Наследственные заболевания – это болезни, появление и развитие которых связано со сложными нарушениями в наследственном аппарате клеток, передаваемых через гаметы (репродуктивные клетки). Обусловлено возникновение таких недугов нарушениями в процессах хранения, реализации и передачи генетической информации.
Причины появления наследственных заболеваний
В основе болезней данной группы лежат мутации генной информации. Они могут быть выявлены у ребенка сразу после рождения, а могут проявиться у уже взрослого человека спустя долгое время.
Появление наследственных заболеваний может быть связано только с тремя причинами:
- Нарушение хромосом. Это добавление лишней хромосомы или утеря одной из 46.
- Изменения структуры хромосом. Вызывают болезни изменения, происходящие в половых клетках родителей.
- Генные мутации. Заболевания возникают из-за мутации как отдельных генов, так и из-за нарушения комплекса генов.
Генные мутации относят к наследственно предрасположенным, но их проявление зависит от влияния внешней среды. Именно поэтому к причинам такого наследственного заболевания, как сахарный диабет или гипертоническая болезнь, помимо мутаций, относятся также неправильное питание, длительное перенапряжение нервной системы, и психические травмы.
Виды наследственных заболеваний
Классификация таких болезней тесно связана с причинами их появления. Видами наследственных заболеваний являются:
- генетические болезни – возникают в результате повреждения ДНК на уровне гена;
- хромосомные болезни – связаны со сложной аномалией количества хромосом или же с их аберрациями;
- болезни с наследственной предрасположенностью.
Для качественного лечения знать, какие бывают наследственные заболевания человека, недостаточно, нужно обязательно вовремя выявить их или вероятность их появления. Для этого ученые используют несколько методов:
- Генеалогический. С помощью изучении родословной человека можно выявить особенности наследования как нормальных, так и патологических признаков организма.
- Близнецовый. Такая диагностика наследственных заболеваний представляет собой изучение сходства и различий близнецов для выявления влияния внешней среды и наследственности на развитие различных генетических болезней.
- Цитогенетический. Исследование структуры хромосом у больных и здоровых людей.
- Биохимический метод. Наблюдение за особенностями .
Кроме этого, практически все женщины во время беременности проходят ультразвуковое исследование. Оно позволяет по признакам плода выявлять врожденные пороки развития, начиная с I-го триместра, а также заподозрить наличие у ребенка некоторых наследственных заболеваний нервной системы или хромосомных болезней.
Профилактика наследственных заболеваний
Еще совсем недавно даже ученые не знали, каковы возможности лечения наследственных заболеваний. Но изучение патогенеза 
позволило найти путь излечения некоторых видов болезней. К примеру, пороки сердца сегодня можно успешно вылечить хирургическим путем.
Множество генетических недугов, к сожалению, так до конца и не изучены. Поэтому в современной медицине огромное значение отводится профилактике наследственных заболеваний.
К методам предотвращения появления таких болезней относят планирование деторождения и отказ от вынашивания ребенка в случаях высокого риска врожденной патологии, прерывание беременности при высокой вероятности заболевания плода, а также коррекция проявления патологических генотипов.
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
"Все мы стоим на плечах наших предков".
Африканская пословица
Тип урока: урок изучения нового материала и закрепления полученных знаний.
Цели: формирование знаний о наследственной природе болезней человека, их классификации; причинах возникновения и методах лечения; систематизация знаний о закономерностях наследственности, законах генетики; закрепление умений пользования генетическими терминами и символикой; формирование гуманного отношения к людям с проблемами здоровья как полноценным членам общества, развитие интереса учащихся к современным научным исследованиям человека и всего органического мира.
- образовательные: расширить знания о биологии человека, продолжить усвоение учащимися системы знаний о болезнях человека, обусловленных наследственностью, причинах наследственных заболеваний и типов их наследования, методах предупреждения и лечения;
- воспитательные: продолжитьформирование научного мировоззрения учащихся, системы взглядов и убеждений о необходимости сохранения своего здоровья; способствовать развитию профессиональной ориентации учащихся;
-
развивающие -
продолжить формирование
умений учащихся:
- учебно-интеллектуальных: анализировать факты, устанавливать причинно-следственные связи;
- делать выводы, выделять главное, сравнивать, систематизировать, объяснять;
- учебно-информационных: осуществлять обработку полученной информации;
- работать с учебником, формировать культуру использования информационных технологий в индивидуальной, коллективной учебной и познавательной деятельности;
- учебно-коммуникативных: владеть устной и письменной речью, уважать мнение собеседника.
- Развитие эмоциональной сферы: повышение интереса к предмету, активизация познавательной деятельности.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.
Оборудование: компьютер, проектор, экран.
Формы организации познавательной деятельности:индивидуальная, коллективная.
Место урока: Раздел "Основы генетики и селекции", глава "Закономерности изменчивости", тема "Генетика человека" (2-3 урок).
Ход урока
I. Организация начала урока: оргмомент, приветствие.
II. Введение в тему урока.
Вводная беседа. Учитель: "На предыдущих уроках мы рассмотрели методы изучения наследственности человека, их особенностях. Сегодня на уроке мы будем говорить о наследственных болезнях человека. Какие болезни называют наследственными?" Презентация (слайд 3).
Наследственные болезни известны человечеству, по-видимому, со времен Гиппократа, однако их изучение началось лишь в 20 веке после переоткрытия http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=651034 законов Менделя. На протяжении первых десятилетий 20 века происходило накопление и анализ фактических данных по наследованию патологических признаков. 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.
Вопрос: "Есть ли разница между наследственными болезнями, врожденными болезнями и пороками развития? В чём она заключается?" (ответы на вопросы - Приложение 1 ).
Вопрос: "Почему необходимо изучать наследственные болезни человека?"
Учитель: "Для лучшего понимания нового материала нам необходимо опираться на терминологию предыдущих тем. По ходу урока Вам будут задаваться вопросы на знание терминов. Новые понятия мы будем записывать в тетради. Первое понятие - "наследственные болезни".
III. Изучение нового материала.
1. Учитель: "Пока не существует общепринятой классификации наследственных болезней. До сих пор окончательно она не разработана. В последние годы в связи со значительными успехами, достигнутыми при изучении природы большого числа наследственных заболеваний, возникли все предпосылки для создания генетической классификации. В основу генетической классификации наследственных болезней положен этиологический принцип, а именно тип мутаций и характер взаимодействия со средой".
Рассмотрим классификацию наследственных болезней (слайд 4) (учащиеся зарисовывают схему в тетрадях)
2. Генные болезни (слайд 5).
3. Моногенные болезни (слайд 6).
Рассмотрим некоторые моногенные болезни. Основную информацию учащиеся будут заносить по ходу урока в таблицу "Характеристика наследственных болезней человека":
3.1. Синдром Марфана (слайд 7).
Вопрос: "Что означает термин "синдром"? Почему эта болезнь так названа?"
Учащиеся обращаются к глоссарию (Приложение 2) . Глоссарий для учителя Приложение 3.
Учитель говорит о проявлениях болезни: поражение соединительной ткани, скелета, высокий рост, диспропорционально длинные конечности: люди с очень длинными руками и ногами и относительно коротким туловищем, необычайно худы, их грудная клетка бывает деформирована (килевидная грудь), Их вытянутые пальцы напоминают лапы огромного паука, что послужило основанием для образного названия этой диспропорции - арахнодактилия (от греч. "daktil" - палец и Арахна - согласно мифу - женщина, превращенная Афиной в паука). Характерно поражение глаз: вывих или подвывих хрусталика (хрусталик глаза смещен), дрожание радужки. Узкое вытянутое лицо.
Известные люди с синдромом Марфана (слайд 8).
Вопрос: "Синдромом Марфана страдали несколько всемирно известных личностей. Чем известны люди, изображённые на слайде?"
Вопрос: "Многие из людей с синдромом Марфана отличались необычайной работоспособностью. Как вы думаете, почему?"
3.2. Муковисцидоз (слайд 9).
Учитель дополняет: муковисцидоз - самое распространенное среди известных наследственных заболеваний. Каждый 20-й житель планеты является носителем дефектного гена. Частота встречаемости: среди новорождённых примерно 1:1500-1:2000. Известно более 130 аллелей.
Больные муковисцидозом не заразны и умственно совершенно полноценны. Среди них много по-настоящему одаренных и интеллектуально развитых детей. Они особенно успешно занимаются делами, которые требуют покоя и сосредоточенности - изучают иностранные языки, много читают и пишут, занимаются творчеством, из них получаются замечательные музыканты, художники.
Посмотрите видеосюжет телеканала СТС, программа "История в деталях. Грегори Лемаршаль" (фр. Gregory Lemarchal, 13 мая 1983, Ля Тронш, Франция - 30 апреля 2007, Париж, Франция).
Вопросы к учащимся после просмотра: "Возможно ли человеку, страдающему наследственным заболеванием, реализовать себя в жизни? Что для этого нужно?"
3.3. Гемофилия (слайд 10). Обращение учащихся к глоссарию.
Вопрос: "Почему гемофилию называют "царской" болезнью? (параграф 35 учебника, рис. 46 "Наследование гемофилии").
Просмотр видеосюжета телеканала "Россия", программа "Вести" от 17.04.2009 "Диагноз гемофилия уже не приговор".
Перед просмотром видеосюжета учащимся задаются вопросы : "Каковы методы лечения гемофилии? Может ли жить полноценной жизнью больной гемофилией? С какой целью проводится международный День гемофилии?"
4. Полигенные болезни (слайд 12). Дополнения учителя (Приложение 3).
5. Митохондриальные болезни (слайд 13) - синдром Лебера, полиодистрофия Альперса, синдром Пирсона. Причина - мутации, затрагивающие митохондриальные гены, которые кодируют белки, участвующие в переносе электронов в дыхательной цепи. Фенотипическое проявление патологического гена зависит от соотношения нормальных и мутантных митохондрий.
Описания таких синдромов продолжаются и сейчас. Их известно в настоящее время около 30.
Вопрос: "Как вы думаете, по какому типу наследуются митохондриальные болезни? Рассмотрите схему наследования такой болезни". (слайд 14).
6. Хромосомные болезни (слайд 15).
Учитель дополняет: частота хромосомных болезней среди новорождённых детей около 1%. Многие изменения хромосом несовместимы с жизнью и являются частой причиной спонтанных абортов и мертворождений.
Всего к настоящему времени известно более 800 хромосомных болезней. В большинстве случаев хромосомные болезни проявляются множественными врожденными пороками развития. Хромосомные болезни диагностируются с помощью специальных цитогенетических методов исследования.
6.1. Причины хромосомных болезней (слайд 16).
6.2. Нарушение плоидности (слайд 17).
Вопрос: "Что такое анеуплоидии? Полиплоидии?"
6.3. Формы анеуплоидий (слайды 18, 19, 20).
6.3.1. Мир равных возможностей. Синдром Дауна (слайд 21).
Вопросы: "Что вы знаете о синдроме Дауна? Каковы причины синдрома Дауна? (параграф 35, рисунок 49). Какие ассоциации вызывает у Вас название этой болезни?"
Дополнения учителя: зарубежные исследования и зарубежный опыт показывают, что: коэффициент интеллектуальности большинства людей с синдромом Дауна находится в области, которой соответствует средняя степень задержки в развитии.
Дети с синдромом Дауна обучаемы.
У разных людей с синдромом Дауна разные умственные способности, разное поведение и физическое развитие. Каждый человек обладает уникальной индивидуальностью, способностями и талантами.
Люди с синдромом Дауна могут гораздо лучше развить свои возможности, если они живут дома в атмосфере любви, если в детстве они занимаются по программам ранней помощи, если они получают специальное образование, надлежащее медицинское обслуживание и ощущают позитивное отношение общества.
Люди с синдромом Дауна не являются больными. Они не "страдают" от синдрома Дауна, не "поражены" этим синдромом, не "являются его жертвами".
Не каждый человек с синдромом Дауна имеет все характерные для этого синдрома особенности. И, наконец, даже при наличии одной и той же конкретной особенности люди будут отличаться друг от друга, так как проявляться эта особенность может по-разному. В действительности отличий между людьми с синдромом Дауна гораздо больше, чем сходств.
6.4. Трисомии по половым хромосомам (слайд 22).
Вопрос : "Каковы причины трисомий?"
6.5.Изменения структуры хромосом (слайд 23).
Вопрос: "Рассмотрите внимательно рисунки. Какие изменения хромосом, кроме указанных на слайде, вы видите? Назовите их". Повторение терминов параграф 34.
6.7. Болезни хромосомных перестроек (слайд 24).
Учитель: "Важно помнить, что:
1) хромосомная перестройка может как наследоваться от родителей, так и возникать в процессе оплодотворения. Перестройку нельзя исправить - она остается на всю жизнь.
2) Перестройка не заразна, например, ее носитель может быть донором крови.
3) Люди часто испытывают чувство вины в связи с тем, что в их семье есть такая проблема, как хромосомная перестройка. Важно помнить, что это не является чьей-либо виной или следствием чьих-либо действий.
4) Большинство носителей сбалансированных перестроек могут иметь здоровых детей.
IV. Закрепление полученных знаний.
Вопросы (слайд 25).
1. Какие болезни называются наследственными?
2. Какова классификация наследственных болезней человека?
3. Если у родителя обнаружена необычная хромосомная перестройка, как это может отразиться на ребенке?
4. Можно ли вылечить хромосомные болезни?
5. Какие методы профилактики хромосомных болезней вы можете предложить?
6. Рассмотрите на следующем слайде фотографию известного писателя XIX в. Г.Х. Андерсена. Какую наследственную болезнь можно у него предположить? Почему? (слайд 26).
Дополнительная информация для учащихся: его необычайная трудолюбивость проявилась еще в школе. Свои произведения он переписывал до десяти раз, добиваясь в конечном счете виртуозной точности и одновременной легкости стиля. Современники так описывали его внешность: "Он был высок, худощав и крайне своеобразен по осанке и движениям. Руки и ноги его были несоразмерно длинны и тонки, кисти рук широки и плоски, а ступни ног таких огромных размеров, что ему, вероятно, никогда не приходилось беспокоиться, что кто-нибудь подменит его калоши. Нос его был так называемой римской формы, но тоже несоразмерно велик и как-то особенно выдавался вперед". Нервное напряжение, в котором, по-видимому, постоянно находился этот талантливый человек, порождало у него множество страхов - он боялся заболеть холерой, пострадать от пожара, попасть в аварию, потерять важные документы, принять не ту дозу лекарства...
7. На следующем слайде на картинах изображены три человека. Вопрос к учащимся: "Что их объединяет?" (слайд 27).
Дополнения учителем ответов учащихся сведениями из истории (Приложение 1) . Причины карликовости, однако, у этих людей разные:
Кретинизм - болезнь, как правило, связана с резко сниженной функцией щитовидной железы, что вызвано недостаточным потреблением йода с пищей. Кретинизм часто встречается в горных районах с эндемическим распространением зоба.
Тяжелая наследственная болезнь, называемая остеохондродисплазия, при которой из-за недостатка гормона нарушается рост хрящевых и костных тканей. Поэтому у таких людей нарушены все пропорции тела. При этой болезни не редкость полное отсутствие пальцев. Но умственные способности, психика остаются совершенно нормальными.
Карликовый рост - последствия тяжелого рахита, перенесенного в раннем детстве и вызывающего нарушение минерального обмена в растущем организме. Но такие люди, как правило, хорошо учатся, получают образование, обзаводятся семьями.
Вопрос: "Сможете те ли вы определить, кто из изображённых людей страдал наследственной болезнью, а кто - другими типами заболеваний?"
8. Какие методы генетики человека используются для диагностики наследственных болезней? (актуализация знаний учащихся, работа с текстом учебника параграф 35).
9. Какие существуют методы лечения болезней обмена веществ? (Работа с текстом учебника параграф 36, стр. 126).
10. Как вы прокомментируете поговорки:
Болезнь не по лесу ходит, а по людям.
По семени плод: что посеяно, то и вырастает?
V. Подведение итогов.
Беседа. На уроке были рассмотрены некоторые наследственные болезни человека, их классификация, выявлены причины их возникновения, последствия их проявления, методы диагностики, способы лечения. Очень важно вовремя определить (диагностировать) наличие наследственного заболевания у новорождённого, так и предупредить рождение больного ребёнка. С этой целью в стране открыты медико-генетические консультации. Клиническая генетика, являющаяся частным разделом медицинской генетики человека, изучает причины, развитие, клинику, диагностику, профилактику и лечение наследственных заболеваний. Специалист, занимающийся проблемами медицинской генетики, называется врачом-генетиком. Эта специальность появилась в нашей стране только в 1988 году. В настоящее время в Российской Федерации имеются десятки медико-генетических учреждений, в которых работают более 140 генетиков-клиницистов. В г. Владивостоке также имеется медико-генетическая консультация при Краевом Клиническом Центре Охраны Материнства и Детства, Медико-генетическая консультация Краевой клинической больницы, а во Владивостокском Государственном Медицинском институте есть Кафедра биологии с курсом медицинской генетики.
Выставление оценок учащимся, активно работающим на уроке.
VI. Домашнее задание.
Параграфы 35, 36, записи в тетрадях. Учебник "Биология. Базовый уровень. 10-11 класс". Под редакцией Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица. М. "Просвещение". 2008 г.
Дополнительное задание: в нашей стране все новорожденные обследуются на выявление следующих болезней: фенилкетонурии, гипотиреоза, галактоземии, адреногенитального синдрома, муковисцидоза. Выясните, к какой группе наследственных болезней относятся фенилкетонурия, гипотиреоз, галактоземия, адреногенитальный синдром. Дополните таблицу.
В связи с большим объемом видеофайла (24,7 МБ) и ограничением конкурсными требованиями общего объёма предоставляемого материала (до 10 МБ), даётся адрес страницы с видеороликом http://www.youtube.com/watch?v=dxwjLXkJ8D0 .
Адрес страницы с видеороликом (7,54 МБ):
http://www.youtube.com/watch?v=y4dvLomkSXA&feature=related .Список источников.
1. Бочков Н.П., Асанов А.Ю., Жученко Н.А. и др. Медицинская генетика. - М.: Материнство. Высшая школа, 2001.
2. Гуттман Б., Гриффитс Э., Сузуки Д., Куллис Т. Генетика - Пер. с англ. О. Перфильева. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2004. - 448 с: ил.
3. Дубинин Н.П. Генетика и человек. Кн. для внеклассного чтения IX - X кл. М.: "Просвещение", 1978 г., 144 с.
4. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э.Э Рачковская, И.В., Давыдв В.В. Общая и медицинская генетика. Лекции и задачи. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002 г., - 320 с.
5. Популярная медицинская энциклопедия. Гл. ред. Б.В. Петровский, 1987 - 704 с. с илл.
8. http://detibudut.org.ua/gloss/29.html
По наследству могут передаваться не только внешние признаки, но и заболевания. Сбои в генах предков приводят, в итоге, к последствиям в потомстве. Мы расскажем о семи самых распространенных генетических заболеваниях.
Наследственные свойства передаются потомкам от предков в виде генов, объединенных в блоки, которые называются хромосомами. Все клетки организма, за исключением половых, имеют двойной набор хромосом, половина которого достается от матери, а вторая часть – от отца. Болезни, чей причиной служат те или иные сбои в генах, являются наследственными.
Близорукость
Или миопия. Генетически обусловленное заболевание, суть которого состоит в том, что изображение формируется не на сетчатке глаза, а перед ней. Самой распространенной причиной такого явления считается увеличенное в длину глазное яблоко. Как правило, близорукость развивается в подростковом возрасте. Человек при этом прекрасно видит вблизи, но плохо видит вдаль.
Если оба родителя близоруки, то риск развития миопии у их детей составляет свыше 50% . Если оба родителя обладают нормальным зрением, то вероятность развития близорукости составляет, не более 10%.
Исследуя близорукость, сотрудники Австралийского национального университета в Канберре пришли к выводу, что миопия присуща 30% представителей европеоидной расы и поражает до 80% уроженцев Азии, включая жителей Китая, Японии, Южной Кореи и т. д. Собрав данные более 45 тыс. человек, ученые идентифицировали 24 гена, связанных с близорукостью, а также подтвердили их связь с двумя ранее установленными генами. Все эти гены отвечают за развитие глаза, его структуру, передачу сигналов в ткани глаза.
Синдром Дауна
Синдром, получивший свое название в честь английского врача Джона Дауна, который впервые описал его в 1866 году, представляет собой одну из форм хромосомной мутации. Синдрому Дауна подвержены все расы.
Болезнь является следствием того, что в клетках присутствуют не два, а три экземпляра 21-й хромосомы. Генетики называют это трисомией. В большинстве случаев лишняя хромосома передается ребенку от матери. Принято считать, что риск рождения ребенка с синдромом Дауна зависит от возраста матери. Однако из-за того, что в целом чаще всего рожают в молодости, 80% всех детей с синдромом Дауна рождены женщинами в возрасте до 30 лет.
В отличие от генных, хромосомные нарушения являются случайным сбоем. И в семье может быть лишь один человек, страдающий подобным заболеванием. Но и здесь случаются исключения: в 3-5% случаев наблюдаются более редкие – транслокационные формы синдрома Дауна, когда у ребенка имеется более сложная структура набора хромосом. Подобный вариант болезни может повторяться в нескольких поколениях одной семьи.
Согласно информации благотворительного фонда «Даунсайд Ап», в России ежегодно рождается порядка 2500 детей с синдромом Дауна.
Синдром Клайнфельтера
Еще одно хромосомное нарушение. Примерно на каждые 500 новорожденных мальчиков приходится один с этой патологией. Синдром Клайнфельтера проявляется, как правило, после полового созревания. Страдающие этим синдромом мужчины бесплодны. Кроме того, им присуща гинекомастия – увеличение грудной железы с гипертрофией желез и жировой ткани.
Синдром получил свое название в честь американского врача Гарри Клайнфельтера, впервые описавшего клиническую картину патологии в 1942 году. Совместно с эндокринологом Фуллером Олбрайтом он выяснил, что если в норме женщины имеют пару половых хромосом ХХ, а мужчины – ХУ, то при данном синдроме у мужчин присутствует от одной до трех дополнительных Х-хромосом.
Дальтонизм
Или цветовая слепота. Носит наследственный, гораздо реже приобретенный характер. Выражается в неспособности различать один либо несколько цветов.
Дальтонизм связан с X-хромосомой и передается от матери, обладательницы «поломанного» гена к сыну. Соответственно, дальтонизмом страдают до 8% мужчин и не более 0,4% женщин. Дело в том, что у мужчин «брак» в единственной X-хромосоме не компенсируется, поскольку второй X-хромосомы, в отличие от женщин, у них нет.
Гемофилия
Еще одна болезнь, наследуемая сыновьями от матерей. Широко известна история потомков английской королевы Виктории из династии Виндзоров. Ни она сама, ни ее родители не страдали этим тяжелым заболеванием, связанным с нарушением свертывания крови. Предположительно, мутация гена произошла спонтанно, из-за того, что отцу Виктории на момент ее зачатия было уже 52 года.
От Виктории «роковой» ген унаследовали дети. Ее сын Леопольд умер из-за гемофилии в 30 лет, а две из ее пяти дочерей, Алиса и Беатриса, были носителями злосчастного гена. Одним из самых известных потомков Виктории, страдавших гемофилией, является сын ее внучки, царевич Алексей, единственный сын последнего российского императора Николая II.
Муковисцидоз
Наследственное заболевание, которое проявляется в нарушении работы желез внешней секреции. Оно характеризуется повышенным потоотделением, выделением слизи, которая накапливается в организме и мешает ребенку развиваться, а, главное, препятствует полноценной работе легких. Вероятен летальный исход из-за дыхательной недостаточности.
Согласно данным российского филиала американской химико- фармацевтической корпорации Abbott, средняя продолжительность жизни больных муковисцидозом составляет в европейских странах 40 лет, в Канаде и США – 48 лет, в России – 30 лет. Из известных примеров стоит привести французского певца Грегори Лемаршаля, умершего в 23 года. Предположительно, муковисцидозом страдал и Фредерик Шопен, скончавшийся в результате отказа легких в возрасте 39 лет.
Заболевание, упоминаемое в древнеегипетских папирусах. Характерный симптом мигрени – эпизодические или регулярные сильные приступы головной боли в одной половине головы. Римский врач греческого происхождения Гален, живший во II веке, назвал болезнь гемикранией, что переводится как «половина головы». От этого термина и произошло слово «мигрень». В 90-х гг. ХХ века было установлено, что мигрень преимущественно обусловлена генетическими факторами. Был открыт ряд генов, ответственных за передачу мигрени по наследству.
Во всех случаях говоря о наследственных заболеваниях, мы подразумеваем нарушение строения ДНК в клетках (как первопричина – нарушение строения ДНК в половой клетке). В зависимости от масштабов этого нарушения выделяют:
– МОНОГЕННЫЕ наследственные болезни (до 1 500 наименований) – заболевания, обусловленные нарушением деятельности и поражением одного определенного гена (генные мутации).
– ХРОМОСОМНЫЕ болезни (до 500 наименований) – заболевания, обусловленные нарушением структуры отдельных хромосом, или нарушением нормального количества хромосом в клетке (хромосомные абберации).
– ПОЛИГЕННЫЕ болезни – заболевания, обусловленные наличием дефектной комбинации генов в организме, из которых взятый в отдельности каждый из них является в сущности нормальным, но их сочетание функционирует нормально в определенных условиях существования, которые не предъявляют повышенных требований к организму. При изменении условий существования, при необходимости более напряженного функционирования, данная комбинация генов оказывается несостоятельной для адекватного выполнения функций, в связи с этим иногда данную группу болезней называют МУЛЬТИФАКТОРИАЛЬНЫМИ (МНОГОФАКТОРНЫМИ) БОЛЕЗНЯМИ. Этим подчеркивается зависимость возникновения этих заболеваний от действия факторов внешней среды. Одна из теоретических концепций, пытающихся объяснить механизм развития этих болезней, предполагает нарушение механизмов регуляции работы генов. К данным заболеваниям относятся гипертоническая болезнь, атеросклероз, онкологические болезни, ревматизм, сахарный диабет, псориаз, шизофрения.
МОНОГЕННЫЕ НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ: локализация дефекта в каком-то определенном гене предопределяет конкретный биохимический дефект функционального белка. Фенотипически последствия этих нарушений могут проявляться в виде:
– нарушений обмена веществ (молекулярные болезни);
– нарушений физиологических функций (дальтонизм, несвертывание крови);
– нарушение морфогенеза (ахондроплазия).
Эта группа заболеваний самая многочисленная по количеству нозологических форм. В настоящее время известно свыше полутора тысяч болезней и синдромов. Вместе с тем среди совокупности заболеваний, обусловленных наследственной патологией, их процент не столь высок.
О характере и вероятности передачи этих заболеваний из поколения в поколение можно судить исходя из двух позиций:
1) способность особей, пораженных данным недугом, к репродуктивной функции. Если она снижена и маловероятно появление потомства, то чаще всего данное заболевание возникает спорадически как вновь сформировавшаяся мутация. В качестве примера можно назвать заболевание – АХОНДРОПЛАЗИЯ. 90 % ее возникает за счет спорадических мутаций. Тяжелые формы гемофилии не дают дожить человеку до детородного возраста и их появление тоже может быть спорадическим. Ежегодно в Англии наблюдается до 30 новых спорадически возникших гемофилий.
2) поскольку при моногенных наследственных болезнях идет речь о передаче из поколения в поколение только одного признака, то к ним могут быть применены законы классической генетики. В связи с этим выделяют следующие типы и механизмы передачи наследственных моногенных болезней:
– АУТОСОМНО-ДОМИНАНТНЫЙ тип наследования. При этом типе наследования заболевания действие мутантного гена проявляется практически всегда. Больные девочки и мальчики рождаются с одинаковой частотой. Степень проявлений может быть различна от характера пенетрантности гена, гомо- или гетерозиготности. Эти заболевания чаще связаны с нарушением образования структурных белков, но иногда и некоторых других (синдром Марфана, несовершенный десмогенез, элиптоцитоз и др).
– АУТОСОМНО-РЕЦЕССИВНОЕ наследование. Действие мутантного гена проявляется в гомозиготном состоянии. По этому типу наследования передаются заболевания, обусловленные дефектами ферментных белков – энзимопатии (фенилкетонурия и др.).
– РЕЦЕССИВНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ, сцепленное с Х-хромосомой. Действие мутантного гена проявляется только при ХУ наборе, т.е. только у мальчиков. Болезнь может, конечно, развиться и при ситуации ХХ, но при условии, что имеет место гомозиготность по данному патологическому признаку или при 45Х кариотипе. Тот и другой случаи представляют собой скорее казуистику, чем закономерность. Они встречаются крайне редко. По этому типу наследуются ряд гемофилий и некоторые типы мышечных дистрофий.
– ДОМИНАНТНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ, сцепленное с Х-хромосомой. Доминантный патологический ген проявляется в любом варианте набора половых хромосом: ХХ, ХУ, ХО. Проявления не зависят от пола, но тяжелее протекают у мальчиков. У больного отца все сыновья здоровы, все дочери больны. От матери патологический ген передается половине дочерей и сыновей. Конкретная патология: фосфат-диабет, витамин-Д-резистентный рахит.
Наследование в связи с половыми хромосомами может осуществляться:
а) через гомологические участки X- и Y-хромосом одинаково у разных полов. Наследуются пигментная ксеродерма, спастическая параплегия;
б) галандрическое наследование (через негомологичный участок Y-хромосомы). Передаются болезни от отца к сыновьям – волосатость ушей, перепонки между пальцами;
в) через негомологичный участок Х-хромосомы. Наследуются рецессивные для женщин и доминантные (в силу гомизиготности) для мужчин заболевания – гемофилия, дальтонизм, ихтиоз;
г) наследование через плазмогены (гены цитоплазмы яйцеклетки), например, синдром Лебера (атрофия зрительного нерва).
По фенотипическим проявлениям моногенные наследственные болезни могут быть следствием нарушения различных функциональных белков:
– энзимопатии (болезни обмена веществ) – недостаточность тех или иных ферментов. Первичный дефект расшифрован при 150 энзимопатиях. Такие дефекты выявлены в метаболических путях всех классов веществ:
– нарушения углеводного обмена: галактоземии, гликогенозы, мукополисахаридозы;
– нарушения обмена липидов: сфинголипидозы, гиперлипопротеидемии;
– наследственные дефекты обмена аминокислот. Список этих нарушений приближается к 60,и хотя каждый из дефектов встречается не так уж часто (1:20 000; 1:100 000) в сумме они составляют значительную прослойку наследственной патологии;
– наследственные дефекты обмена витаминов;
– наследственные дефекты обмена пуринов и пиримидинов;
– синдромы мальабсорбции;
– наследственно обусловленные дефекты структурных белков. Они приводят к нарушениям формирования отдельных тканей: костной – остеогенез, остеодисплазии; формированию гистологически незрелых тканевых структур (почек);
– наследственные дефекты образования иммунных белков, т.е. генетически обусловленные иммунодефициты. Наиболее тяжелые варианты – агаммаглобулинемии – полное выпадение механизмов гуморальной защиты при помощи антител. При аплазии вилочковой железы – выпадение клеточного иммунитета. Наиболее тяжелые варианты – сочетанное выпадение этих двух механизмов специфической защиты генетического постоянства организма. В эту же группу патологических состояний относятся и дефекты системы комплемента;
– наследственные заболевания, обусловленные нарушением синтеза транспортных белков. Это, прежде всего, нарушения образования гемоглобина, точнее образование гемоглобина с патологической структурой. Классикой стал пример с серповидно-клеточной анемией, при которой имеет место замена глутаминовой кислоты на валин. Существует еще целый ряд гемоглобинопатий – состояний, при которых нарушается транспорт кислорода. Но может быть нарушен транспорт и других соединений – болезнь Вильсона (нарушен транспорт меди) и т.п.;
– наследственная патология свертывающей системы крови. Недостаток антигемофильного глобулина – фактора VIII приводит к развитию гемофилии А, при нарушении тромбопластического компонента – фактора IХ возникает гемофилия В. Известен еще ряд наследственно обусловленных нарушений свертывания крови;
– нарушение транспорта веществ через клеточные мембраны – дефекты транспортных трансмембранных белков. С патологией этой группы функциональных белков связаны нарушения переноса ионов, низкомолекулярных соединений через мембраны клеток нефрона, клеток кишечника. Например, нарушения всасывания глюкозы или галактозы, серьезные последствия для организма могут иметь дефекты натрий-калиевого насоса. Нарушение транспорта аминокислоты цистина в почках (нарушение механизма обратного всасывания) приводит к развитию нефролитиаза – почечно-каменной болезни с образованием цистиновых камней ввиду малой растворимости этой аминокислоты в водной фазе.
Почечный диабет – почечная глюкозурия связана с нарушением ее реабсорбции, т.е. трансцеллюлярного транспорта во внутренние среды организма. Достаточно часто встречающаяся патология – муковисцероз – (конечно по сравнению с другими наследственными болезнями) также, вероятно, представляет собой нарушение трансмембранного переноса и экзокринной функции желез слизистых оболочек.
В эту группу следует отнести и еще ряд разновидностей нарушения синтеза различных функциональных белков: нарушения синтеза пептидных гормонов, нарушения синтеза рецепторных белков и др.
ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ
Количественные изменения в хромосомном наборе могут сводиться к кратным изменениям хромосомного набора: триплоидии, тетраплоидии и т.д. Такие варианты мутаций крайне редки, они нежизнеспособны и заканчиваются выкидышем на ранних стадиях развития эмбриона.
Возможны изменения числа хромосом в парах: нулесомия – отсутствие одной пары (нежизнеспособны), моносомия – отсутствие одной хромосомы из пары, трисомия – появление одной дополнительной хромосомы в паре, полисомия – число хромосом в паре выше 3.
Изменение числа хромосом в парах имеют различный уровень жизнеспособности:
– нарушения числа хромосом с 1 по 12 пары летальны;
– аномалии с 13 по 18 пару сублетальны;
– в отдельных случаях жизнеспособны аномалии на уровне 21 пары и половых хромосом.
Природа бдительно стоит на страже генетической чистоты популяции:
– считается, что не менее половины зачатий не заканчиваются рождением ребенка. В первые две недели (на стадии бластоцисты) гибнут до 40 % оплодотворений. Они же не диагносцируются;
– исследование кариотипов спонтанных выкидышей показывает, что в среднем до 50 % из них имеют хромосомные аномалии (до 69 % в ранние сроки). Например, только 1/3 трисомий по 21 паре хромосом заканчивается рождением ребенка, а 2/3 –выкидышами.
– в 100 % спонтанных абортов 50 % – трисомии, 25 % – полиплоидии, 20 % – моносомии (по Х), 5 % – другие аномалии.
Структурные перестройки хромосом (делеции, транслокации, инверсии и т.п.), какого бы вида они не были, вызывают нарушение развития организма, вследствие недостатка или избытка наследственной информации.
Структурные или числовые нарушения по той или иной парам хромосом могут быть идентифицированы по различным клиническим проявлениям. Вместе с тем, поскольку в этих ситуациях речь идет о нарушении воспроизведения генетической информации не одного гена, а совершенно неопределенного большого количества генов с самыми различными вариантами генетической информации, то для клиники хромосомных болезней характерно множественность и разнообразность нарушений самого различного плана: биохимических, физиологических, морфологических, нарушение развития и строения целых органов и систем. В большинстве случаев, даже появившись на свет живыми, младенцы с хромосомными дефектами нежизнеспособны, т.к. имеют, как правило, генетические дефекты иммунной системы, механизмов поддержания гомеостаза и т.д. У одного ребенка насчитывается не менее 20 врожденных аномалий.
Несколько лучше обстоят дела при мозаичных формах наследственных болезней, при которых в популяциях соматических клеток наряду с патологическими кариотипами встречаются и клетки с нормальным кариотипом.
Совершенно по иному, чем в случаях с моногенными наследственными болезнями, обстоит вопрос с возможностью передачи хромосомных болезней по наследству. Считается, что в подавляющем большинстве случаев хромосомные болезни возникают спорадически, и только 3 – 5 % хромосомных болезней наследуются от родителей. Этот процент выше в тех случаях, когда идет речь о небольших структурных изменениях в хромосомах (транслокациях). В спорадических случаях в возникновении ряда хромосомных аббераций играет роль возраст родителей. Например, частота болезни Дауна существенно возрастает с возрастом матери (особенно велика опасность появления таких детей у женщин старше 40 лет).
Возможность передачи хромосомной абберации (хромосомной наследственной болезни) определяется способностью данного конкретного больного при данной патологии к репродуктивной функции:
– болезнь Дауна – сохранена репродуктивная функция у женщин, мужчины стерильны;
– моносомия по Х-хромосоме – женщина стерильна;
– болезнь Клайнфельтера – мужчина стерилен (кариотип ХХУ и другие варианты с увеличенным содержанием Х). Вместе с тем репродуктивная функция у женщин с трисомией Х может быть сохранена.
Репродуктивная функция сохраняется у лиц со сбалансированными транслокациями отдельных хромосом, у которых это нарушение фенотипически не проявляется. Появление у молодых родителей ребенка с болезнью Дауна может быть связано с наличием у одного из них сбалансированной транслокации по 21 хромосоме.
Общее количество хромосомных болезней и синдромов приближается к 500. Частота их различна, например, для болезни Дауна она составляет 1 на 700 – 800 рождений.
Болезнь Дауна (трисомия по 21 паре хромосом). Нарушение чаще (в 80 %) развивается при первом миотическом делении, чаще у матери, с возрастом многократно учащается. Помимо этого учащению заболевания способствуют факторы урбанизации, инфекции, токсоплазмоз, эндокринные заболевания, психические травмы. После появления у женщины первого ребенка, больного болезнью Дауна, последующие роды нежелательны, т.к. вероятность рождения больного ребенка существенно возрастает.
Клинические симптомы проявляются в виде типичных аномалий строения, пороков сердца, сосудов, дерматоглифика – на ладони вместо трех сгибательных полос две глубокие поперечные складки. Нарушения умственного развития до уровня идиотии. Чрезвычайно трудно обучаются мануальным навыкам обслуживания, например, практически невозможно научить завязывать шнурки.
Трисомия по 22-й паре . Казалось бы, рядом расположенная небольшая по объему лишняя хромосома, вряд ли могла помешать жить. Но это совсем не так. Всего описано несколько десятков случаев трисомии 22. Считают, что возможная частота их составляет 1:50 000 рождений. Вместе с тем у спонтанных абортусов трисомия 22 составляет до 10 % (очень большой процент).
Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом , также встречаются с высокой степенью частоты, около 1,6 на 1000 рождений. Наиболее часто встречающиеся аномалии по половым хромосомам: Х-полисомия при отсутствии У-хромосомы.
Наиболее распространенный вариант – трисомия Х; говорить о других вариантах не стоит, т.к. например трисомия Х на 1998 год в России встретилась всего 31 раз.
У большинства женщин с трисомией Х имеет место нормальный физический и умственный статус, достаточная плодовитость, не отмечается отклонений в половом развитии. Отклонения устанавливаются при тщательном обследовании, интеллект у них чаще сохранен, но может быть на нижней границе нормы, но среди них чаще встречается шизофрения.
Тетра- и пента-Х-сомия. Тоже может быть сохранена плодовитость, но частота формирования различных нарушений строения, отклонений половой сферы и т.д. нарастает.
СИНДРОМ КЛЯЙНФЕЛЬТЕРА : здесь надо выделять две группы, отличающиеся по своим проявлениям форм: ХХ и большее число Х-хромосом при одной У и Х при единственной Х- хромосоме, УУ и большее количество У-хромосом.
ХХУ-комплект : мальчики, поскольку формирование мужского пола определяется наличием У-хромосомы (частота 1,5 на 1000 рождений мальчиков). Генетический дисбаланс, обусловленный избытком Х-хромосом, проявляется в период полового созревания и приводит к недоразвитию мужской половой сферы. Гипогонадизм проявляется как в недоразвитии вторичных половых признаков (при высоком росте женский тип строения скелета, гинекомастия, неполное оволосение лица, подмышечных впадин, области наружных половых органов), так и в бесплодии, олигоспермии, азооспермии.
С повышением числа Х-хромосом нарастает тяжесть нарушений, возможно развитие умственной отсталости.
ХУУ-комплект (частота 1 на 1000 мальчиков). Обнаруживают их, как правило, случайно, поскольку это мужчины с нормальным физическим, психическим и интеллектуальным развитием, с сохраненной способностью к размножению, хотя у женщин, зачавших от них, отмечается более высокий процент внутриутробных смертей.
Отмечается довольно интересный факт, что в контингенте правонарушителей частота такого кариотипа (избыток У) встречается гораздо чаще, т.е. приходится говорить о генетически обусловленных отклонениях в социальном поведении.
Х-моносомия : частота 0,7:1000. Моносомия Х – наиболее частая причина из группы наследственных болезней, при которой имеет место половое недоразвитие женщины. Среди этой группы больных очень часто встречаются мозаики, немозаичная моносомия Х встречается 0,1:1000. Основным проявлением при моносомии Х является синдром Шерешевского-Тернера , который характеризуется тремя группами отклонений:
– гипогонадизм и недоразвитие половых признаков;
– врожденные соматические пороки развития;
– низкий рост.
Наиболее выражены и часто встречаются нарушения со стороны половой сферы:
– отсутствие яичников;
– гипоплазия матки и фаллопиевых труб;
– первичная аменорея;
– недоразвитие грудных желез;
– бесплодие.
Полные трисомии аутосом : только в отдельных случаях рождаются живые младенцы, но множественность нарушений приводит к их смерти уже в первые годы жизни. В случаях мозаицизма продолжительность жизни может быть существенно увеличена.
Частичные трисомии и моносомии по аутосомам известны под названием специфических наследственных синдромов. Также характеризуются полиморфизмом нарушений, хотя можно выделить определенные группы признаков, преобладающих при нарушении структуры конкретных хромосом.
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПАТОГЕНЕЗА ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Характер и тяжесть проявления хромосомных болезней зависят:
– от вида аномалии: количественное или структурное нарушение. Естественно, что количественные нарушения протекают с большими проявлениями и тяжелее;
– от хромосомы: чем больше хромосома (меньше ее порядковый номер),тем тяжелее нарушения. Легче всего протекают нарушения на уровне половых хромосом возможно потому, что У-хромосома не обладает большим запасом генетической информации, а из Х-хромосом одна обычно инактивируется.
Общими для всех хромосомных болезней являются:
– черепно-лицевые дисморфии;
– врожденные пороки развития внутренних и наружных органов;
– замедленный рост и развитие;
– отставание психического развития, слабоумие;
– нарушение функций нервной и эндокринной систем.
При этом, как уже упоминалось:
– поражения аутосом протекают тяжелее, чем половых хромосом;
– случаи мозаицизма протекают легче, чем чистые случаи аббераций по той или иной хромосоме.
Фенотипически проявление хромосомных аббераций, т.е. формирование клинического синдрома, зависит от многих факторов:
– от генотипа организма;
– от индивидуального вовлечения в абберацию той или иной хромосомы или того или иного участка;
– от типа абберации;
– от размера нарушения (недостатка или избытка);
– от степени мозаичности по абберантным клеткам и ряда других факторов.
МНОГОФАКТОРНЫЕ НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ
Дефектность комбинации генов (при скорее нормальном, чем патологическом состоянии каждого из них) проявляется при взаимодействии с внешней средой. При этом не только в каждом случае конкретной болезни, но и применительно к каждому больному приходится устанавливать относительную роль генетического состояния больного и факторов внешней среды.
Совершенно определенно можно утверждать, что не существует фатальной неизбежности возникновения полигенных наследственных болезней, но вероятность их возникновения велика, в особенности при неблагоприятном сочетании воздействующих факторов внешней среды.
Многофакторные (мультифакториальные) наследственные болезни составляют до 90 % хронических неинфекционных болезней различных систем и органов человека. Однако, наши познания в области конкретного взаимодействия индивидуальных генов со средовыми факторами пока еще очень малы. Истины ради следует отметить, что пока еще генетика не внесла достойного вклада в профилактику этих болезней.
Одним из факторов, затрудняющих конкретную работу с этой группой больных, является большое разнообразие проявлений этих болезней по выраженности и клиническим признакам. В группе таких больных есть наследственно обусловленные, но не больные, лица с субклиническими формами проявлений (почти здоровые) до выраженных клинических форм, равно как и развитие и возникновение их при равных условиях внешней среды могут отличаться.
Обоснованные научные подходы к профилактике этой группы болезней пока только разрабатываются: выявление объективных факторов предрасположения; определение коэффициента наследования; определение фенотипической депрессии (разнообразия) и т.д. Для примера, риск заболеть шизофренией составляет: при болезни одного родителя – 10 %, если больны оба родителя 40%, для сибсов в спорадических случаях – 12,5 – 20 %.
Особый интерес представляет раздел генетики, изучающий НАСЛЕДСТВЕННО ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА ДЕЙСТВИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ. В 50-х годах были впервые обнаружены наследственно обусловленные патологические реакции на некоторые лекарственные препараты и был выделен раздел генетики под названием ФАРМАКОГЕНЕТИКА, который, в сущности, представляет часть ЭКОГЕНЕТИКИ. Дело в том, что внешняя среда постоянно пополняется новыми и новыми факторами, с которыми человек не взаимодействовал в процессе эволюции, и если какой-то ген ранее распространялся в популяции в связи с его определенными преимуществами в тех условиях внешней среды, то в новых, изменившихся условиях он может обусловить патологическую реакцию.
ФАРМАКОГЕНЕТИКА изучает значение наследственности в реакции организма на лекарства. Данные фармакогенетики необходимы для понимания толерантности (отсутствие ответа) и повышенной чувствительности организма отдельных больных к различным лекарствам. Одна и та же стандартная доза, введенная различным больным через определенное время обнаруживается в плазме:
– у одних в концентрациях ниже оптимальной;
– у других в предполагаемой оптимальной;
– у третьих в токсической.
Это объясняется тем, что судьба лекарства в организме зависит от активности различных ферментов и всей совокупности метаболических реакций, генетически детерминированных и это определяет их скорость всасывания, метаболизма, распределения, выведения и т.д. Для практики важно знать возможность возникновения патологических реакций в ответ на прием лекарственных препаратов. Перечень таких генетических дефектов и их проявлений в настоящее время довольно обширен:
– недостаточность Г-6-фосфатдегидрогеназы (примахин, сульфаниламиды) – гемолиз эритроцитов;
– аномальность холинэстеразы (миорелаксанты – дитилин) – остановка дыхания до одного часа у больных в послеоперационном периоде;
– злокачественная гипертермия (ингаляционные анестетики – фторотан, этиловый эфир) – гипертермия до 44°, в 2/3 случаев – гибель.
В целом же эта группа пациентов в обычных условиях существования – нормальные, здоровые люди.
Определенные изменения реакции организма на лекарственные препараты имеет место у больных теми или иными наследственными болезнями. Более того, у них может быть извращенная реакция. Например, при подагре прием этанола, диуретиков, салицилатов резко обостряет заболевание. При наследственных синдромах с гипербилирубинемией применение эстрогенов, например в составе пероральных противозачаточных стедств, может вызвать развитие сформированной клинической картины желтухи. При несовершенном остеогенезе дитилин, фторотан и т.п. вызывают повышение температуры.
Касаясь вопросов экогенетики, следует сказать, что:
– загрязнение атмосферы пылью производств, химических веществ сказывается на работе ряда ферментов и биоактивных веществ;
– некоторые пищевые добавки, а подчас и естественные пищевые продукты (лактоза, белки злаковых) при наследственной недостаточности вызывают формирование ряда клинических проявлений. Возможна реакция на красители и консерванты.
ПРОФИЛАКТИКА, ДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Профилактика наследственных болезней должна вестись комплексно и по нескольким направлениям:
– оздоровление внешней среды и уменьшение влияния мутагенных факторов. Здесь следует иметь ввиду и факторы производства, и лекарственные препараты, и пищевые добавки (красители, консерванты), и бытовое использование химических соединений (этанол, никотин, токсины), и профилактика инфекционных (особенно вирусных) заболеваний;
– оздоровление собственного тела. Повышение резистентности к факторам внешней среды, закаливание, физическая культура, рациональное питание;
– прерывание беременности на ранних стадиях развития при установлении наследственной патологии при внутриутробной диагностике (пренатальной диагностике).
По показаниям возможно проведение манипуляций амниоцентеза, начиная с 12 – 16 недель беременности и получение до 10-12 мл околоплодной жидкости. Она может быть подвергнута биохимическому анализу и в ней может быть обнаружено увеличение ряда б/х субстратов, может быть произведено культивирование клеток и исследование кариотипа (например, у беременных старше 35 лет);
– все нужно делать своевременно, в т.ч. и заводить детей, не откладывая эту процедуру на более поздние сроки.
Диагностика наследственных заболеваний
1) Клинико-генеалогическое обследование. Детальное клиническое обследование пациента и выявление особенностей его родословной.
2) Цитологическое исследование кариотипов. При подозрении на мозаицизм следует исследовать различные ткани.
3) Биохимические методы диагностики.
4) Иммуногенетические методы диагностики и ряд других.
Методы просеивающей (скрининг) диагностики. Возможности методов велики. Существуют самые различные экспресс-тесты, позволяющие установить диагноз. Но встает вопрос о целесообразности проведения поголовного и по всем возможным болезням выявления. Сейчас считают, что скрининг необходимо проводить ограниченно, по определенным группам заболеваний:
– когда несвоевременное начало лечения приводит к тяжелым последствиям (фенилкетонурия);
– когда заболевание встречается относительно часто (не менее 1 случая на 50 000);
– когда заболевание поддается профилактике или лечению.
Лечение наследственных болезней
1) Симптоматическое лечение:
– хирургическое – устранение врожденных дефектов;
– реконструктивная хирургия;
– муколитики при муковисцерозе;
– переливание крови при гемолитических анемиях.
2) Патогенетическое лечение:
– коррекция обмена:ограничение или исключение из пищи вещества или фактора среды;
– очистка организма от продукта, образующегося в ходе деятельности патогенного звена (выведение, плазмоферез и т.д.);
– метаболическое ингибирование;
– возмещение продукта;
Пример с фенилкетонурией. Следует помнить, что к зрелому возрасту чувствительность нервной системы к продуктам распада фенилаланина существенно снижается и ограничение в диете может быть снижено или отменено.
– лечение продуктами гена, т.е. возмещение того, что не производится; возмещение фермента; трансплантация органа (вилочковая железа, панкреас и т.д.).
3) Адаптирование среды как метод лечения – устранение факторов риска из окружающей нас среды.
Лекция № 6
Воспаление как типовой патологический процесс.
Причины и пусковые механизмы воспаления.
Физико-химические процессы в очаге воспаления.
Биологическое значение воспаления
Представление о воспалении были известны уже древним врачам. Термин inflammatio – воспаление возник в Древнем Риме. Признаки, внешние проявления воспалительной реакции были описаны римским энциклопедистом Цельсом. Он назвал 4 признака воспаления: краснота (rubor), припухлость (tumor), местный жар (color), боль (dolor). Пятый признак назвал Гален – это нарушение функции – functio laesa. Однако, несмотря на то, что описание воспаления было сделано в столь древние времена, понимание сути воспаления еще до сих пор не до конца раскрыто. Существовало и существует множество теорий, концепций объясняющих этот сложнейший процесс.
ТЕОРИИ ВОСПАЛЕНИЯ
· Гиппократ представлял воспаление как защитную реакцию, которая предотвращает распространение вредного для организма фактора на весь организм.
· В XVIII веке английский ученый Джон Гунтер выдвинул основополагающее определение воспалительной реакции: «Воспаление – это реакция тканей на повреждение».
· Известно представление Р. Вирхова о воспалении. Им создана так называемая нутритивная теория (nutritio – питание) воспаления. Его теория объясняла происхождение повреждений в клетках, тем, что клетки приобретают чрезмерную способность поглощать питательные вещества и в результате возникают повреждения по типу различных дистрофий. Нутритивная теория не имела успеха и довольно быстро ее сменила
· Сосудистая теория, которая принадлежала Ю. Конгейму. Конгейм первый изучил нарушения кровообращения в очаге воспаления на различных объектах: на языке лягушки, на брыжейке, ухе кролика, и считал эти сосудистые реакции основополагающими в развитии воспаления.
· Совершенно новый подход к пониманию воспаления связан с именем Мечникова И.И., который создал теорию, которая получила название биологической . Он считал главным в развитии воспаления фагоцитоз – клеточную реакцию, направленную на уничтожение повреждающего агента. Заслуга Мечников в том, что он изучил эту реакцию, в ходе эволюции начиная с простейших, одноклеточных организмов. У одноклеточных функции питания и защиты едины: одноклеточное поглощает питательные вещества и поглощает повреждающий фактор и переваривает его если не способно переварить, то погибает. У многоклеточных функцию защиты осуществляет специальные клетки мезенхимального происхождения. Эта функция также представляет собой внутриклеточный процесс переваривание, фагоцитоз. А с развитие кровообращения эту функцию выполняют лейкоциты. Мечников разделил фагоциты на микрофаги (нейтрофилы) и макрофаги (моноциты).
· Иммунологическая теория возникла в связи с открытием антител и рассматривает воспаление как проявление иммунитета.
· С начала ХХ столетия, когда было установлено участие нервной системы в патогенезе воспаления, возникли гипотезы, отдающие первостепенную роль нервному фактору – рефлекторным механизмам, нарушению трофической функции нервной системы. Так, по вазомоторной (нервно-сосудистой) теории Г. Риккера (1924), первичным в возникновении воспаления является расстройство функции сосудодвигательных нервов. В зависимости от степени их раздражения, и, следовательно, развивающейся сосудистой реакции складывается такое соотношение между тканью и кровью, которое ведет к возникновению воспалительной гиперемии и стаза и соответственно обуславливает интенсивность и характер нарушений обмена веществ.
· В 30-х годах XX века возникла физико-химическая теория воспаления Г. Шаде. Он изучил изменения в тканях, которые сопровождаются ацидозом, гиперкапнией, гиперионией и т.д. Вот эти явления он и считал сутью воспаления.
· Следующая теория связана с именем американского ученого В. Менкина. Он открыл медиаторы воспаления . Из воспалительного экссудата были выделены более 10 биологически активных веществ, поэтому его теория называется биохимической. Каждому из этих веществ Менкин определил специфическую функцию. Так, например, им был выделен «некрозин», вызывающий некроз ткани, «пиренхим» повышавший температуру тела, лейкотаксин – фактор хемотаксиса, притягивающий лейкоциты и т.д. Однако более поздние исследования показали, что медиаторы, выделенные Менкиным, были недостаточно хорошо очищены, поэтому большинство называний отпало, возникли другие представления о медиаторах.
· Д.Е. Альперн (1959) особое внимание уделял вопросу о единстве местного и общего в воспалении, о зависимости очага от реактивности организма. Им предложена нервно-рефлекторная схема патогенеза воспаления, в которой роль различных сосудисто-тканевых реакций предстает в их взаимосвязи под инициирующим и регулирующим влиянием нервной системы, ее рефлекторных механизмов с участием гормонов гипофизарно-надпочечниковой системы.
Воспалительных болезней чрезвычайно много, они различны по тяжести, клиническим проявлениям.
Итак, воспаление – это местная реакция тканей на повреждение, которая характеризуется нарушением микроциркуляции, изменением реакции соединительной ткани и элементов системы крови. Реакция направлена на ограничение, локализацию очага повреждения, уничтожения повреждающего фактора и восстановление повреждающей ткани. Организм жертвует часть ради сохранения целого.
Причинами воспаления могут быть самые разнообразные факторы: механические повреждения, физические факторы, такие как гипертермия, ожоговая болезнь, действие низких температур, химически повреждающие агенты, но главным фактором все же являются инфекционные агенты. Как правило, первично воспаление вызывается химическими, механическими, физическими факторами, а вторично присоединяется инфекция. Особое место занимает аллергическое воспаление, где повреждающим фактором является комплекс антиген-антитело.
ПАТОГЕНЕЗ. Несмотря на многообразие факторов, вызывающих воспалительную реакцию ответ на повреждение – закономерности, которые происходят в тканях однотипно. Они представлены единством трех основных явлений:
1. Альтерация (повреждение).
2. Экссудация (нарушение микроциркуляции).
3. Пролиферация (восстановление поврежденных тканей).
Все эти явления взаимосвязаны, идут параллельно, поэтому мы говорим не о 3-х стадиях, а о 3-х явлениях.
АЛЬТЕРАЦИЯ. Различают альтерацию первичную и вторичную. Первичная альтерация возникает в ответ на действие повреждающего фактора. Вторичная альтерация возникает в динамике воспалительного процесса и обусловлена в основном нарушениями кровообращения. Проявления альтерации:
· нарушение биоэнергетических процессов в тканях. Отвечают на повреждение все элементы поврежденной ткани: микроциркуляторные единицы: артериолы, капилляры, венулы, соединительная ткань – волокнистые структуры и клетки соединительной ткани, тучные клетки, нервные клетки. Нарушение биоэнергетики в этом комплексе проявляются в снижение потребности кислорода тканью, снижается тканевое дыхание. Повреждение митохондрий клеток является важнейшей предпосылкой для этих нарушений. В тканях преобладает гликолиз. В результате возникает дефицит АТФ, дефицит энергии. Преобладание гликолиза ведет к накоплению недоокисленных проду
Понятие «наследственная болезнь» человека
Определение 1
Наследственная болезнь – это такое заболевание живого организма, проявление и развитие которого связано с нарушениями хромосомного аппарата клеток, которые передаются через половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды.
Как и у всех других многоклеточных организмов, все, что человек наследует от своих предков, сосредоточено именно в этих двух клетках. При оплодотворении половые клетки сливаются и дают начало новому организму. Каждая половая клетка несет одинарный (гаплоидный) набор хромосом. В результате оплодотворения яйцеклетки зигота получает всю необходимую информацию на весь период индивидуального развития организма (онтогенеза).
В клетках человеческого организма (как и у других организмов) закодирована как полезная информация (способствующая выживанию организма в данных условиях), так и отрицательная (признаки, ухудшающие жизненную активность организма, снижающие его жизнеспособность). Вся эта информация передается по наследству из поколения в поколение и в определенных условиях может проявляться фенотипически.
Состояние снижения жизненных качеств организма мы называем заболеванием. Поэтому те заболевания человека, которые могут передаваться из поколения в поколение, мы называем наследственными заболеваниями человека.
Причины наследственных заболеваний
Причиной возникновения наследственных заболеваний могут стать изменения генной информации под воздействием определенных факторов. Эти изменения могут проявиться сразу после рождения ребенка, а могут проявиться и на более поздних этапах онтогенеза.
Ученые связывают возникновение наследственных болезней с тремя группами факторов: нарушением хромосом, изменением структуры хромосом и мутациями генов. Вызвать (спровоцировать) эти процессы могут различные факторы внешней и внутренней среды. Такие факторы в науке называются мутагенными. Ведь внезапные изменения наследственного аппарата – это не что иное, как мутации.
Виды наследственных болезней
Исходя из рассматриваемых причин, все наследственные заболевания человека условно делят на три группы: генные, хромосомные и мультифакториальные или мультифакторные (болезни с наследственной предрасположенностью).
Генные болезни
К этой категории заболеваний относят заболевания, вызванные незаметными даже в микроскоп изменениями структуры отдельных генов (повреждения нити ДНК). Такие изменения приводят к синтезу измененных продуктов этих генов и, как результат, - к изменению или даже полной потере их функций. Это так называемые болезни обмена.
К такому виду заболеваний относится серповидно-клеточная анемия. Эта болезнь вызвана заменой всего лишь одного нуклеотида (аденин заменяется на тимин), которое влечет за собой изменение гемоглобина.
Нарушения в регуляции генной активности приводят к уменьшению скорости синтеза фермента или снижению его содержания в тканях (например, заболевание талассемией – пониженным синтезом гемоглобина).
Хромосомные болезни
Хромосомные болезни часто называют синдромами. Это такие патологические изменения, которые проявляются в виде различных пороков развития и часто сопровождаются очень тяжелыми отклонениями (нарушениями) в физическом и психическом развитии человека. Как правило, главное отклонение – различные степени умственной недостаточности, сопровождающиеся нарушениями физического развития (зрение, слух, речь, опорно-двигательный аппарат) и поведенческих реакций.
Причиной появления хромосомных заболеваний являются хромосомные мутации – изменение структуры хромосом и их количества. К хромосомным болезням относят синдром Дауна, синдром кошачьего крика и др.
Болезни с наследственной предрасположенностью или мультифакторные болезни
Болезни с наследственной предрасположенностью – это такая категория заболеваний, наследование которых не подчиняется законам Менделя. Любой организм уникален. Поэтому его реакции на окружающую среду могут быть сугубо индивидуальными. Поэтому проявление болезни может быть связано как с мутациями, так и с сочетанием нормальных аллелей при ответных реакциях организма на влияния окружающей среды.
- диабет, варикоз, ишемическая болезнь сердца (соматические болезни среднего возраста);
- шизофрения, эпилепсия, маниакально-депрессивный психоз (нервно-психические заболевания);
- хронические заболевания, связанные с ослабленным иммунитетом.
