Наследственные болезни

В подавляющем большинстве случаев, если супружеской паре удается зачать ре­бенка, последний появляется на свет здоровым — как физически, так и психически. Однако в работе генов случаются сбои, и дети порой рождаются с генетическими дефектами.

Хромосомные и генные аномалии, в зависимости от причин своего появления, подразделяются на следующие группы.

  •  Хромосомные аномалии, при которых обычная, правильная хромосомная структура нарушается либо присутствием лишней хромосомы или ее фраг­мента (например, синдром Дауна), либо отсутствием хромосомы (например, синдром Тернера).

Здоровому человеческому организму нужны все 46 хромосом с полным набо­ром генных пар. Как правило, серьезная хромосомная аномалия, какой явля­ется недостаток хромосомы или лишняя хромосома, приводит к смерти пло­да. Однако при некоторых серьезных хромосомных аномалиях дети все же выживают и растут, обнаруживая характерные отклонения в строении тела, поведении и психике.

  • Нарушения, вызванные дефектом одного гена, при которых генная аномалия передается следующему поколению (например, болезнь Тея-Сакса).
  • Мультифакторные нарушения, при которых дефект образуется вследствие сочетания ряда незначительных ошибок в генетической информации или в результате неблагоприятного воздействия внешней среды наряду с влияни­ем наследственности.

Диабет — один из примеров такого нарушения.

Хромосомные и генные аномалии, классифицируются в зависимости от того, является ли их наследование сцепленным с полом или нет. Другими словами, хромосомные и генные аномалии могут определяться либо дефектами половых хромосом, либо дефектами аутосом.

Аномалии, сцепленные с полом

Развитие аномалий, сцепленных с полом, можно проследить до их истоков, связанных с дефектами половых хромосом или генов, которые эти хромосомы содержат.

Аномалии, связанные с половыми хромосомами. Дефекты половых хромосом включают наличие лишних хромосом, отсутствие или угнетенность хромосомы, а также ее разрыв. При разрыве хромосомы ее оторванная часть может затеряться в послеледующих делениях клетки или сцепиться с другой хромосомой. Разрывы хромосом могут быть вызваны какими-то внешними воздействиями наприимер, вирусными инфекциями или радиацией. Разрыв хромосомы на развития организма может отразиться на его последующем росте. Отдельные части тела могут просто не развиться.

Наличие лишней хромосомы. При синдроме Клайнфелтера у человека имеется по крайней мере одна лишняя Х-хромосома (их число может быть и большим), что приводит к появлению генотипа XXY. Подобная аномалия встречается у 1 из 1000 живорожденных мальчиков. Фенотип обычно включает в себя бесплодие, недоразвитие наружных половых органов, крипторхизм (состояние, при котором одно или оба яичка не опустились в мошонку) и развитие груди по женскому типу. Приблизительно у 25 % мужчин с синдромом Клайнфелтера отмечается задержка умственного развития. Физические проявления этого синдрома, тяжесть которого усугубляется с каждой дополнительной Х-хромосомой, присутствующей в генотипе, ослабляются за счет заместительной гормонотерапии, проводимой после наступления  пубертата.

Такая терапия, включающая инъекции тестостерона (мужского полового гормона),  должна продолжаться в течение всей жизни больного, — для сохранения вторичных половых признаков.

Несколько лет назад всеобщее внимание было приковано к хромосомному набору XYY, называемому синдромом сверхмужчины. Этот генотип в общей популяции встречается в среднем у 1 из 1000 мужчин, но среди тех, кто отбывает наказание в тюрьмах, он встречается примерно у 4 из 1000. Мужчины с таким генотипом имеют, как правило, рост выше среднего, сильнее обычного подвержены воспалению сальных желез и отличаются незначительными дефектами скелета. Большинство исследований показывает, что мужчины с хромосомным набором XYY имеют в среднем низкие оценки интеллекта по сравнению с контрольной группой мужчин, обладающих обычным набором хромосом XY. Высказывались предположения, что мужчины с этим генотипом более агрессивны и что их развитие проходит иначе, чем у носителей нормального генотипа. Однако такие выводы, по всей видимости, являются преувеличением. Хотя в среднем мужчины с XYY несколько более импульсивны, чем мужчины с XY, и некоторые из них ведут себя более агрессивно со своими женами или сексуальными партнершами, между теми и другими не наблю­дается заметных различий по широкому множеству показателей агрессивности (Theilgaard, 1983). Более того, Национальная Академия наук США недавно пришла к заключению, что нет никаких свидетельств в пользу того, что между лишней Y-хромосомой и агрессивным, насильственным поведением существует какая-то связь (Horgan, 1993).

Отсутствие или угнетенность хромосомы. При синдроме Тернера, кото­рым страдает 1 из 10 000 живорожденных девочек, одна Х-хромосома или отсут­ствует, или не проявляет активности, что приводит к генотипу ХО. У женщин с синдромом Тернера не происходит полного развития вторичных половых призна­ков, а их репродуктивные функции полностью нарушены. Такие женщины могут иметь ненормально маленький для своего возраста рост, иногда страдают умствен­ной отсталостью. Как только данное отклонение выявляется, — а происходит это обычно в пубертатный период, когда у девочки не проявляются должным образом вторичные половые признаки, — можно применить заместительную гормонотера­пию, чтобы привести в соответствие возраст и внешний вид девушки. Но она все равно останется бесплодной.

Разрыв хромосом. Наиболее серьезная форма разрыва хромосомы имеет мес­то в случае так называемого синдрома ослабленной Х-хромосомы. Эта наслед­ственная болезнь встречается у 1 из 1200 живорожденных мальчиков и у 1 из 2500 живорожденных девочек. Данное нарушение заключается в том, что небольшой участок на конце Х-хромосомы при определенных условиях может «отломиться». У страдающих синдромом ослабленной Х-хромосомы могут наблюдаться аномалии роста. Ребенок может появиться на свет с огромной головой, большими оттопырен­ными ушами, удлиненным лицом, иметь в момент рождения ненормально большой вес. Некоторых малышей отличает необычная манера поведения: они могут хло­пать в ладоши, кусать свои руки, проявлять повышенную активность или оказыва­ются неспособными установить нормальный контакт глаз. Этот синдром часто бы­вает связан с задержкой умственного развития и различными нарушениями про­цесса научения. Признано, что ослабленная Х-хромосома является вторым по распространенности хромосомным дефектом, связанным с умственной отсталос­тью, уступая только болезни Дауна.

Поскольку данное нарушение имеет место в Х-хромосоме, оно сказывается на мужчинах и женщинах по-разному. Так как у мужчин имеется только одна Х-хро­мосома, этот синдром вызывает у них более серьезные последствия, чем у женщин, имеющих еще одну Х-хромосому, которая остается нормальной и может противо­действовать негативному влиянию аномальной хромосомы. Небезынтересно отме­тить, что почти у 20 % мужчин, имеющих ослабленную Х-хромосому, данный син­дром не проявляется, что совершенно необычно для дефекта, связанного с Х-хромосомой (Barnes, 1989). Этот любопытный феномен очень помог ученым в их исследованиях. Генетики обнаружили, что ослабленная Х-хромосома появляется в Результате неустойчивой генной мутации. Одна из субъединиц гена многократно повторяется, превышая нормальное число в диапазоне от 230 до нескольких тысяч раз. Чем больше таких повторений, тем тяжелее симптомы болезни.

Аномалии, связанные с генами половых хромосом. Соединение Х- и — Y хромосом делает возможным появление ряда необычных генетических явлений.

Большая часть генов Х-хромосомы неспособна к образованию пар с соответствующими генами гораздо более короткой Y-хромосомы. Поэтому у мужчин проявляются все  — признаки— как доминантные, так и рецессивные,   —   определяемые генами   Х-хромосомы, которым не находится аллелей в Y-хромосоме. Эти одиночные гены называют генами, сцепленными с полом, а соответствующие им признаки — признаками, сцепленными с полом. Рассмотрим два таких сцепленных с полом признака: гемофилию и цветовую слепоту.

Гемофилия. Гемофилия, или нарушение свертываемости крови, является, проявлением генной аномалии, сцепленной с полом. Гемофилия передается рецессивным геном Х-хромосомы, поэтому женщин, как правило, данная болезнь напрямую не затрагивает. Для того чтобы она проявилась, женщина должна унаследовать 2 дефектных гена — по одному от каждого из родителей.

У гемофиликов отмечается недостаток так называемого фактора VIII — элемента плазмы крови, который необходим для ее нормального свертывания. Из маленькой ранки, которая должна затягиваться в течение 5 минут, у гемофилика кровь может идти часами. Особую опасность представляют внутренние кровотечения, так как они могут остаться незамеченными и привести к летальному исходу.

Хотя гемофилия является весьма редким заболеванием, встречаясь у 1 из 4000-7000 новорожденных мальчиков, она стала объектом пристального внимания средств массовой информации в силу своей возможной связи со СПИДом. Так как случающиеся у гемофиликов кровотечения требуют переливания крови, а многим из них делали такие переливания еще до разработки специальных мер по проверке донорской крови на СПИД, среди больных гемофилией оказалось немало жертв этой болезни. Гемофилия получила широкую известность в связи с тем, что это заболевание наблюдалось у нескольких членов царствующих домов Европы. Оно прослеживается до матери английской королевы Виктории (1819-1901). Сама королева Виктория не страдала этим заболеванием, но, являясь носительницей гена гемофилии, передала своим детям. (Женщины страдают этим заболеванием лишь в тех редких случаях, да они наследуют рецессивный признак от обоих родителей; в остальных же случаях ген нормального свертывания крови является доминантным.) У королевы Виктории было четыре сына и пять дочерей; рецессивный ген перешел к ее младшему сынy, у которого гемофилия проявилась в легкой форме, и к трем из ее дочерей. Дочери, в свою очередь, передали эту болезнь членам многих королевских семей Европы.

Цветовая слепота, дальтонизм. Еще один пример сцепленного с полом наследования — цветовая слепота. Девочка не будет различать цвета только в том случае, если она следует один и тот же ген от обоих родителей. Это означает, что ее отец должен обладать цветовой слепотой, а мать должна быть носителем гена этой аномалии. У мальчика цветовая слепота будет в том случае, если он унаследует рецессивный ген Х-хромосомы от своей матери. Он не может унаследовать этот признак от своего отца, поскольку от последнего к нему переходит только Y-хромосома, гены которой не контролируют ни один из признаков цветовой слепоты. Выделяют три (иногда — четыре) разновидности цветовой слепоты, причем некоторым из них свойственны особые системы наследования.

Аномалии, не сцепленные с полом

Аномалии, не сцепленные с полом, связаны с дефектами, которые несут в себе аутосомы — 22 пары хромосом, определяющих многие физические и психические особенности человека. Подавляющее большинство наследуемых признаков пере­дается аутосомами. Все эти дефекты можно разбить на два класса: собственно хро­мосомные аномалии и дефекты, вызываемые генами неполовых хромосом.

Аномалии, связанные с аутосомами. Наиболее распространенная анома­лия, связанная с неполовыми хромосомами, — и наиболее часто встречающийся хромосомный дефект вообще — синдром Дауна.

Синдром Дауна. Люди, страдающие синдромом Дауна, имеют лишнюю хро­мосому 21, которая либо свободно перемещается внутри ядра клетки, либо распо­лагается поверх другой хромосомы наподобие седока. Синдром Дауна наблюдается у 1 из 800 новорожденных, и с увеличением возраста матери вероятность его появ­ления неуклонно возрастает. Так, например, эта болезнь встречается у 1 из 25 де­тей, родившихся у женщин в возрасте от 45 лет и старше.

Страдающие синдромом Дауна имеют, как правило, характерные внешние при­знаки: толстый язык, округлое лицо, косой разрез глаз, приземистую фигуру и уко­роченные пальцы.

У некоторых больных отмечаются нарушения слуха, мышечная слабость, зат­рудненность дыхания, а также врожденная сердечная недостаточность, требую­щая хирургического вмешательства. Фактически все они обнаруживают некото­рую задержку в умственном развитии, хотя здесь и имеет место широкая вариация.

Подобно тому, как не бывает двух совершенно одинаковых здоровых людей, среди страдающих синдромом Дауна не найти двух идентичных случаев, идет ли речь о тяжести симптомов или о каких-то особенностях личности. Не правы те, кто полагает, что все страдающие синдромом Дауна взрослые являются нетрудоспо­собными, хотя среди них и могут быть таковые. Неправы и те, кто считает, что все дети с синдромом Дауна счастливы, беззаботны и обожают слушать музыку или, что все взрослые с этим синдромом отличаются от других людей повышенным уп­рямством.

Внедрение специальной системы обучения способствовало тому, что в жизни больных с синдромом Дауна произошли значительные изменения. Исследования двадцатилетней давности зачастую предрекали таким больным совершенно безот­радное будущее. Эти выводы основывались, в первую очередь, на наблюдении за взрослыми больными, которые были плохо образованы, имели целый букет запу­шенных болезней и проводили долгие годы в специальных интернатах. Сегодня по­ложение изменилось: многие из молодых людей с синдромом Дауна сумели преус­петь в самостоятельной жизни, в работе и даже в области искусства.

Аномалии, связанные с генами аутосом. Многие нарушения передаются одиночными рецессивными генами. К ним относятся серповидноклеточная анемия, кистозный фиброз, болезнь Тея-Сакса и фенилкетонурия. Чтобы эти нарушения проявились, ребенок должен унаследовать рецессивный ген обоих родителей, то есть оба родителя должны быть носителями аутосомно-неполовых хромосом (аутосом). го, не сцепленного с полом приз­нак а. У таких родителей приблизительно 25 % де­тей унаследуют данную болезнь, 50 % будут ее носителями, а оставшиеся 25 % вовсе не унаследуют рецессивные гены.

Примечательной особенностью этих заболеваний является то, что ими почти исключительно страдают представители какой-то определенной национальности, расы или этнической группы. Причина здесь, как правило, в относительно неболь­шой величине общего генофонда, что увеличивает вероятность браков между носи­телями болезни. Так, например, болезнь Тея-Сакса встречается главным образом среди евреев Восточной Европы, кистозный фиброз распространен, прежде всего, среди кавказцев, а серповидноклеточная анемия обнаруживается, в основном, у афро-американцев.

Серповидноклеточная анемия (СКА). Серповидноклеточная анемия — нару­шение, причиной которого является удлиненная серповидная форма эритроцитов; вызывает снижение количества кислорода, переносимого кровью, боли, опухоли и повреждение клеточной структуры ткани. В Соединенных Штатах она поражает преимущественно чернокожее население, хотя страдает этой болезнью всего лишь 0,2 % американских негров. У больных СКА неизменно отмечаются такие симпто­мы, как боли в суставах, тромбы крови, инфекции, и, если не проводится своевре­менное лечение, страдающие этим недугом могут не дожить и до 20-летнего возраста.

В последние годы в лечении серповидноклеточной анемии наблюдается замет­ный прогресс, и в большинстве случаев это заболевание уже не приводит к леталь­ному исходу. Однако, поскольку 10 % афроамериканцев гетерозиготны (то есть являются носителями одного гена серповидноклеточности), в обычных условиях признак СКА у них не обнаруживается: их эритроциты имеют нормальную форму и становятся серповидными только в условиях недостатка кислорода (например, на боль­ших высотах). Примерно 1 из 100 беременностей в среде американских негров — результат половых контактов между двумя носителями серповидноклеточной ане­мии. Вероятность того, что ребенок, родившийся у такой пары, будет подвержен данному заболеванию, равна 25 %. Анализ крови позволяет определить, является ли человек носителем этого признака. Амниоцентез (предродовой генетический скрининг-тест), в 95 % случаев также дает надежные результаты.

Кистозный фиброз (КФ). Кистозный фиброз — это тяжелое детское гене­тическое заболевание, распространенное среди американцев кавказского проис­хождения. КФ поражает экзокринные железы, которые вырабатывают слизь (секрет) по всему организму, включая такие органы, как легкие и пищеварительный тракт, а также отвечают за выделение пота, способствующего охлаждению тела. Люди, страдающие этим тяжелым недугом, часто умирают в молодые годы.

Больные КФ должны проходить курс экстенсивной физиотерапии, выводя из своего тела слизь по несколько раз в день, — утомительная, отнимающая массу времени процедура. У родителей, ребенок которых болеет КФ, остается мало вре­мени для остальных детей в семье и друг для друга. Если больной ребенок выжива­ет, он часто остается бесплодным. Так, например, большинство мужчин с этой бо­лезнью не могут иметь потомства, а женщины, хотя и способны рожать, испытыва­ют в период беременности постоянные трудности с дыханием, что отражается на здоровье плода.

Болезнь Тея-Сакса (БТС). Болезнь Тея-Сакса — это серьезное генетичес­кое нарушение, приводящее к ранней смерти детей, страдающих этой патологией. У ребенка, выглядевшего сразу после рождения здоровым, к 6 месяцам начинает проявляться незначительная, но тем не менее заметная физическая слабость. К 10 месяцам симптомы болезни становятся очевидными. Дети, которые до этого были жизнерадостными, узнавали своих родителей, хорошо спали и проявляли нормаль­ные слуховые реакции, становятся слишком слабыми даже для того, чтобы повер­нуть голову, приходят в возбуждение от малейших звуков и неспособны контроли­ровать движения глаз. После года их физическое состояние прогрессивно ухудша­ется. В 14-месячном возрасте у них обычно начинаются судорожные припадки, а в 18 месяцев детей с БТС уже приходится кормить через трубочку. Их крохотные тельца обездвижены, а ножки согнуты наподобие лапок лягушки. Голова у них на­чинает заметно увеличиваться в размерах. Обычно такие дети умирают от пневмо­нии в возрасте от 2 до 4 лет.

По всей видимости, болезнь Тея-Сакса — результат генной мутации, которая приводит к тому, что у больных не хватает всего лишь одного фермента, необходи­мого организму для расщепления жировых веществ (так называемых сфинголипи-дов) в клетках головного мозга. Когда концентрация сфинголипидов в клетках ста­новится смертельной, они гибнут.

БТС вызывается рецессивным геном аутосомы и поэтому встречается крайне редко. Оба родителя ребенка должны быть носителями этого смертельно опасного гена. В общей популяции данная болезнь приходится на 1 из 200-500 тысяч ново­рожденных. Однако среди евреев ашкенази каждый тридцатый является носите­лем гена БТС, а 1 из 5000 появляется на свет пораженным этой болезнью. Болезнь Тея-Сакса диагностируют методом амниоцентеза. Эта процедура помогает супру­гам, являющимся носителями данного гена, решить, заводить им детей или нет.

Фенилкетонурия(ФКУ). Фенилкетонурия — это нарушение метаболизма аминокислот, следствием которого является недостаток фермента, превращающе­го белок фенилаланин в другой белок, тирадин. В отсутствие необходимого фер­мента фенилалалин перерабатывается в фенилпировиноградную кислоту, которая приводит к повреждению и гибели клеток мозга. Разрушение клеток становится причиной ряда серьезных неврологических симптомов, среди которых повышенная раздражимость, неконтролируемые движения (непроизвольные подергивания мышц), гиперактивность, судорожные припадки и умственная отсталость.

Это заболевание выявляется с помощью анализа крови, который берут в обязательном порядке у всех новорожденных. Если результаты анализа положительны, ребенка немедленно сажают на специальную диету, способствующую снижению количества фенилаланина в организме. Подобная диета не дает проявиться более тяжелым симптомам болезни — в первую очередь, задержке умственного развития. Страдающие фенилкетонурией способны вести нормальную жизнь и могут иметь потомство. Однако у женщин с ФКУ повышена вероятность выкидышей и рождения детей с различными отклонениями, поскольку плод развивается в ненормальной внутриутробной среде.

Хорея Гентингтона. Примером аномалии, передаваемой не парой рецессивных аллелей, а доминантным геном, является хорея Гентингтона. Патологии, относимые к данной категории, вызываются одним-единственным геном, унаследованным от одного из родителей. Хорея Гентингтона характеризуется прогрессирующим слабоумием, неконтролируемыми судорожными движениями и неуверенной, запинающейся походкой. Болезнь начинает проявляться у человека лишь по достижении им среднего или пожилого возраста. Многие люди, у которых затем развивается это заболевание, не подозревают, что они являются носителями дефектного гена и что дети могут также унаследовать этот доминантный ген. Предполагается, что эта болезнь, подобно синдрому ослабленной Х-хромосомы, также вызывается неустойчивым или повторяющимся геном, поэтому у одних людей данное заболевание носит более тяжелый характер, чем у других.

Большинство рецессивных и не сцепленных с полом генов никогда не обнаруживают себя. В результате многие люди могут так никогда и не узнать, носителями каких дефектных генов они являются. Между тем исследования показывают, что у всех нас имеется по меньшей мере от пяти до восьми потенциально летальных генов. Когда человек узнает, что он является носителем дефектного гена, который может вызвать серьезное заболевание, это известие становится для него чувствительным ударом, порой заставляющим его в корне изменить свой образ жизни. Возможность передачи болезни будущим поколениям должна быть принята во внимание, когда ее носитель задумывается над тем, стоит ли ему заводить детей.

Необходимую информацию о своей генетической наследственности и о наследственности своего потенциального партнера можно получить в ходе генетического консультирования, включающего в себя дородовой скрининг. Дородовой скрининг может выявить хромосомные и генные дефекты, носящие случайный характер. Например, у супругов, каждому из которых немногим более 20 лет и в роду которых нет больных синдромом Дауна, может родиться ребенок с этим заболеванием в результате совершенно случайного появления у них лишней хромосомы 21.

Данные, полученные благодаря генетическому консультированию, могут помочь в выборе разумного и ответственного решения.

На эту тему Вы также можете почитать

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *