Основы генетики

Области применения ультразвука в медицине чрезвычайно широки. В диагностических целях его используют для выявления заболеваний органов брюшной полости и почек, органов малого таза, щитовидной железы, молочных желез, сердца, сосудов, в акушерской и педиатрической практике. Также УЗИ применяется как метод диагностики неотложных состояний, требующих хирургического вмешательства, таких как острый холецистит, острый панкреатит, тромбоз сосудов и др.

УЗИ является преимущественным методом диагностики при обследовании во время беременности, т.к. рентгеновские методы исследования могут нанести вред плоду.

Амниоцентез -- это исследование амниотической (околоплодной) жидкости, взятой с помощью тонкой иглы через микроскопический прокол в животе будущей мамы. Иными словами, это простая хирургическая операция, с помощью которой врачи получают околоплодные воды (около 10-15 мл), которые затем подробно изучаются. Амниоцентез позволяет получить важную информацию о состоянии ребенка.

Процедура амниоцентеза

Перед началом манипуляции женщине делают местное обезболивание. После этого специалист вводит специальную иглу с боковым срезом в то место, где обнаруживается наибольшее количество околоплодных вод, нет петель пуповины и ребенка, в стороне от плаценты. Процедура проводится под контролем УЗИ, которое позволяет точно определить наиболее благоприятное место для пункции.

Амниоцентез проводится не ранее 14-й недели беременности. До этого момента в околоплодных водах еще нет достаточного количества клеток, необходимых для достоверности анализа.

Показания

В 15-16 недель врачи уже могут изучить хромосомный набор ребенка и убедиться в том, что у малыша нет хромосомных аномалий, в частности, отсутствует болезнь Дауна. Как правило, на амниоцентез направляют в том случае, если при проведении УЗИ, либо «тройного теста» (исследование крови) врачи подозревают наличие у плода хромосомных или генетических отклонений.

На более поздних сроках (22-32-я неделя) исследование амниотической жидкости назначается в том случае, если:

- нужно оценить тяжесть гемолитической болезни у плода,

- диагностировать возбудителя инфекции,

- определить степень зрелости легких ребенка;

- определить уровень белка, который повышается при пороках развития плода.

Наследственными болезнями называют такие болезни, этиологическим фактором которых являются мутации и проявление патологического действия мутации как причинного фактора практически не зависит от среды. Среда при этом может менять выраженность симптомов болезни и тяжесть ее течения.

К заболеваниям этой группы относятся хромосомные и генные наследственные болезни. Эти болезни могут проявляться не обязательно в детском возрасте, но и в любом другом в соответствии со сроками генной экспрессии. Так, например, средний возраст начала проявления хореи Гентингтона равен 38-40 годам.

Всю наследственную патологию можно разделить на 5 групп:

генные болезни,

хромосомные болезни,

болезни с наследственной предрасположенностью,

генетические болезни соматических клеток

болезни генетической несовместимости матери и плода

Хромосомные болезни - большая группа врожденных наследственных болезней, клинически характеризующихся множественными врожденными пороками развития. В их основе лежат хромосомные геномные мутации и аберрантные. Эти два типа мутаций объединяют общим термином «хромосомные аномалии».

КЛАССИФИКАЦИЯ хромосомных заболеваний основана на нескольких принципах:

a) Этиологический, т.е. характеристика хромосомной или геномной мутации:

I. Хромосомные болезни, связанные с аномалиями числа хромосом при сохранении их структуры.

1) Болезни: обусловленные числовыми аномалиями половых (Х и У) хромосом (болезни Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера).

2) Болезни, обусловленные числовыми аномалиями аутосом (синдромы Дауна, Патау, Эдвардса).

3) Болезни, обусловленные увеличением кратности полного гаплоидного набора хромосом-полиплодии.

II. Хромосомные болезни, обусловленные структурными перестройками хромосом. Виды хромосомных аберраций:

1) Транслокации - перенос участка хромосомы .

2) Инверсии - разворот участка хромосомы на 1800.

3) Делеции - отрыв участка хромосомы.

4) Дупликации - удвоение участка или целой хромосомы.

b) Определение типа клеток, в которых возникла мутация (в гаметах или зиготе):

- Гаметические мутации ведут к полным формам хромосомных болезней. У таких индивидов все клетки несут унаследованную с гаметой хромосомную аномалию.

- Соматические мутации - если аномалия возникает в зиготе или на ранних стадиях дробления, при этом развивается организм с клетками разной хромосомной конституции (два типа и более). Это явление называется мозаицизм, а формы хромосомных болезней - мозаичными. Для того, чтобы мозаичная форма по клинической картине совпадала с полной, необходимо иметь не менее 10% клеток с аномальным набором.

c) Время возникновения мутации (в поколении):

- Спорадические случаи - мутация возникла заново в гаметах здоровых родителей или на стадии зиготы.

- Наследуемые (семейные) формы - когда родители уже имели подобную аномалию.

Хромосомные болезни, обусловленные гетероплоидией аутосом

Болезнь Дауна

Причина болезни: трисомия по 21-й паре хромосом. Цитогенетически болезнь Дауна представлена двумя вариантами: простым геномным трисомным (полный или мозаичный вариант) и транслокационным. В основе первого варианта болезни Дауна лежит нерасхождение по 21-й паре хромосом либо в яйцеклетках или сперматозоидах во время мейоза, либо на стадии дробления зиготы. Кариотип больного имеет 47 хромосом, при этом лишней оказывается 21-я хромосома. При транслокационной форме в кариотипе больного содержится 46 хромосом, причем имеется две нормальные 21-е хромосомы, одна нормальная 15-я хромосома и крупная аномальная непарная хромосома, образованная за счет соединения между собой 15-й и лишней 21-й хромосомы. Другой вариант транслокации при болезни Дауна - это соединение между собой двух 21-х хромосом из трех, имеющихся в хромосомном наборе.

Простой трисомный вариант синдрома Дауна встречается в 95%, на транслокационные формы приходится 4%. В 1% случаев встречается мозаицизм: при мозаичном варианте, когда в организме часть клеток нормальных - 46 хромосом, а часть трисомных 47+21, выраженность клинических симптомов может быть стертой и зависит от соотношения количества нормальных и аномальных клеток.

Клиника: больные синдромом Дауна обычно невысокого роста, имеют небольшую круглую голову со скошенным затылком, косые глазные щели, эпикант (вертикальная кожная складка у внутреннего угла глазной щели), короткий нос с широкой плоской переносицей, маленькие деформированные уши, укороченный мизинец с деформированной средней фалангой, полуоткрытый рот с увеличенным языком, несколько выступающую нижнюю челюсть, косноязычие. Уже с первого года жизни они отстают в моторном и психическом развитии. Умственная отсталость может быть разной по степени глубины: от дебильности до идиотии. У 50% больных имеют место пороки развития сердца. Часто встречаются аномалии желудочно-кишечного тракта, недоразвитие половой системы, задержка полового созревания. Продолжительность жизни укорочена, большинство умирает до 30 лет.

Причиной ранней смерти таких больных являются не только врожденные пороки развития, но и большая предрасположенность к простудным и инфекционным заболеваниям. У них в 20 раз выше риск смерти от острого лейкоза. Предполагается, что все это является следствием каких-то дефектов, имеющихся в иммунной системе.

Мужчины с болезнью Дауна бесплодны, однако среди женщин имеют место отдельные случаи деторождения.

Диагностика: кариотипирование - лишняя 21-я пара хромосома, 47 + 21.

Дерматоглифика: в 40% случаев встречается одна поперечная четырехпальцевая ладонная борозда, которая называется «обезьянья». Угол atd = 800 и более.

Если возраст матери превышает 35 лет, показана пренатальная диагностика - амниоцентез.

Синдром Эдвардса

Причина: трисомия по 18-й паре хромосом.

Клиника: при доношенной беременности больные рождаются с малой массой (обычно до 2500г). Новорожденные ослабленные, имеют скошенный подбородок за счет недоразвития нижней челюсти, выступающий затылок, низко посаженные деформированные уши. Отмечаются также аномалии скелета: пятый палец накладывается на четвертый, а второй - на третий, короткая грудина, гипоплазия (недоразвитие) тазобедренных суставов, стопа - "качалка" с выступающей пяткой. Часто встречаются пороки сердца и почек.

Диагностика: кариотипирование - лишняя 18-я хромосома, 47 + 18.

Дерматоглифика - одна поперечная складка на ладони.

Синдром Патау

Причина: трисомия по 13-й паре хромосом.

Клиника: дети рождаются, как правило, преждевременно и имеют множественные пороки развития: расщелина мягкого и твердого неба, недоразвитие глаз (микрофтальмия, анофтальмия), недоразвитие мозга (микроцефалия), атрофия обонятельных долей мозга и зрительного тракта. В 77% имеются дефекты сердца и мочеполовой системы. Нередки судороги. Глубокая умственная отсталость. Продолжительность жизни меньше года. Однако некоторые больные (15%) живут до 5 лет.

Диагностика: кариотипирование - лишняя 13-я хромосома, 47 + 13.

Дерматоглифика - увеличение угла atd до 108°.

Хромосомные болезни, обусловленные гетероплоидией половых хромосом

Синдром Клайнфельтера

Причина: лишняя одна или более Х-хромосом в кариотипе мужчины.

Клиника: после периода полового созревания евнухоидное телосложение (узкая грудная клетка, непропорционально длинные нижние конечности, скудный рост волос на лице). Отсутствие сперматогенеза и бесплодие. Снижение интеллекта от средней степени до глубокой дебильности. Встречаются также лица с практически нормальным интеллектом, но они неинициативны и малоспособны к творческой деятельности. Замечено, что глубина умственной отсталости усиливается с увеличением количества лишних Х-хромосом (две или три лишние X-хромосомы). В детском возрасте до периода полового созревания у этих больных отмечается лишь снижение интеллекта, пониженная жизнеспособность и нарушенная коммуникабельность.

Диагностика: определение полового Х-хроматина показывает присутствие в соматических клетках телец Барра; кариотипирование - одна или более лишние Х-хромосомы(47, XXY; 48, XXXY).

Синдром лишней Y-хромосомы

Причина: полисомия по У-хромосоме

Клиника: мужчины высокого роста (в среднем рост равен 186 см), иногда имеют место черты акромегалоидности - несколько увеличенная нижняя челюсть. Интеллект бывает либо нормальным, либо незначительно сниженным. Лица с данным синдромом часто встречаются среди заключенных, поскольку при соответствующих условиях склонны к асоциальным поступкам, излишне агрессивны. Репродуктивная функция у них в основном не страдает, их дети обычно имеют нормальный кариотип. Однако у их младенцев следует отметить повышенную внутриутробную смертность. В отдельных случаях были описаны сыновья ХYY от отцов XYY.

Диагностика: определение у-хроматина флюоресцентным методом; кариотипирование - одна или более лишние Y-хромосомы(47, XYY)

Синдром Шерешевского-Тернера

Причина: отсутствие в кариотипе женщины одной из Х-хромосом. Кариотип 45, ХО (моносомия по Х-хромосоме),

Клиника: при рождении клинические симптомы бывают незначительными. У новорожденных маленькая длина и низкий вес (до 2500 г), имеется лимфатический отек кистей рук и стоп; могут быть низко посаженные, деформированные уши, избыток кожи на короткой шее и крыловидные складки. В дальнейшем наблюдается отставание в росте, отсутствие или слабое развитие вторичных половых признаков, аменорея (отсутствие менструаций). Яичники отсутствуют или недоразвиты.

Женщины с синдромом Шерешевского-Тернера имеют рост около 140 см, антимонголоидный разрез глаз (наружный угол глаза ниже уровня внутреннего угла), ювенильную (подростковую) фигуру, бесплодны. Для большинства характерна короткая шея с крыловидными складками по-над трапециевидной мышцей (шея «сфинкса»).

Имеют место аномалии развития скелета. В 60-70% - деформации локтевых суставов, аномалии в строении кистей рук, вальгусное положение коленных суставов (Х-образное), деформация грудины и др. Нередко наблюдаются врожденные пороки сердца и почек.

У большинства больных нормальный интеллект, в части случаев не резко выраженная интеллектуальная недостаточность. Характерен своеобразный психический инфантилизм: они внушаемы, упрямы, капризны. Малый рост, детскость поведения, несамостоятельность в общении с людьми, эйфорический фон настроения вызывают у окружающих снисходительное отношение к ним, как к детям.

Диагностика: определение полового хроматина показывает отсутствие в соматических клетках телец Барра. Кариотипирование - только одна X-хромосома 45, X0. Дерматоглифика - нередко встречается поперечная складка на ладони, угол atd увеличен.

Синдром трисомии (полисомии) по Х-хромосоме

Причина: избыточное число Х-хромосом у лиц женского пола. Чаще имеет места трисомия (47, ХХХ), реже - тетрасомия (48, ХХХХ) и совсем редко -пентасомия (49, ХХХХХ).

Клиника: при трисомии (47,ХХХ) женщины фенотипически могут быть нормальны и с нормально выраженными половыми функциями. Однако у них бывает небольшая степень умственной отсталости. Кроме того, добавочная Х-хромосома увеличивает в 2 раза риск заболевания каким-либо психозом (чаще шизофренией). У части больных имеют место истерические черты характера. Изредка при трисомии наблюдается аменорея (отсутствие менструаций) и бесплодие. Чаще эти признаки встречаются при тетра- и пентасомии по Х-хромосоме. При этом всегда имеется различной степени снижение интеллекта - от умеренной отсталости до тяжелой дебильности. И чаще встречаются недоразвитие яичников, отсутствие менструаций, бесплодие.

Диагностика: определение полового Х-хроматина (присутствие лишних телец Барра в соматических клетках); кариотипирование - наличие одной или более лишних Х-хромосом.

Хромосомная аномалия - кариотип YO

При данной хромосомной аномалии рождение живых детей не наблюдается, они погибают на ранних стадиях эмбриогенеза.

Болезни, обусловленные хромосомными аберрациями

Синдром "Крика кошки". Причина: делеция (отрыв) короткого плеча 5-й хромосомы, с утратой от 1/3 до Ѕ короткого плеча. Болеют чаще девочки.

Клиника: синдром получил название от специфического плача детей, напоминающего кошачье мяуканье. Это обусловлено аномалиями в строении гортани: узкая гортань, уменьшенный надгортанник, мягкие хрящи, необычные складки слизистой оболочки. С возрастом этот симптом исчезает, но остается склонность к простудным заболеваниям верхних дыхательных путей. Лицо у таких больных лунообразное, с широко поставленными глазами. Отмечается микроцефалия (уменьшенный размер мозга), нередко - четырехпалостъ, пороки развития сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, а также аномалии почек (недоразвитие, подковообразные почки, удвоение лоханок). У всех имеется значительное снижение интеллекта.

Продолжительность жизни небольшая. Большинство умирает в первые годы. Около 10% доживают до 10 лет.

Диагностика: кариотипирование - укорочение короткого плеча 5-й хромосомы, 46, 5р -; дерматоглифика - поперечная складка на ладони.

Синдром "Филадельфийской" хромосомы

Причина: транслокация делетированного участка длинного плеча 22 хромосомы на длинное плечо 9-ой хромосомы, а небольшого участка 9-ой на 22-ую - t (9; 22) (q 34; q 11). При этом образуется структура, обладающая онкогенными свойствами.

Клиника: развивается хронический миелолейкоз, что выражается в безудержном размножении гранулоцитов (один из видов лейкоцитов), в итоге в периферической крови появляется много незрелых форм этих лейкоцитов.

Диагностика: кариотипирование, обнаружение соответствующей аберрации.

Синдром Мартина-Белла (иди синдром фрагильной Х-хромосомы)

Причина: делеция (отрыв) небольшого концевого (дистального) участка длинного плеча Х-хромосомы, где располагается мутантный ген ломкости. С помощью методов молекулярно-генетического анализа в нетранслируемой области гена FMR-I (fragile mental retardation) была обнаружена экспансия (увеличение) нестабильных тринуклеотидных повторов до 1000 раз (в норме их от 6 до 42 повторов).

Клиника: важнейший клинический симптом - олигофрения (слабоумие). Считается, что болеют только мужчины. Однако есть сведения, что около 30% женщин, гетерозиготных носителей ломкого гена, также страдают олигофренией. У мужчин, помимо олигофрении, имеются и другие характерные признаки: увеличенные в объеме яички, большие уши, выпуклый лоб, выступающая челюсть, речевые аномалии, среди которых широко распространено заикание.

Диагностика: кариотипирование - отрыв конечного участка длинного плеча в Х-хромосоме, что выявляется лишь при культивировании лимфоцитов в условиях дефицита фолиевой кислоты и внешне напоминает «спутник» длинного плеча. Наиболее точный метод - молекулярно генетическая диагностика. Возможна пренатальная диагностика.

Транслокационная форма болезни Дауна

Причина: транслокация лишней 21-й хромосомы на 15-ю или на 21-ю. При этом варианте в кариотипе больного содержится 46 хромосом, причем в наборе имеется две нормальные хромосомы из 21-й пары, одна нормальная 15-я и одна крупная непарная хромосома, представляющая собой соединение лишней 21-й хромосомы и второй 15-й. Другой формой транслокации может быть соединение между собой двух 21-х хромосом из трех, имеющихся в хромосомном наборе.

Как сказано выше, транслокационные формы болезни Дауна составляют 4%. Как правило, клиническая картина геномного и транслокационного варианта практически неразличима.

При транслокационной форме болезни Дауна у одного из родителей больного ребенка имеет место сбалансированная транслокация одной из хромосом 21-й пары на одну из 15-й или 21-й пары хромосом. При гаметогенезе часть гамет такого родителя может получить сразу и нормальную 21-ю хромосому, и транслоцированную. В итоге, в процессе оплодотворения аномальной гаметы нормальной, развивается зигота, содержащая три 21-е хромосомы.

Диагностика: та же что и при трисомной форме; в случае рождения в молодой семье ребенка с синдромом Дауна при следующей беременности обязателен амниоцентез.

Молекулярные болезни

Молекулярные болезни - это большая группа заболеваний, в основе которых лежат нарушения в структуре молекул ДНК, т.е. генные мутации. Учитывая последнее, эти заболевания называют также генными болезнями.

Молекулярные болезни чрезвычайно разнообразны по характеру кли¬нических симптомов, тяжести течения и прогнозу. Точное количество таких заболеваний не известно, однако, исходя из того, что в организме имеется около 30 тыс. генов и, теоретически, каждый из них может мутировать один или несколько раз, можно допустить, что количество возможных генных бо¬лезней будет, если не превышать число генов, то, по крайней мере, соответствовать их сумме. По одной из последних сводок известного генетика Мак-Кьюсика (1988, США) в настоящее время описано 2106 аутосомно-доминантных, 1321 аутосомно-рецессивных и 276 X - сцепленных молекулярных заболеваний. В эту сводку вошли только моногенно наследуемые заболевания, подчиняющиеся менделевским закономерностям. Однако, помимо моногенных заболеваний, имеет место большое число молекулярных болезней с полигенным типом наследования (например, гипертоническая болезнь, атеросклероз, диабет, эпилепсия, шизофрения и многие другие). Для этих заболеваний характерна высокая зависимость не только от особенностей генотипа, но и средовых факторов (стрессы, неправильное питание, инфекции, неизвестные агенты). Эти заболевания получили название мультифакториальных. Для этих заболеваний имеются значительные трудности в определении риска рождения больного ребенка, поскольку наследуемость не подчиняется менделевским правилам.

При молекулярных болезнях мутации происходят не только в структурных, но и регуляторных генах. Однако, в любом случае, это сопровождается нарушением синтеза каких-либо белков: ферментных, транспортных или структурных.

Если блокируются ферментные белки, развиваются различные патологические состояния, получившие название энзимопатии (греч. "энзим" - фермент, "патос" - страдание, болезнь). Следствием энзимопатии являются болезни обмена. Причем, нарушаться может любой вид обмена: аминокислотный, белковый, углеводный, липидный, минеральный и другие.

При болезнях обмена, обусловленных отсутствием какого-либо фермента, снижением его активности или уровня содержания в организме, нака¬пливаются вещества, подлежащие расщеплению (например, продукты промежуточного обмена), или же какие-то аномальные продукты. Накапливаясь в организме, они оказывают на него токсическое действие, что приводит к развитию различных патологических признаков.

Клинически выраженные симптомы молекулярных болезней могут проявляться в разные периоды онтогенеза. Некоторые из них диагностируются сразу после рождения, поскольку сопровождаются выраженными внутриутробными пороками развития. Другие - проявляют себя в раннем детстве, третьи - на более поздних периодах индивидуального развития, чаще до на¬ступления репродуктивного (детородного) возраста.

Многие генные болезни характеризуются нарушениями не только физического, но и психического развития, и, как правило, в большинстве случаев укорачивают жизнь больного, приводят к частичной или полной инвалидности.

Характерный для молекулярных болезней полиморфизм (многообразие) патологических симптомов является следствием не только мутаций, происходящих в разных генах, но и особенностями действия на них генов-модификаторов и различных средовых факторов. В итоге при сходном генотипе патологические признаки имеют различную экспрессивность и пенетрантность даже среди ближайших родственников. В то же время сходные симптомокомплексы могут наблюдаться при мутациях различных генов (генокопии). Это объясняется тем, что разные мутации могут нарушать процесс функционирования одного и того же звена. А мутации в пределах одного и того же гена (множественные аллели) могут приводить к формированию различных фенотипов. Например, метгемоглобинемия - это, в отличие от серповидноклеточной анемии, совершенно другое заболевание, хотя мутация в обоих случаях приходится на один и тот же локус.

Общая частота молекулярных болезней в человеческих популяциях составляет 1 -2%. Однако доказано то, что среди детей этот показатель в три раза выше, чем среди взрослых.

Условно считают частоту генных болезней высокой, если встречается 1 больной на 10 тыс. новорожденных; средней - в случае, если больной при¬ходится на 10-40 тыс. новорожденных, а далее - низкой.

Многие молекулярные болезни могут лечиться при условии, что лечение начато своевременно. В связи с этим разработаны просеивающие программы (скрининг-программы) по раннему выявлению наиболее часто встречающихся генных болезней. Для этого используются простые биохимические методы диагностики, с помощью которых в крови, моче, околоплодных водах при массовых обследованиях определяются аномальные продукты обмена. Скрининговые методы качественные и должны быть специфичными. Важно правильно выбрать время скрининга: в доклинический период развития заболевания, т.е. в досимптомный период, когда возможно эффективное лечение.

Кроме чисто биохимических методов, в состав просеивающих программ включают такие специальные методы, как микробиологические тесты, электрофорез, хроматография, радио-иммунологический метод.

В практике мирового здравоохранения используются 2 типа просеивающих программ.

1.Среди новорожденных на нарушение аминокислотного обмена - аминоацидопатии, галактоземию, гипотиреоз, муковисцидоз и недостаточность б1 - антитрипсина.

2.Среда определенных расовых и национальных групп на гетерозиготное носительство болезни Тея-Сакса, серповидно-клеточной анемии и талассемии.

Кроме того, показанием к скринингу у новорожденных в любом случае служат такие нарушения, как судороги, летаргия, кома, трудности кормле¬ния, рвота, двигательные беспокойства, необычный запах, катаракта и др.

Нарушение аминокислотного обмена

Примером ферментопатий могут служить тирозинозы - нарушения в обмене аминокислоты тирозина, который необходим организму для синтеза меланина, тиреоидина (гормона щитовидной железы), адреналина и др. веществ. Тирозин может поступать с пищей, но может образовываться в организме из фенилаланина.

Наиболее распространенными формами тирозинозов являются фенилкетонурия, алкаптонурия и альбинизм.

Фенилкетонурия

Это наследственное заболевание было описано в 1934 г. И.А. Феллингом и

поэтому оно называется также болезнью Феллинга.

Частота встречаемости 1 -4 больных на 10 тыс. новорожденных.

Тип наследования аутосомно-рецессивный. Локус этого гена расположен в длинном плече 12-ой хромосомы (12q 22-24). Известно более 30 патологических мутаций этого гена.

Причина: в основе заболевания лежит генная мутация, сопро¬вождающаяся дефектом фермента фенилаланин-4-гидролазы. В связи с этим нарушается превращение фенилаланина в тирозин и в крови накапливается избыточное количество фенилаланина, в то же время снижается уровень тирозина. Кроме того, происходит повышение перевода фенилаланина в фенилпировиноградную кислоту, которая выводится с мочой. Все это сопровождается нарушением миелинизации нервных волокон спинного и головного мозга и недостаточной продукцией адреналина, норадреналина, меланина.

Клиника: новорожденный внешне нормальный, но в первые же недели

жизни отмечается повышенная возбудимость, гипертонус мышц и дрожание,

судорожные припадки. Позже, к 4-5 месяцам, отмечается умственная отста¬лость, просветление волос, кожи. От ребенка исходит специфический "мыши¬ный" запах.

Диагностика. Скрининг-тесты. Тест Феллинга - на обмоченную ребенком пеленку капают раствор трехвалентного железа. Появляется темно-зеленое пятно. В России введена федеральная программа скрининга, основанная на флюорометрическом методе определения фенилаланина в крови. Используются высушенные на бумаге капли капиллярной крови новорожденного, взятой на 3-5 день после рождения. Используется бумага хроматографическая или фильтровальная. В дальнейшем диагноз подтверждается определением количества фенилаланина в крови с установленной периодичностью. Так как ген фенилкетонурии секвенирован, для большинства семей возможны молекулярно-генетическая пренатальная диагностика и выявление гетерозигот.

Лечение: в случае подтверждения диагноза ребенку немедленно назначают диету, исключающую фенилаланин. Диета искусственная - препараты безфенилаланиновые, например, афенилак, тетрафен - 40 и др. Если диетотерапию назначить вовремя, то не отмечается никаких клинических признаков задержки развития ребенка.

С 9-11 лет диета может быть существенно расширена, но они остаются под наблюдением специалиста-генетика. Это особенно актуально для женщин, т.к. повышенный уровень фенилаланина в их крови токсичен для внутриутробного развития плода.

Алкаптонурия

Заболевание описано в 1902 г. А. Гэрродом (Англия)

Частота встречаемости: 2-5 больных на 10 млн. новорожденных.

Тип наследования аутосомно-рецессивный.

Причина: недостаточность фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты. В итоге блокируется звено в расщеплении тирозина, когда гомогентизиновая кислота должна превращаться в малеилацетоуксусную кислоту. В итоге в крови накапливается гомогентизиновая кислота, которая пропитывает соединительнотканные структуры и интенсивно выводится с мочой.

Клиника: развиваются упорные, не поддающиеся лечению полиартриты, приводящие к тугоподвижности суставов. Это является следствием пропитывания суставных хрящей гомогентизиновой кислотой. Хрящи при атом становятся ярко оранжевого цвета. Симптомы заболевания начинают проявляться к 40 годам. Развивается патология позвоночника. Кроме того гомогентизиновая кислота откладывается в клапанах сердца, что с возрастом приводит к развитию пороков сердца.

Диагностика: скрининг-тест: моча на воздухе темнеет, особенно, если в нее добавить щелочь (тест А. Гэррода).

Альбинизм

Частота встречаемости составляет один больной на 25 тыс. новорожденных. Тип наследования аутосомно-рецессивный.

Причина: недостаточная активность или полная инактивация фермента тирозиназы, расщепляющего тирозин. В итоге блокируется его превращение в меланин.

Клиника: белая кожа и волосы, глаза имеют красно-розового цвета радужку, вследствие отсутствия пигментных клеток и просвечивания кровеносных сосудов. Альбиносы имеют повышенную чувствительность к солнечным лучам, у них развиваются фото дерматиты чаще, чем у других людей, рак кожи.

Примеры молекулярных болезней,

связанных с нарушениями углеводного обмена

Галактоземия

Впервые описана в 1908 г. Ройсом.

Частота встречаемости -1 больной на 70 тыс. новорожденных, а частота гетерозиготного носительства 1:268.

Тип наследования аутосомно-рецессивный.

Причина: неусвоение молочного сахара галактозы вследствие отсутствия фермента уридилтрансферазы. В итоге в крови накапливается галакто¬за, которая оказывает на организм токсическое действие.

Клиника: как только ребенок начинает получать молоко, появляется рвота, падает вес, увеличивается селезенка и печень, развивается слабоумие. Клиника может быть от тяжелой до стертых форм. Заболевание можно лечить диетой - исключить из пищи молоко и другие продукты, содержащие галакто¬зу.

Диагностика: повышено как содержание в крови, так и выделение с мочой галактозы. Скрининговый тест дорогой - проводится органичено.

Фруктозурия

Частота встречаемости в популяциях неизвестна.

Тит наследования аутосомно-рецессивный.

Причина: в основе лежит недостаточность или снижение активности фермента, расщепляющего фруктозу (фруктозо-1-фосфатальдолаза). В итоге, фруктоза, накапливаясь в организме, оказывает токсическое действие.

Клиника: клинические симптомы появляются, когда детям начинают давать фруктовые соки. Развивается отсутствие аппетита, рвота, прекращение роста, частые обмороки, умственная отсталость. Без лечения дети погибают на 2-6 месяце жизни.

Диагностика: в моче обнаруживается фруктоза, в крови фруктоза повышена, глюкоза - понижена. Нагрузка фруктозой вызывает резкое ухудше¬ние состояния.

Лечение: исключить из пищи фруктозу.

Врожденный сахарный диабет

Тип наследования - аутосомно-рецессивный

Врожденный сахарный диабет является сахарным диабетом 1 типа, его еще называют инсулинозависимым. Обусловлен такой тип диабета генетической предрасположенностью. При врожденном диабете поджелудочная железа не способна продуцировать инсулин. Вследствие чего, содержание в крови сахара повышается, что оказывает разрушающее действие на почки, нервы, кровеносные сосуды и другие органы. Людям, которые страдают врожденным сахарным диабетом, требуются инъекции инсулина каждый день. Тщательный самоконтроль уровня сахара в крови, регулярные физические упражнения и диета очень важны для лечения.

Причины врожденного диабета

Причинами возникновения данного вида заболевания является сочетание нескольких факторов, в том числе и генетическая предрасположенность. Некоторые ученые считают, что провоцирующими факторами являются и травмы, вирусные инфекции, запускающие механизмы иммунного патологического ответа, вследствие чего клетки поджелудочной железы, которые продуцируют инсулин, разрушаются.

Как правило, врожденный диабет развивается в детском возрасте. Стоит отметить, что он не поддается терапии, однако, его можно держать под контролем инъекциями инсулина каждый день. Такое заболевание затрагивает практически все органы.

Симптомами врожденного сахарного диабета являются: жажда, быстрая потеря веса, частое мочеиспускание, усталость и слабость, раздражительность, рвота. Врожденный диабет может привести к следующим последствиям:

так как уровень содержания сахара в крови очень высокий, то могут повредиться мелкие сосуды глаз, а также почек. Люди, которые страдают данным типом диабета, имеют высокий риск развития почечной недостаточности и слепоты. Проведенные исследования показали, что предотвратить разрушающее действие на почки можно путем использования каптоприла, который является препаратом, назначающийся при повышенном давлении. Также возможно на рушение кровообращения в стопах, что ведет к их ампутации.

В результате поражения нервов появляется чувство онемения и боли в ногах.

Возрастает риск повышения давления, также увеличивается содержание холестерина, а это может привести к инфаркту миокарда и инсульту. У мужчин, которые страдают сахарным диабетом этого типа в результате поражения кровеносных сосудов и нервов развивается импотенция.

Что касается, женщин, то при врожденном диабете у них возникают трудности с зачатием ребенка. В том случае, если беременность наступает, женщине необходим тщательный медицинский контроль, для того, чтобы родить здорового малыша.

Примеры наследственно обусловленных дефектов

липидного обмена

Амавротическая идиотия (болезнь Тея-Сакса)

Заболевание впервые описано Теем (1881) и Саксом (1887).

Частота встречаемости-1:250 тыс. новорожденных, однако в еврей¬ских семьях встречается значительно чаще.

Тип наследования аутосомно-рецессивный.

Причина: болезнь развивается вследствие блокады лизосомных ферментов, обеспечивающих расщепление высокомолекулярных гликолипидов (ганглиозидов) в различных тканях и особенно в головном мозге.

По времени проявления клинических симптомов различают: раннюю детскую, позднюю детскую, юношескую и позднюю формы.

Клиника: ранняя детская форма проявляется с 4-6 месяцев. Дети ста¬новятся апатичными, развивается обездвиженность, судороги, не поддающиеся противосудорожной терапии, падает зрение и к концу 1 -го года развивается слепота. Интеллект снижается до идиотии. Смерть обычно наступает к 3-4 годам. На глазном дне - атрофия соска зрительного нерва. Поздняя детская начинается в 3-4 года, смерть наступает через несколько лет; юношеская начинается в 6-10 лет, смерть до 18-20 лет; поздняя начинается в молодом возрасте, длится 10-15 лет и тоже заканчивается смертью.

Рациональное лечение амавротической идиотии отсутствует

Атеросклероз

Это полигенно наследуемое заболевание, проявление которого во многом зависит от средовых факторов. Есть указания на неполный доминантный тип наследования или аутосомно-рецессивный.

Клиника: характерно раннее (в возрасте 15-20 лет) развитие атеросклеротического процесса с клинической картиной стенокардии, инфаркта миокарда. В крови отмечается повышенный уровень холестерина. Однако клинически симптомы могут значительно варьировать в зависимости от дие¬ты, стрессогенных и других факторов.

Примеры наследственных форм нарушения минерального обмена

Наследственная форма рахита

Тип наследования доминантный, сцепленный с Х-хромосомой. Однако, встречается и аутосомно-рецессивный тип наследования.

Причина: при Х-сцепленной форме рахита причиной заболевания является снижение обратного всасывания (реабсорбции) в почечных канальцах из первичной мочи фосфатов.

Клиника: клинически заболевание проявляется в конце первого года жизни или на втором году, когда дети начинают ходить. Заболевание напоминает обычный рахит, но размягчение костей охватывает в основном нижние конечности, которые искривляются и принимают варусное положение в коленях (развернуты кнаружи колесом). Походка неуверенная, утиная, в тяжелых случаях дети не могут ходить, но, в отличие от обычного рахита, общее состояние детей страдает незначительно. При биохимическом исследовании плазмы крови обнаруживается пониженный уровень фосфатов (гипофосфатемия) при нормальном количестве кальция.

Диагностика: обнаружение в моче повышенного содержания фосфатов (гиперфосфатурия).

Примеры патологии транспортных белков

Болезнь Вильсона-Коновалова

Впервые описана Вильсоном в 1911г..Н.В. Коновалов, учитывая кли¬нику этого заболевания, называет его гепатоцеребральной дистрофией.

Частота встречаемости в популяциях человека неизвестна.

Тип наследования аутосомно-рецессивный.

Причина заболевания - дефицит транспортного белка церулоплазмина, обеспечивающего транспорт меди в организме, что приводит к повышению концентрации меди в крови.

Клиника: клинически заболевание может проявляться в возрасте от 6 до 50лет. Отмечается повышенное накопление меди в головном мозге, печени, почках, радужке глаза и дегенеративные изменения в этих органах. Первым симптомом может быть увеличение печени и селезенки, а также зелено-бурого цвета кольца вокруг радужной оболочки. Позже проявляются неврологические симптомы: нарушения речи и глотания, повышение мышечного тонуса, дрожание конечностей. Отмечается снижение интеллекта, изменение поведения. Постепенно развивается цирроз печени и асцит (выход в брюшную полость жидкости).

Диагноз ставится на основании клинических симптомов и пониженного содержания в крови церулоплазмина.

Лечение связано с уменьшением поступления меди в организм и усилением ее выведения с мочой и желчью.

Гемоглобинопатии

Это наследственно обусловленные заболевания крови, сопровождающиеся появлением в эритроцитах патологических форм гемоглобина.

В настоящее время описано более 50 форм разновидностей патологических гемоглобинов, в основе которых лежат генные мутации, сопровождающиеся заменой одной аминокислоты другой или нарушением последовательности аминокислот, входящих в состав гемоглобина.

Изучение гемоглобинопатий началось с 1949г., когда впервые была описана серповидноклеточная анемия, в основе которой лежит замена аминокислоты валина глутаминовой кислотой в 6-м положении в цепи, что приводит к образованию аномального гемоглобина HbS. Наследование аутосомно-доминантное, однако, если гомозиготы по гену серповидноклеточной анемии оказываются нежизнеспособными, гетерозиготные носители этого гена в обычных условиях клинически здоровы, аномалия при этом начинает проявлять себя в условиях пониженного парциального давления кислород, (например, в горах). И гомо- и гетерозиготы устойчивы к малярии.

Отдельную группу гемоглобинопатий составляют талассемии, при которых мутации не затрагивают структуру молекулы гемоглобина, но приводят к уменьшению содержания глобина или полному его отсутствию. При полном отсутствии глобина в молекуле гемоглобина наступает гибель плода а при недостатке глобина развивается гемолитическая анемия в первые недели жизни, а также гипохромная анемия (в эритроцитах мало нормального гемоглобина).

Клиника при этом варьирует от тяжелых форм, рано приводящих к смерти, до стертых форм. Как правило, при талассемиях отмечается значительное увеличение печени и селезенки, отставание в физическом развитии.

Примеры наследственных дефектов структурных белков

Синдром Элерса-Данлоса

Впервые описан Элерсом (1901) и Данлосом (1908).

Частота встречаемости 1 больной на 100 тыс. новорожденных.

Тип наследования: встречается и аутосомно-доминантный, и аутосомно-рецессивный - гетерогенная наследственная болезнь; описано 10 типов синдрома, из которых 1-4-й, 7-й, 8-й - аутосомно-доминантные; 6-й - аутосомно-рецессивный; 5-й и 9-й - рецессивные

Х-сцепленные.

Причина: причиной заболевания является дефект коллагена (белка, обуслов¬ливающего прочность соединительнотканных структур).

Клиника: отмечается повышенная растяжимость кожи особенно на лице и в области больших суставов, гиперподвижность суставов, разрывы связок и кровеносных сосудов. Возможна недоношенность беременности, вследствие разрывов в плодных оболочках. Имеется наклонность к кровоизлияниям и внутренним кровотечениям.

Заболевание сопровождается аневризмой аорты, дивертикулами пищевода, вывихом хрусталика, аномалиями зубов.

Первые проявления заболевания начинаются в детском возрасте.

Болезни экспансии, вызываемые "динамическими" мутациями

Экспансия тринуклеотидных повторов - это патологическое увеличение числа копий внутригенных тандемных последовательностей, состоящих из 3-х нуклеотидов; этот тип мутаций называется также динамическими мутациями.

В 1991 году у человека был обнаружен этот новый тип мутаций - "динамические мутации" и связанные с ними наследственные заболевания-болезни экспансии. Суть этих мутаций заключается в нарастании числа триплетных повторов, расположенных в регуляторной или кодирующей (транскрибируемой) части генов. Впервые такой тип мутации был обнаружен при молекулярном анализе фрагильной (ломкой) Х-хромосомы, наследственная передача которой не подчиняется обычным менделевским законам. Позже аналогичные «динамические» мутации были описаны и при семи других наследственных заболеваниях, контролируемых генами, расположенными в разных хромосомах. Все синдромы с данной мутацией имеют ряд общих признаков, позволяющих объединить их в одну группу. Прежде всего, для триплетных повторов, экспансия которых блокирует функцию гена, характерен выраженный популяционный полиморфизм, когда число повторов может варьировать от единиц до нескольких десятков. Другая особенность этих мутаций - доминантный тип наследования, характерный как для Х-сцепленных, так и для аутосомных генов.

Предполагают, что динамические мутации происходят во время мейоза и затрагивают чаще всего гены с изначально большим числом повторяющихся триплетов. При этом нередко сигналом к экспансии является утрата негомологичного, в норме разделяющего цепочку монотонных повторов, триплета.

Результатом экспансии триплетов в одних случаях является блокирование генной экспрессии, а в других - появление белковых продуктов с аномальными функциями. Болезни экспансии характеризуются феноменом антиципации, смысл которого заключается в нарастании тяжести симптомов заболевания в последующих поколениях, что является результатом дальнейшего увеличения (экспансии) числа триплетов после того, как их количество превысило нормальное. Например, в случае синдрома ломкой X-хромосомы (синдром Мартина-Белла) мутантный ген фрагильности, расположенный в плече q, содержит свыше 200 повторов триплетов CGG/CCG (Хq 27.3) при норме5-50 повторов или свыше 900 повторов триплетов GCC/GGC(Хq 28) при норме 12-26 повторов. При этом для некоторых заболеваний характерна передача болезни по материнской линии (например, миотоническая дистрофия), а для других - преимущественно по отцовской линии (хорея Гентингтона).

Практически для всех динамических мутаций характерно поражение головного мозга и особенно подкорковых структур, что сопровождается, как минимум, той или иной степенью слабоумия. Тяжесть заболевания и его начало четко коррелирует с числом повторов.

Размещено на Allbest.ru

...