена способствует его поддержанию в человеческой популяции на высоком уровне, не подвергаясь естественному отбору. Поэтому у человека большинство патологических признаков, передающихся из поколения в поколение, обусловлено аутосомно-рецессивными мутациями. Вероятность гомозиготного состояния рецессивного гена с развитием заболевания возрастает при наличии кровного родства родителей. В этом и кроется причина опасности кровнородственных браков.

      В настоящее время в Y-хромосоме  выявлено около 20 генов, в то время  как в Х-хромосоме их более 200! Все гены, даже рецессивные, расположенные в Х-хромосоме, будут активно проявляться в фенотипе у мужчин, так как у них имеется всего лишь одна Х-хромосома (XY). Если в одной из Х-хромосом у женщин имеется рецессивный ген, ответственный за развитие болезни, то он не проявляется в фенотипе, так как другой, нормальный (здоровый) ген, находящийся во второй Х-хромосоме, как бы «подавляет» его действие (доминирует). Такая женщина (гетерозиготный носитель патологического признака) будет иметь внешне здоровых дочерей, среди которых около 50 процентов являются носительницами измененного гена, 50 процентов сыновей получат Х-хромосому с мутантным геном и окажутся больными. Так как Х-хромосому от отца получат только дочери, то такие болезни не передаются по мужской линии (от отца к сыну). Болеют сыновья, которые получают мутантный ген от внешне здоровой матери, но являющейся гетерозиготной носительницей этого гена.

      Таким образом, при рецессивных, сцепленных с Х-хромосомой заболеваниях поражаются только мужчины. При доминантном  гене, сцепленным с Х-хромосомой, одинаково часто болеют как мужчины, так и женщины.

                         Наследственные болезни обмена веществ

      Большую часть генной патологии составляют наследственные болезни обмена веществ (энзимопатии). Однако этот обширный класс  заболеваний, насчитывающий около 500 нозологических единиц, остается труднодоступным для выявления. Это сказывается на качестве медицинской помощи семьям, которая заключается в своевременной диагностике, проведении симптоматической терапии и медико-генетического консультирования.