Наследственные болезни - заболевания человека, обусловленные хромосомными и генными мутациями. Нередко ошибочно термины «наследственная болезнь» и «врожденная болезнь» употребляются как синонимы, однако врожденными болезнями называют те заболевания, которые имеются уже при рождении ребенка и могут быть обусловлены как наследственными, так и экзогенными факторами. Таковы, например, пороки развития, связанные с воздействием на эмбрион и плод ионизирующего излучения, химических соединений, лекарственных средств, принимаемых матерью, а также внутриутробных инфекций.
Однако далеко не все Н.б. относят к врожденным, поскольку многие из них проявляются уже после периода новорожденности (например, Гентингтона клинически обнаруживается после 40 лет).
Наследственные и врожденные болезни являются причиной госпитализации детей почти в 30% случаев и даже больше (с учетом болезней неизвестной природы, которые в значительной степени могут быть вызваны генетическими факторами).
В качестве синонима термина «наследственные болезни» не следует также рассматривать термин «семейные болезни», т.к. семейные заболевания могут быть обусловлены не только наследственными факторами, но и условиями жизни, национальными либо профессиональными традициями семьи.
В зависимости от соотношения роли наследственных и экзогенных факторов в этиологии и патогенезе различных заболеваний все болезни человека условно можно разделить на три группы.
Первая группа - собственно наследственные болезни, т.е. болезни, при которых проявление патологической мутации (см. Мутагенез ) как этиологического фактора практически не зависит от влияния окружающей среды, которая в этом случае определяет лишь степень выраженности симптомов болезни. К болезням первой группы относятся все хромосомные и генные Н.б. с полным проявлением, например болезнь Дауна (см. Дауна болезнь ), фенилкетонурия , (см. Геморрагические диатезы ) и др.
К болезням второй группы относят так называемые мультифакториальные болезни, в основе которых лежит взаимодействие генетических и средовых факторов. К болезням этой группы относятся гипертоническая болезнь, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергические заболевания, многие пороки развития, определенные формы ожирения.
Генетические факторы, представленные определенной полигенной системой, обусловливают генетическую предрасположенность, которая может быть реализована при воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (физического или умственного переутомления, нарушения режима и сбалансированности питания и т.п.). Для одних из них влияние окружающей среды имеет большее, для других - меньшее значение.
К мультифакториальным болезням относят также состояния, при которых роль генетического фактора может играть один единственный мутантный ген, но проявляется это состояние также только при определенных условиях. Примером такого состояния может служить дефицит глюкозо-6-фосфат - дегидрогеназы.
Болезни третьей группы связаны исключительно с воздействием неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды, наследственность в их возникновении практически не играет никакой роли. К этой группе относят травмы, и, острые инфекционные болезни. Однако генетические факторы могут оказывать определенное влияние на течение патологического процесса, т. е. на темпы выздоровления, переход острых процессов в хронические, развитие декомпенсации функций пораженных органов. Наследственные болезни обычно подразделяют на три основные группы: моногенные, полигенные (мультифакториальные, или болезни с наследственным предрасположением) и хромосомные.
Клиническая классификация Н.б. построена по органному и системному принципам. Согласно этой классификации, выделяют Н.б, нервной, эндокринной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, печени, желудочно-кишечного тракта, почек, системы крови, кожи, уха, носа, глаз и др. Такая классификация в значительной степени условна, т.к. большинство Н.б. характеризуется вовлечением в патологический процесс нескольких органов или системным поражением тканей.
Рецессивное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие мутантного гена проявляется только при XY-наборе половых хромосом, т.е. у мальчиков. Вероятность рождения больного мальчика у матери - носительницы мутантного гена - составляет 50%. Девочки практически здоровы, но половина из них является носительницами мутантного гена (так называемые кондукторами). Часто болезнь обнаруживается у сыновей сестер пробанда (человека, по отношению к которому составляется генеалогическое древо) или его двоюродных братьев по материнской линии. Больной отец не передает болезнь сыновьям. Этот тип наследования характерен для прогрессирующей мышечной дистрофии типа Дюшенна (см. Дистрофии мышечные прогрессирующие ), гемофилии А и В, синдрома Леша - Найхана (см. Подагра ), болезни Гунтера, болезни Фабри (см. Ферментопатии ), некоторых форм генетически обусловленной недостаточности глюкозо-6-фосфат - дегидрогеназы.
Доминантное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие доминантного мутантного гена проявляется в любом наборе половых хромосом (XX, XY, ХО и др.). Заболевание более тяжело протекает у мальчиков. Среди детей больного мужчины в случае такого типа наследования все сыновья здоровы, все дочери поражены. Больные женщины передают измененный ген половине сыновей и дочерей. Этот тип наследования прослеживается, например, при фосфат-диабете (см. Рахитоподобные болезни ).
Ферментопатии, относящиеся к моногенным Н.б. по фенотипическому проявлению, составляют наиболее обширную и лучше всего изученную группу Н.б. Первичный дефект фермента расшифрован более чем для 200 ферментопатии. Возможны следующие причины ферментопатии: а) фермент не синтезируется совсем; б) в молекуле фермента нарушена последовательность аминокислот, т.е. изменена его первичная структура; в) отсутствует или неправильно синтезируется кофермент соответствующего фермента; г) активность фермента изменена в связи с аномалиями в других ферментных системах; д) блокада фермента обусловлена генетически детерминированным синтезом веществ, вызывающих инактивацию этого фермента.
Мутация гена может повлечь за собой нарушение синтеза белков, выполняющих пластические (структурные) функции. Нарушение синтеза структурных белков - вероятная причина таких заболеваний, как остеодисплазии и остеогенез несовершенный . Есть данные об определенной роли этих нарушений в патогенезе наследственных оподобных заболеваний - синдрома Альпорта и семейной гематурии. Дисплазия ткани в результате аномалий в структуре белков может наблюдаться не только в почках, но и в любых других органах. Патология структурных белков характерна для большинства Н.б., наследуемых по аутосомно-доминантному типу.
Мутация гена может привести к развитию болезней, вызванных иммунодефицитными состояниями (см. Иммунопатология ). Наиболее тяжело протекает агаммаглобулинемия, особенно в сочетании с аплазией вилочковой железы. Причиной появления гемоглобина с аномальной структурой при серповидно-клеточной анемии является замена в его молекуле остатка глутаминовой кислоты на остаток валина. Подобная заменю является результатом генной мутации. Это открытие послужило началом интенсивного изучения большой группы Н.б., названных гемоглобинопатиями .
Известен ряд мутантных генов, контролирующих синтез факторов свертывания крови (см. Свертывающая система крови ). Генетически детерминированные нарушения синтеза антигемофилического глобулина (фактор VIII) приводят к развитию гемофилии А. При нарушении синтеза тромбопластического компонента (фактор IX) развивается В. Недостаток предшественника тромбопластина лежит в основе а гемофилии С.
Генные мутации могут быть причиной нарушения механизма транспорта различных соединений через клеточные мембраны. Наиболее изучены наследственная патология транспорта аминокислот в кишечнике и почках, синдром мальабсорбции глюкозы и галактозы (см. Углеводы ), отмечены генетически обусловленные нарушения нормального функционирования так называемый К + .
Na + -иoннoro насоса (АТФ-азы) клетки. Известны заболевания, причиной которых служит дефект механизмов, ответственных за поддержание нормального градиента концентраций ионов К + и Mg 2+ по обе стороны клеточной мембраны, что клинически проявляется периодическими приступами тетании . Примером заболевания, вызванного генетически обусловленным дефектом механизма транспорта аминокислот через клеточные мембраны, является цистинурия, клиническим выражением которой является нефролитиаз и симптомы а. Классическая цистинурия обусловлена нарушением переноса ряда диаминокарбоновых кислот (аргинина, лизина) и цистина через клеточные мембраны как в кишечнике, так и в почках. Патология реабсорбции глюкозы в почечных канальцах - почечная глюкозурия - связана с нарушением функции мембранных белков-переносчиков или с дефектами в системе обеспечения энергией процессов активного транспорта глюкозы; наследуется по аутосомно-доминантному типу. Нарушение реабсорбции бикарбонатов в проксимальных отделах почечных канальцев или нарушение секреции водородных ионов клетками почечного эпителия дистальных отделов почечных канальцев лежит в основе развития двух типов почечного канальцевого ацидоза (см. Кислотно-щелочное равновесие ).Частота встречаемости моногенных Н.б. колеблется у разных этнических групп вразных географических зонах. В странах Западной Европы и СССР наиболее распространенными Н.б. являются галактоземия (1:20 000 - 1:40 000), гистидинемия (1: 17 000), (1:12 000 - 1:15 000), цистинурия (1:14 000), (1:1200 - 1:5000). Частота встречаемости гиперлипопротеинемий (в т.ч. и полигенно наследуемых форм) достигает 1:100 - 1:200. К часто встречающимся Н.б. относятся (1:10 000; болеют мальчики), (1:7000), синдром мальабсорбции (1:3000), адреногенитальный синдром (1:5000 - 1:11 000). Частота встречаемости значительного числа Н.б. обмена пока не установлена, хотя это не свидетельствует об их редкости.
Полигенные (мультифакториальные) наследственные болезни, или болезни с наследственным предрасположением , обусловлены взаимодействием нескольких (или многих) генов в полигенных системах и факторов окружающей среды. Патогенез болезней с наследственным предрасположением, несмотря на их распространенность, изучен недостаточно.
Большое значение имеет поиск фенотипических маркеров наследственной предрасположенности к определенному заболеванию, например, аллергический диатез может быть диагностирован на основании повышенного содержания в крови иммуноглобулина Е и повышенной экскреции с мочой минорных метаболитов триптофана. Определены биохимические маркеры наследственной предрасположенности к сахарному у (повышенная толерантность к глюкозе, содержание в крови иммунореактивного инсулина), конституционально-экзогенному ожирению, гипертонической болезни (гиперлипопротеинемия). Достигнуты успехи в изучении взаимосвязи между группами крови АВО, антигенами системы гистосовместимости HLA и возможностью развития некоторых болезней. Установлено, что для лиц с тканевым гаплотипом HLA В8 высок риск заболевания хроническим ом, целиакией и миастенией; для лиц с гаплотипом HLA А2 - хроническим ом, ом; для лиц с гаплотипом HLA DW4 - ревматоидным ом, для лиц с гаплотипом HLA А1 - атопической аллергией. Корреляция с системой HLA обнаружена примерно для 90 заболеваний человека, многие из которых характеризуются нарушениями системы иммунитета.
Болезни с наследственным предрасположением также имеют особенности распространения в разных странах. Так, по данным Шандса (A.R. Shands), частота расщепления губы и нёба в Англии составляет 1:515, в Японии - 1:333, а врожденный вывих бедра в Японии наблюдается в 10 раз чаще, чем в Англии.
п.Основным препятствием при лечении наследственных ферментопатий методом введения недостающих ферментов, т.е. методом заместительной ферментотерапии, являются иммунные реакции на введение чужеродного белка. Новые возможности в этом направлении открывает использование искусственно созданных липидных частиц - липосом. Клетки тканей захватывают липосомы, под действием клеточных липаз оболочка липосомы разрушается и фермент получает возможность проявить свое действие внутри клетки. В качестве оболочки для вводимого с терапевтической целью фермента используют также тени эритроцитов больного, капсулы из нейлона. Новым направлением в лечении Н.б. является разработка методов индуцирования синтеза ферментов с помощью химических препаратов и гормонов. Так, установлено, например, что барбитураты индуцируют синтез глюкуронилтрансферазы - фермента, необходимого для образования глюкуронидов билирубина (так называемого прямого билирубина), стероидных гормонов и ряда других соединений. Отмечено значительное повышение активности глюкуронилтрансферазы под влиянием фенобарбитала у больных с синдромом Криглера - Найяра, который характеризуется резкой гипербилирубинемией в связи с генетически обусловленной ю этого фермента. Глюкокортиконды активизируют синтез глюкозо-6-фосфат - дегидрогеназы и могут использоваться при лечении гликогеноза I типа (болезни Гирке) с целью предупреждения гипогликемических состояний и снижения интенсивности накопления гликогена в тканях (см. Гликогенозы ). Установлено индуцирующее влияние кортикостероидов на синтез и созревание ферментных систем кишечника, в частности дисахаридаз. Эстрогенные гормоны обусловливают увеличение концентрации церулоплазмина в крови, поэтому их используют при лечении гепатоцеребральной дистрофии.
Индуцировать синтез ферментов могут и витамины, причем это особенно заметно при так называемой витаминозависимых состояниях, которые характеризуются развитием гипо- или авитаминоза не в связи с ограниченным поступлением витаминов в организм, а в результате нарушения синтеза специфических транспортных белков или апоферментов (см. Ферменты ). Хорошо известна эффективность высоких доз витамина В 6 (от 100 мг и выше в сутки) при так называемых пиридоксинзависимых состояниях и заболеваниях (цистатионинурии, гомоцистинурин, семейной гипохромной анемии, синдроме Клаппа - Комроуэра, болезни Хартнупа, некоторых формах бронхиальной астмы). Высокие дозы витамина D (до 50 000 - 200 000 ME в сутки) оказались эффективными при наследственных оподобных заболеваниях (фосфат-диабете, синдроме де Тони - Дебре - Фанкони, почечном канальцевом ацидозе). ВитаминС в дозах до 1000 мг в сутки применяют при лечении алкаптонурии. Высокие дозы витамина А назначают больным с синдромами Гурлер и Гунтера (мукополисахаридозы). Отмечено улучшение состояния больных мукополисахаридозами под влиянием преднизодона.
Успехи пластической и восстановительной хирургии определили высокую эффективность хирургического лечения наследственных и врожденных пороков развития. В практику лечения Н.б. внедряются методы трансплантации, что позволит не только заменить органу, подвергшиеся необратимым изменениям, но и осуществлять пересадки с целью восстановления синтеза белков и ферментов, отсутствующих у больных. Большой интерес может представить трансплантация иммунокомпетентных органов (вилочковой железы, костного мозга) при лечении разных форм наследственных иммунопатологий.
Одним из методов лечения Н.б. является назначение препаратов, связывающих токсические продукты, образующиеся в результате блокирования определенных биохимических реакций. Так, для лечения гепатоцеребральной дистрофии (болезни Вильсона - Коновалова) применяют препараты, образующие растворимые комплексные соединения с медью (унитиол, пеницилламин). Комплексоны, специфически связывающие железо, находят применение при лечении гемохроматоза, а комплексоны, образующие растворимые комплексные соединения кальция, - при лечении наследственных тубулопатий с нефролитиазом. При лечении гиперлипопротеинемий применяют холестирамин, который связывает холестерин в кишечнике и препятствует его реабсорбции.
Отдельные наследственные болезни - см. статьи по названию болезней.
Библиогр.: Антенатальная диагностика генетических болезней, под ред. А.Е.X. Эмери, пер. с англ., М., 1977: Барашнев Ю.И. и Вельтищев Ю. Е Наследственные болезни обмена веществ у детей, М., 1978, библиогр.; Бочков Н.П. Генетика человека, М., 1978, библиогр.; Козлова С.И. и др. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование, Л., 1987; Лазюк Г.И., Лурье И.В. и Черствой Е.Д. Наследственные синдромы множественных врожденных пороков развития. М., 1983; Маринчева Г.С. и Гаврилов В.И. Умственная отсталость при наследственных болезнях, М. 1988; Тератология человека, под ред. Г.И. Лазюка, М., 1979.
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ - заболевания человека, обусловленные хромосомными и генными мутациями. Нередко термины «наследственная болезнь» и «врожденная болезнь» употребляются как синонимы, однако врожденные болезни (см.) - это заболевания, имеющиеся при рождении ребенка, они могут быть обусловлены как наследственными, так и экзогенными факторами (напр., пороки развития, связанные с воздействием на эмбрион радиации, хим. соединений и лекарственных средств, а также внутриутробных инфекций).
Н. б. и врожденные пороки развития являются причиной госпитализации детей почти в 30% случаев, а с учетом болезней неизвестной природы, к-рые в значительной степени могут быть связаны с генетическими факторами, этот процент еще выше. Однако далеко не все Н. б. относят к врожденным, поскольку многие из них проявляются после периода новорожденности (напр., хорея Гентингтона развивается после 40 лет). В качестве синонима термина «наследственные болезни» не следует также рассматривать термин «семейные болезни», т. к. семейные заболевания могут быть обусловлены не только наследственными факторами, но и условиями жизни или профессиональными традициями семьи.
Н. б. известны человечеству с давних времен. Клин, изучение их началось в конце 18 в. В 1866 г. В. М. Флоринский в книге «Усовершенствование и вырождение человеческого рода» дал правильную оценку значения окружающей среды в формировании наследственных признаков, вредного влияния на потомство близко-родственных браков, описал наследование ряда патол, признаков (глухонемоты, пигментного ретинита, альбинизма, заячьей губы и др.). Англ. биолог Гальтон (F. Galton) первый поставил вопрос о наследственности человека как предмете научного изучения. Он обосновал генеалогический метод (см.) и близнецовый метод (см.) для изучения роли наследственности (см.) и окружающей среды в развитии и становлении признаков. В 1908 г. англ. врач Гар-род (A. E. Garrod) впервые сформулировал концепцию о наследственных «ошибках» обмена веществ, подойдя таким образом к изучению молекулярных основ ряда Н. б.
В СССР большую роль в развитии учения о Н. б. человека сыграл Московский медико-биологический ин-т им. М. Горького (позднее - Медико-генетический ин-т), к-рый функционировал с 1932 по 1937 г. В этом ин-те проводились цитогенетические исследования и изучались болезни с наследственным предрасположением (сахарный диабет, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергия, гипертоническая болезнь и др.). Советский невропатолог и генетик С. Н. Давиденков (1934) впервые установил существование генетической гетерогенности Н. б. и причин их клин, полиморфизма. Он разработал основы нового вида медпомощи - медико-генетического консультирования (см. Медико-генетическая консультация).
Открытие материального носителя наследственности - ДНК, механизмов кодирования (см. Генетический код) позволило понять значение мутаций в развитии Н. б. Л. Полинг ввел понятие «молекулярные болезни», т. е. болезни, обусловленные нарушением последовательности аминокислот в полипептидной цепи. Введение в клинику методов разделения смеси белков, в т. ч. и ферментов, идентификации продуктов биохим, реакций, успехи цитогенетики, возможность картирования хромосом (см. Хромосомная карта) позволили выяснить природу ряда Н. б. Общее число известных Н. б. к 70-м гг. 20 в. достигло 2 тыс.
В зависимости от соотношения роли наследственных и экзогенных факторов в этиологии и патогенезе различных заболеваний Н. П. Бочков предложил все болезни человека условно разделить на четыре группы.
Первая группа болезней человека - это Н. б., при к-рых проявление патол, МУТАЦИИ (см.) как этиол, фактора практически не зависит от окружающей среды, к-рая в этом случае определяет лишь выраженность симптомов болезни. К заболеваниям этой группы относятся все хромосомные болезни (см.) и генные Н. б. с полным проявлением, напр, болезнь Дауна, Фенилкетонурия, гемофилия, гликозидозы и др.
Во второй группе болезней наследственные изменения также являются этиол, фактором, однако для проявления мутантных генов (см. Пенетрантность гена) необходимо соответствующее влияние окружающей среды. К таким заболеваниям относят подагру, нек-рые формы сахарного диабета, гиперлипопротеине-мий (см. Липопротеиды). Подобные заболевания чаще проявляются при постоянном воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (физическое или умственное переутомление, нарушение режима питания и др.). Эти болезни можно отнести к группе болезней с наследственным предрасположением; для одних из них окружающая среда имеет большее, для других - меньшее значение.
В третьей группе болезней этиол, фактором является окружающая среда, однако частота возникновения болезней и тяжесть их течения зависят от наследственного предрасположения. К заболеваниям этой группы относятся гипертоническая болезнь и атеросклероз, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергические заболевания, многие пороки развития, определенные формы ожирения.
Четвертая группа болезней связана исключительно с воздействием неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды, наследственность в их возникновении практически не играет никакой роли. К этой группе относят травмы, ожоги, острые инф. болезни. Однако генетические факторы могут оказать определенное влияние на течение патол, процесса, т. е. на темпы выздоровления, переход острых процессов в хронические, развитие декомпенсации функций пораженных органов.
Робертс (Roberts) и соавт. (1970) подсчитали, что среди причин детской смертности генетические компоненты болезни определяются в 42% случаев, в т. ч. 11% детей умирают от собственно Н. б. и 31% - от приобретенных заболеваний, развившихся на неблагоприятном наследственном фоне.
Известные к 70-м гг. 20 в. Н. б. подразделяют на три основные группы.
1. Моногенные болезни: а) по типу наследования - аутосомно-доми-нантные, аутосомно-рецессивные, сцепленные с полом; по фенотипическому проявлению - энзимопатий (болезни обмена веществ), в т. ч. болезни, обусловленные нарушением репарации ДНК, болезни, обусловленные патологией структурных белков, иммунопатология, в т. ч. нарушения в системе комплемента, нарушения синтеза транспортных белков, в т. ч. белков крови (гемоглобинопатии, болезнь Вильсона, атрансферринемия), патология свертывающей системы крови, патология переноса веществ через клеточные мембраны, нарушения синтеза пептидных гормонов.
2. Полигенные (мультифакториаль-ные) болезни или болезни с наследственным предрасположением.
3. Хромосомные болезни: полиплоидии, анеуплоидии, структурные перестройки хромосом.
Моногенные болезни наследуются в полном соответствии с законами Менделя (см. Менделя законы). Большинство известных Н. б. обусловлено мутацией структурных генов; возможность этиол, роли мутаций генов-регуляторов при нек-рых заболеваниях пока доказана лишь косвенно.
При аутосомно-рецессивном типе наследования мутантный ген проявляется только в гомозиготном состоянии. Больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой. Вероятность рождения больного ребенка составляет 25%. Родители больных детей могут быть фенотипически здоровы, но являются гетерозиготными носителями мутантного гена. Аутосомно-рецессивный тип наследования более характерен для заболеваний, при к-рых нарушена функция какого-либо фермента (или каких-либо ферментов),- так наз. энзимопатий (см.).
Рецессивное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие мутантного гена проявляется только при XY-наборе половых хромосом, т. е. у мальчиков. Вероятность рождения больного мальчика у матери - носительницы мутантного гена - составляет 50%. Девочки практически здоровы, но половина из них является носительницами мутантного гена (так наз. кондукторы). Родители здоровы. Часто болезнь обнаруживается у сыновей сестер пробанда или его двоюродных братьев по материнской линии. Больной отец не передает болезнь сыновьям. Этот тип наследования характерен для прогрессирующей мышечной дистрофии типа Дюшенна (см. Миопатия), гемофилии А и В (см. Гемофилия), синдрома Леша-Найхана (см. Подагра), болезни Гунтера (см. Гаргоилизм), Фабри болезни (см.), генетически обусловленной недостаточности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (некоторые формы).
Доминантное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие доминантного мутантного гена проявляется в любом наборе половых хромосом (XX, XY, Х0 и т. п.). Проявление заболевания не зависит от пола, однако более тяжело протекает у мальчиков. Среди детей больного мужчины в случае такого типа наследования все сыновья здоровы, все дочери поражены. Больные женщины передают измененный ген половине сыновей и дочерей. Данный тип наследования прослеживается при фосфат-диабете.
По фенотипическому проявлению к моногенным Н. б. относятся энзимопатий, к-рые составляют наиболее обширную и лучше всего изученную группу Н. б. Первичный дефект фермента расшифрован примерно при 150 энзымопатиях. Возможны следующие причины энзимопатий: а) фермент не синтезируется совсем; б) в молекуле фермента нарушена последовательность аминокислот, т. е. изменена его первичная структура; в) отсутствует или неправильно синтезируется кофермент соответствующего фермента; г) активность фермента изменена в связи с аномалиями в других ферментных системах; д) блокада фермента обусловлена генетически детерминированным синтезом веществ, инактивирующих фермент. Энзимопатий в большинстве случаев наследуются по аутосомно-рецессивному типу.
Мутация гена может повлечь за собой нарушение синтеза белков, выполняющих пластические (структурные) функции. Нарушение синтеза структурных белков - вероятная причина таких заболеваний, как остеодисплазии (см.) и остеогенез несовершенный (см.), синдром Элерса - Данлоса. Есть данные об определенной роли этих нарушений в патогенезе наследственных нефритоподобных заболеваний - синдрома Альпорта и семейной гематурии. В результате аномалий в структуре белков базальных, а также цитоплазматических мембран развивается тканевая гипопластическая дисплазия - гистологически обнаруживаемая незрелость тканевых структур. Можно допустить, что дисплазия ткани может выявляться не только в почках, но и в любых других органах. Патология структурных белков характерна для большинства Н. б., наследуемых по аутосомно-доминантному типу.
В стадии изучения находятся заболевания, в основе к-рых лежит недостаточность механизмов восстановления измененной молекулы ДНК. Нарушение механизмов репарации ДНК установлено при ксеродерме пигментной (см.), синдроме Блума (см. Пойкилодермия) и синдроме Коккейна (см. Ихтиоз), атаксии-телеангиэктазии (см. Атаксия), Дауна болезни (см.), анемии Фанкони (см. Гипопластическая анемия), системной красной волчанке (см.).
Генная мутация может привести к развитию иммунодефицитных болезней (см. Иммунологическая недостаточность). В наиболее тяжелых формах протекает агаммаглобулинемия (см.), особенно в сочетании с аплазией вилочковой железы. В 1949 г. Л. Полинг и сотр. установили, что причиной аномальной структуры гемоглобина при серповидноклеточной анемии (см.) является замена в молекуле гемоглобина остатка глутаминовой к-ты на остаток валина. Позднее было установлено, что эта замена явилась результатом генной мутации. Это послужило началом интенсивных исследований гемоглобинопатий (см.).
Известен ряд мутаций генов, контролирующих синтез факторов свертывания крови (см. Свертывающая система крови). Генетически детерминированные нарушения синтеза антигемофильного глобулина (VIII фактор) приводят к развитию гемофилии А. При нарушении синтеза тромбопластического компонента (фактор IX) развивается гемофилия В. Недостаток предшественника тромбопластина лежит в основе патогенеза гемофилии С.
Генные мутации могут быть причиной нарушения транспорта различных соединений (органические соединения, ионы) через клеточные мембраны. Наиболее изучены наследственная патология транспорта аминокислот в кишечнике и почках, синдром мальабсорбции глюкозы и галактозы, изучаются последствия нарушения калий-натриевого «насоса» клетки. Примером заболевания, вызванного наследственным дефектом транспорта аминокислот, является Цистинурия (см.), клинически проявляющаяся нефролитпазом и признаками пиелонефрита. Классическая Цистинурия обусловлена нарушением транспорта ряда диамгшокарбоновых к-т (аргинина, лизина) и цистина через клеточные мембраны как в кишечнике, так и в почках, и встречается реже гиперцистинурии, к-рая характеризуется только нарушением переноса цистина через клеточные мембраны в почках, при этом нефро-литиаз развивается редко. Этим объясняются кажущиеся противоречия литературных данных о частоте гиперцистинурии как биохим, признака и цистинурии как болезни.
Патология реабсорбции глюкозы в почечных канальцах - почечная глюкозурия связана с нарушением функции мембранных бел ков-переносчиков или с дефектами в системе обеспечения энергией процессов активного транспорта глюкозы; наследуется по аутосомно-доминантному типу. Нарушение реабсорбции бикарбонатов в проксимальных отделах нефрона или нарушение секреции водородных ионов клетками почечного эпителия дистальных отделов нефрона лежит в основе двух типов почечного канальцевого ацидоза (см. Лайтвуда-Олбрайта синдром).
Муковисцидоз также может быть отнесен к заболеваниям, в патогенезе к-рых существенную роль играет нарушение трансмембранного переноса и секреторной функции экзо-кринных желез. Известны заболевания, при к-рых нарушена функция мембранных механизмов, ответственных за поддержание нормального градиента концентраций ионов К + и Mg 2+ внутри и вне клетки, что клинически проявляется периодическими приступами тетании.
Полигенные (мультифакториальные) болезни или болезни с наследственным предрасположением обусловлены взаимодействием нескольких или многих генов (полигенные системы) и факторов окружающей среды. Патогенез болезней с наследствен-ным предрасположением, несмотря на их распространенность, изучен недостаточно. Отклонения от нормальных вариантов строения структурных, защитных и ферментных белков могут определять существование многочисленных диатезов в детском возрасте. Большое значение имеет поиск фенотипических маркеров наследственной предрасположенности к определенному заболеванию; напр., аллергический диатез может быть диагностирован на основании повышенного содержания в крови иммуноглобулина E и повышенной экскреции минорных метаболитов триптофана с мочой. Определены биохим, маркеры наследственной предрасположенности к сахарному диабету (тест на толерантность к глюкозе, определение иммунореактивного инсулина) , конституционально-экзогенному ожирению, гипертонической болезни (гиперлипопротеинемия). Достигнуты успехи в изучении взаимосвязи между группами крови AB0 (см. Группоспецифические вещества), системой гаптоглобина, антигенами HLA и болезнями. Установлено, что для лиц с тканевым гаплотипом HLA-B8 высок риск заболевания хрон, гепатитом, целиакией и миастенией; для лиц с гаплотипом HLA-A2 - хрон. гломерулонефритом, лейкозом; для лиц с гаплотипом HLA-DW4 - ревматоидным артритом, для лиц с гаплотипом HLA-A1 - атопической аллергией. Связь с системой гистосовместимости HLA обнаружена примерно для 90 заболеваний человека, многие из к-рых характеризуются иммунными нарушениями.
Хромосомные болезни подразделяются на аномалии, обусловленные изменениями количества хромосом (полиплоидии, анеуплоидии) или структурными перестройками хромосом - делеции (см.), инверсии (см.), транслокации (см.), дупликации (см.). Хромосомные мутации, возникшие в зародышевых клетках (гаметах), проявляются в так наз. полных формах. Нерасхождение хромосом и структурные изменения, развившиеся на ранних стадиях дробления зиготы, ведут к развитию мозаицизма (см.).
Риск повторного проявления большинства хромосомных болезней в семье не превышает 1 %. Исключение составляют синдромы транслокации, при к-рых величина повторного риска достигает 30% и более. Вероятность появления хромосомных аберраций резко увеличивается у женщин старше 35 лет.
Клин, классификация Н. б. построена по органному и системному принципу и не отличается от классификации приобретенных болезней. Согласно этой классификации выделяют Н. б. нервной и эндокринной систем, легких, сердечно-сосудистой системы, печени, жел.-киш. тракта, почек, систвхмы крови, кожи, уха, носа, глаз и др. Такая классификация условна, т. к. большинство Н. б. характеризуется вовлечением в патол, процесс нескольких органов или системным поражением тканей.
Частота моногенных Н. б. колеблется у разных этнических групп населения в разных географических зонах. Это отчетливо прослеживается на примере концентрации серповидно-клеточной анемии и талассемии в географических регионах с высокой подверженностью населения заболеванию малярией. Распространенность болезней с наследственным предрасположением в значительной степени определяет балансированный полиморфизм (см.). С этим явлением может быть также связана концентрация ряда моногенных Н. б. (Фенилкетонурия, муковисцидоз, гемоглобинопатии и др.). Особенности географического распределения Н. б. зависят также от дрейфа генов и эффекта родоначальника. В течение всего лишь 200 лет в Южной Африке таким путем распространились гены порфирии. Концентрация мутантных генов на ограниченных территориях связана с частотой кровнородственных браков, особенно высокой в изолятах (см.).
В Западной Европе и в СССР наиболее распространенными Н. б. обмена являются муковисцидоз (см.) - 1: 1200 - 1: 5000; Фенилкетонурия (см.) - 1: 12000 - 1: 15000; галактоземия (см.) - 1: 20000 - 1: 40000; Цистинурия- 1: 14000; гистидинемия (см.) - 1: 17000. Частота гиперлипопротеинемий (включая полигенно наследуемые формы) достигает 1: 100 - 1: 200. К часто встречающимся Н. б. обмена следует отнести гипотиреоз (см.) - 1: 7000; мальабсорбции синдром (см.) - 1: 3000; адреногенитальный синдром (см.) - 1: 5000 - 1: 11000, гемофилию - 1: 10000 (болеют мальчики).
Такие заболевания, как лейциноз, гомоцистинурия, встречаются относительно редко, их частота 1: 200 000 - 1: 220 000. Частота значительного числа Н. б. обмена по чисто техническим ограничениям (отсутствие экспресс-методов диагностики, сложность аналитических исследований для подтверждения диагноза) не установлена, хотя это не свидетельствует об их редкости.
Болезни с наследственным предрасположен ием также имеют особенности распространения в разных странах. Так, по данным Шандса (Shands, 1963), частота расщепления губы и неба в Англии составляет 1: 515, в Японии - 1: 333, в то же время spina bifida в Англии встречается в 10 раз чаще, чем в Японии, а врожденный вывих бедра наблюдается в 10 раз чаще в Японии, чем в Англии.
Частота всех хромосомных болезней среди новорожденных, по данным Кэбака (М. М. Kaback, 1978), составляет 5,6:1000, при этом все виды анеуплоидий, включая мозаичные формы, составляют 3,7: 1000, три-сомии по аутосомам и структурные перестройки - 1,9: 1000. Половину всех случаев структурных перестроек хромосом представляют семейные случаи, все трисомии представляют собой спорадические случаи, т. е. следствие вновь возникших мутаций. По данным Полани (P. Polani, 1970), ок.7% всех беременностей осложнены хромосомными аберрациями плода, к-рые в подавляющем большинстве случаев ведут к спонтанным абортам. Частота хромосомных аберраций у недоношэнных детей в 3-4 раза выше, чем у доношенных и составляет 2-2,5%.
Диагноз ряда Н. б. не представляет существенных затруднений и основывается на данных, полученных в результате общеклинического обследования (напр., болезнь Дауна, гемофилия, гаргоилизм, адреногенитальный синдром и др.). Однако в большинстве случаев при диагностике их возникают серьезныэ затруднения в связи с тем, что многие Н. б. по клин, проявлениям очень сходны с приобретенными болезнями - так наз. фенокопиями Н. б. Известно существование ряда фенотипически сходных, но гетерогенных в генетическом отношении болезней (напр., синдром Марфана и гомоцистинурия, галактоземия и синдром Лоу, фосфат-диабет и почечный канальцевый ацидоз). Все случаи атипично протекающих или хрон, заболеваний требуют клинико-генетического анализа. На Н. б. может указывать наличие специфических клин, признаков. Среди них особое диагностическое значение могут иметь признаки дисплазии-эпикант, гипертелоризм, седловидный ное, особенности строения лица («птичье», «кукольное», олигомимичное лицо и др.), черепа (долихоцефалия, брахицефалия, плагиоцефалия, «ягодичная» форма черепа и др.), глаз, зубов, конечностей и др.
При подозрении на Н. б. генетическое обследование больного начинается с получения подробных клинико-генеалогических данных на основании опроса о состоянии здоровья ближайших и отдаленных родственников, а также специального обследования членов семьи, что позволяет составить мед. родословную больного и определить характер наследования патологии (см. Генеалогический метод). Вспомогательное (а в ряде случаев и решающее) диагностическое значение имеют различные параклинические методы, в т. ч. биохим, и цитохим, исследования, электронная микроскопия клеток и т. д. Разработаны биохим, методы диагностики нарушений обмена веществ, основанные на применении хроматографии (см.), электрофореза (см.), ультрацентрифугирования (см.) и т. д. Для диагностики заболеваний, вызванных недостаточностью ферментов, применяют методы определения активности этих ферментов в плазме и клетках крови, в материале, полученном при биопсии органов, в культуре тканей.
Проведение биохимических исследований при Н. б. обмена в ряде случаев требует применения нагрузочных проб соединениями, метаболизм к-рых, как предполагают, нарушен. Расширение диагностических возможностей связано с разработкой и практическим использованием методов выделения, очистки и определения физ.-хим. характеристик, в т. ч. и кинетических, ферментов клеток крови и тканевых культур при Н. б.
Однако сложные аналитические методы не могут быть использованы для массовых обследований. В связи с этим проводят двухэтапное обследование с применением простых по-луколичественных методов на начальном этапе и при положительных результатах первого этапа - аналитические методы; эти программы получили название просеивающих или скрининг (см.).
Для полуколичественного определения содержания аминокислот, галактозы и ряда других соединений в крови чаще всего используют микробиологические методы (см. Гатри метод). В ряде лабораторий на нервом этапе применяют тонкослойную хроматографию. В некоторых случаях используют радиохимические методы, напр, для выявления гипотиреоза у новорожденных. Внедрение методов автоматического биохим, анализа облегчает проведение массового обследования детей на Н. б.
Во многих странах проводится массовый скрининг, при к-ром обследуются все новорожденные или дети более старшего возраста, и так наз. селективный скрининг, когда обследуются только дети из специализированных учреждений (соматических, психоневрологических, офтальмологических и других стационаров).
Массовые обследования детских контингентов (особенно новорожденных) позволяют выявлять наследственные нарушения обмена в доклинической стадии, когда диетотерапия и соответствующие лекарственные средства способны полностью предупредить развитие тяжелой инвалидности.
Разработка новых методов культивирования клеток, биохим, и цитогенетическое исследования сделали возможной пренатальную диагностику Н. б., в т. ч. всех хромосомных болезней и болезней, сцепленных с X-хромосомой, а также целый ряд наследственных нарушений обмена веществ. Результаты исследования могут служить показанием для прерывания беременности или начала лечения аномалий обмена еще во внутриутробном периоде. Пренатальная диагностика Н. б. показана в тех случаях, когда у одного из родителей обнаруживается структурная перестройка хромосом (транслокации, инверсии), когда возраст беременных женщин превышает 35 лет и когда в семье прослеживаются доминантно наследуемые заболевания или существует высокий риск возникновения рецессивных наследственных болезней - аутосомных или сцепленных с X-хромосомой.
Индуцировать синтез ферментов могут и витамины, причем особенно заметно при так наз. витаминозависимых состояниях, к-рые характеризуются развитием гипо- или авитаминоза не в связи с ограниченным поступлением витаминов в организм, а в результате нарушения синтеза специфических транспортных белков или апоферментов (см. Ферменты). Хорошо известна эффективность высоких доз витамина В6 (от 100 мг и выше в сутки) при так наз. пиридоксинзависимых состояниях и заболеваниях (цистатио-нинурия, гомоцистинурия, семейная гипохромная анемия, а также синдром Кнаппа - Комровера, болезнь Хартнупа, нек-рые формы бронхиальной астмы). Высокие дозы витамина D (до 50 000-200 000 ME в сутки) оказались эффективными при наследственных рахитоподобных заболеваниях (фосфат-диабет, синдром де Тони - Дебре - Фанкони, почечный канальцевый ацидоз). Витамин С в дозах до 1000 мг в сутки применяют при лечении алкаптонурия Высокие дозы витамина А назначают больным с синдромами Гурлер и Гунтера (мукополисахаридозы). Отмечено улучшение состояния больных мукополисахаридозами под влиянием преднизолона.
При лечении Н. б. используют принцип подавления обменных реакций, однако для этого необходимо иметь четкое представление о влиянии химических предшественников или метаболитов блокированной реакции на функции тех или иных систем.
Успехи пластической и восстановительной хирургии определили высокую эффективность хирургического лечения наследственных и врожден-денных пороков развития. Перспективно внедрение в практику лечения Н. б. методов трансплантации, что позволит не только заменить органы, подвергшиеся необратимым изменениям, но и осуществлять пересадки с целью восстановления синтеза белков и ферментов, отсутствующих у больных. Большой научно-практический интерес может представить трансплантация иммунокомпетентных органов (вилочковой железы, костного мозга) при лечении разных форм наследственной недостаточности иммунитета.
Одним из методов лечения Н. б. является назначение препаратов, связывающих токсические продукты, образующиеся в результате блокирования определенных биохим, реакций. Так, для лечения гепатоцере-бральной дистрофии (болезни Вильсона - Коновалова) применяют препараты, образующие растворимые комплексные соединения с медью (унитиол, пеницилламин). Комплексоны (см.), специфически связывающие железо, находят применение при лечении гемохроматоза, а комп-лексоны, образующие растворимые комплексные соединения кальция,- при лечении наследственных тубуло-патий с нефролитиазом. При лечении гиперлипопротеинемий применяют холестирамин, к-рый связывает холестерин в кишэчнике и препятствует его реабсорбции.
В стадии разработок находится поиск средств воздействия, к-рыми может оперировать генная инженерия (см).
Успехи в профилактике и лечении Н. б. в первую очередь будут связаны с созданием системы диспансерного обслуживания больных с наследственными заболеваниями. На основании приказа министра здравоохранения СССР № 120 от 31 октября 1979 г. «О состоянии и мерах по дальнейшему улучшению профилактики, диагностики и лечения наследственных болезней» в СССР будет организовано 80 консультативных кабинетов по мед. генетике, а также созданы центры по медикогенетическому консультированию, по наследственной патологии у детей и по пренатальной наследственной патологии.
Сохранение и улучшение здоровья населения зависит в значительной степени от профилактики Н. б., именно в этом заключается особо важная роль генетики, изучающей интимные механизмы всех функций организма и их нарушений.
Отдельные наследственные болезни - см. статьи по названию болезней.
Моделирование наследственных болезней
Моделирование наследственных болезней заключается в воспроизведении на животных или их органах, тканях и клетках наследственных болезней человека (одного патол, процесса или фрагмента патол, процесса) с целью установления этиологии и патогенеза этих болезней и разработки методов их лечения.
Моделирование сыграло большую роль в разработке эффективных методов лечения и профилактики инф. болезней. В начале 60-х гг. 20 в. в качестве модельных объектов для изучения наследственной патологии человека стали широко использовать лабораторных животных (мышей, крыс, кроликов, хомячков и др.). Моделями Н. б. человека могут быть также сельскохозяйственные и дикие животные, как позвоночные, так и беспозвоночные.
Возможность моделирования Н. б. прежде всего связана с наличием у человека и животных гомологичных локусов, контролирующих сходные процессы обмена вещэств в норме и при патологии. Причем по закону гомологических рядов в наследственной изменчивости, сформулированному Н. И. Вавиловым в 1922 г., чем ближэ друг к другу расположены виды в их эволюционном родстве, тем больше должно быть у них гомологичных генов. У млекопитающих процессы обмела веществ, а также строение и функции органов сходны, поэтому такие животные представляют наибольший интерес для изучения Н. б. человека.
С точки зрения этиологии, более оправдано моделирование на животных тех наследственных аномалий человека, к-рые обусловлены генными мутациями. Это объясняется большей вероятностью наличия у человека и животных гомологичных генов, чем гомологичных участков (сегментов) или целых хромосом. Линин животных, являющихся носителями одной и той же наследственной аномалии, возникшей в результате мутации гена, называют мутантными.
Обязательным условием успешного моделирования Н. б. человека на животных является гомо логичность или идентичность заболеваний у человека и мутантного животного, о чем свидетельствует однозначность или сходство генных эффектов. Моделирование Н. б. человека можно также осуществлять на изолированных органах, тканях или клетках. Большой научный и практический интерес представляет частичное моделирование, т. е. воспроизведение не всего заболевания в цэ-лом, а только одного патол, процесса или даже фрагмента такого процесса.
В результате сложного взаимодействия продуктов многих генов и существования гомеостатических механизмов у высших позвоночных конечные эффекты разных мутантных генов могут оказаться во многом сходными. Однако это еще не говорит об однотипности действия генов, обусловливающих аномалии, и сходстве патогенеза. Следовательно, имеется больше специфических различий в первичных, чем во вторичных или конечных эффектах мутантных генов. Поэтому в большинстве случаев следует ожидать более выраженных особенностей в действии генов на молекулярном или клеточном уровне, чем на уровне целостного организма. Этим объясняется стремление экспериментаторов обнаружить первичное генетически обусловленное отклонение от нормы для того, чтобы правильно понять патогенез аномалии и четко разграничить клинически сходные формы заболеваний.
Возможность использования большого числа животных на различных стадиях развития патол, процесса имеет большое значение для уточнения и конкретизации патогенеза аномалий и разработки методов их терапии и профилактики.
Известно много мутантных линий животных, представляющих интерес как модели Н. б. человека. На нек-рых из них, в частности на линиях мышей с наследственным ожирением, иммунодефицитными состояниями, диабетом, мышечной дистрофией, дегенерацией сетчатки и т. д., проводятся интенсивные исследования. Большое значение придается активным поискам у животных аномалий, сходных с определенными Н. б. человека. Животных, у к-рых обнаружены такие аномалии, следует сохранять, т. к. они представляют большой интерес для медицины.
Библиография: Антенатальная диагностика генетических болезней, под ред. A. E. X. Эмери, пер. с англ., М., 1977;БадалянЛ. О., Таболин В. А. и Вельти-щ e в Ю. Е. Наследственные болезни у детей, М., 1971; Барашнев Ю. И. и Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни обмена веществ у детей, М., 1978, библиогр.; Бочков Н. П. Генетика человека, М., 1978, библиогр.; Д а-виденкова Е. Ф. и Либерман И. С. Клиническая генетика, Л., 1975, библиогр.; Конюхов Б. В. Биологическое моделирование наследственных болезней, М., 1969, библиогр.; H e й- ф а х С. А. Биохимические мутации у человека и экспериментальные подходы к их специфическому лечению, Журн. Всесоюз. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева, т. 18, Л« 2, с. 125, 1973, библиогр.; Харрис Г. Основы биохимической генетики человека, пер. с англ., М., 1973, библиогр.; Эфроимсон В. П. Введение в медицинскую генетику, М., 1968; К a b а с k М. М. Medical genetics an overview, Pediat. Clin. N. Amer., v. 24, p. 395, 1978; Knapp A. Genetisclie Stoffwechselstorungen, Jena, 1977, Bibliogr.; Lenz W. Medizinische Genetik, Stuttgart, 1976, Bibliogr.; McKusick Y. Mendelian inheritance in man, Baltimore, 1978; Medical genetics, ed. by G. Szab6 a. Z. Papp, Amsterdam, 1977; The metabolic basis of inherited diseases, ed. by J. B. Stanbury a. o., N. Y., 1972.
Ю. E. Вельтищев; Б. В. Конюхов (ген.).
Наследственные заболевания – это болезни, вызванные хромосомными и генными мутациями. Некоторые путают наследственные заболевания с врожденными. Действительно, врожденные болезни, то есть заболевания, с которыми рождается ребенок, могут быть наследственными, но их причиной может стать и какое-либо повреждающее внешнее воздействие на эмбрион или плод – инфекция, ионизирующее излучение, токсическое вещество. С другой стороны, не все наследственные заболевания врожденные, так как некоторые из них могут возникнуть и позднее, даже у взрослого человека. Появление наследственного заболевания не зависит от внешних причин и всегда обусловлено патологической мутацией.
Существуют еще и заболевания с наследственной предрасположенностью. Это сахарный диабет, атеросклероз, ожирение, язва желудка и двенадцатиперстной кишки и др. Они могут возникнуть у человека, родственники которого страдали этими патологиями, под влиянием внешних воздействий – неправильного питания, недостатка движения, сильного стресса (но это не означает, что такое обязательно случится).
Сегодня медицине известно около пяти тысяч наследственных заболеваний – генных и хромосомных.
Генные болезни
Большая часть всех наследственных заболеваний вызвана именно генными мутациями. К ним относятся ферментопатии – различные нарушения обмена веществ. Ферменты из-за мутации генов изменяют свои свойства или вообще не вырабатываются организмом, и в результате биохимическая реакция, в которой задействован данный фермент, не осуществляется.
К подобным наследственным заболеваниям относятся фенилкетонурия, гомоцистинурия, альбинизм, болезнь «кленового сиропа» (нарушен обмен аминокислот); галактоземия и фруктоземия (нарушения углеводного обмена); болезнь Тея–Сакса, плазматический липоидоз (нарушения жирового обмена); болезнь Коновалова–Вильсона (нарушения обмена металлов); болезнь Леша–Найхана (нарушения обмена пуринов).
Наследственные заболевания могут переходить из поколения в поколение, как, например, фенилкетонурия. При этой болезни организм не может усваивать фенилаланин, аминокислоту, ответственную за образование гормонов адреналина, тирозина, норадреналина. В результате возникают тяжелые поражения нервной системы, проявляющиеся нарушением двигательных функций, слабоумием.
Синдром Марфана (арахнодактилия) – наследственное заболевание соединительной ткани вследствие мутации гена, отвечающего за синтез фибриллина. Болезнь затрагивает костно-мышечную систему, кожу, глаза, сердечно-сосудистую систему. Люди с синдромом Марфана отличаются худобой, высоким ростом, длинными руками и ногами («люди-пауки»), для них характерны сухость кожи, чрезмерная подвижность суставов, деформации позвоночника и грудной клетки. Они страдают пороками сердца, аневризмой аорты, подвывихом хрусталика. С интеллектом же у них все в порядке. Более того, синдромом Марфана страдали такие выдающиеся личности, как Авраам Линкольн, Никола Паганини, Шарль де Голль, Корней Чуковский.
Патологические мутации могут возникать и в процессе эмбрионального развития. Так, ахондроплазия – нарушение роста костей и карликовость – в 80% случаев вызвана новой мутацией, при этом в семье этой болезнью никто никогда не страдал.
Генной мутацией обусловлен и синдром Матрина–Белл (синдром ломкой X-хромосомы). Болезнь обнаруживается в детском возрасте и характеризуется умственной отсталостью.
Большинство наследственных заболеваний проявляется в детстве, но мутации генов могут дать знать о себе и в зрелом возрасте. Так, болезнь Альцгеймера , развивающаяся сравнительно рано, в 50 лет, обязана своим появлением именно генной мутации.
Хромосомные болезни
Эти болезни вызваны хромосомными и геномными мутациями, то есть изменением строения или числа хромосом. Они, как правило, появляются при формировании половых клеток. Часто такие мутации приводят к выкидышу или рождению мертвого младенца, в некоторых случаях ребенок рождается, но оказывается больным.
К хромосомным болезням относится всем известный синдром Дауна – в хромосомном наборе таких больных имеется лишняя хромосома. Для людей с синдромом Дауна характерны своеобразный внешний вид, умственная отсталость, пониженная сопротивляемость заболеваниям.
– хромосомная болезнь, поражающая только женщин и заключающаяся в отсутствии одной половой хромосомы. У таких больных недоразвиты яичники, из-за чего внешние половые признаки сглажены: у них низкий рост, широкие плечи, короткие ноги, узкий таз. Характерная особенность – складки кожи, идущие от затылка на шею (шея сфинкса). Умственное развитие у таких больных остается в норме, но они отличаются эмоциональной неустойчивостью. У женщин с синдромом Шерешевского–Тернера отсутствуют менструации, и они не могут иметь детей.
Синдром Клайнфельтера – мужская хромосомная аномалия. Она заключается в наличии у мужчины одной или нескольких женских половых хромосом, что и определяет «женственный» внешний вид больного – слабо развитую мускулатуру, узкие плечи, широкий таз. У мужчин с синдромом Клайнфельтера недоразвиты яички, и в результате сперматозоиды не образуются или образуются в очень малых количествах.
Часто мужчины узнают о своем заболевании, только когда решают завести детей. После исследований выясняется, что бесплодие вызвано именно синдромом Клайнфельтера.
Синдром кошачьего крика , или синдром Лежена , вызван нарушением в структуре 5-й хромосомы. Назван синдром из-за необычного плача детей, высокого, пронзительного, напоминающего мяуканье кошки, что связано с дефектом в развитии гортани. Дети с этим синдромом рождаются с микроцефалией (маленькая голова), они страдают умственной неполноценностью, у них обнаруживается большое число отклонений в развитии различных органов, тяжелые осложнения. Большинство из них умирают в раннем возрасте.
Профилактика наследственных заболеваний
Сегодня часть наследственных заболеваний можно обнаружить еще до рождения ребенка с помощью молекулярно-генетических исследований. Конечно, некоторые такие исследования небезопасны, поэтому их выполняют только при необходимости, когда женщина находится в группе риска: в семье имеются случаи наследственных заболеваний, первый ребенок родился больным, если женщина рожает после 35 лет (риск рождения ребенка с синдромом Дауна) и др. Но лучше, если оба родителя, пройдут генетическое исследование еще на стадии планирования беременности и определят, насколько велик у них риск рождения ребенка с наследственным заболеванием.
При изучении характера наследования различных признаков у человека описаны все известные типы наследования и все типы доминирования. Многие признаки наследуются моногенно , т.е. определяются одним геном и наследуются в соответствии с законами Менделя. Моногенных признаков описано более тысячи. Среди них есть как аутосомные, так и сцепленные с полом. Некоторые из них приведены ниже.
Моногенные болезни встречаются у 1-2% населения земного шара. Это очень много. Частота спорадических моногенных болезней отражает частоту спонтанного мутационного процесса. Среди них большую долю составляют болезни с биохимическим дефектом. Типичным примером является фенилкетонурия .
Семейное проявление
синдрома Морфана
Это тяжелое наследственное заболевание, обусловленное мутацией одного гена, нарушающей нормальный цикл превращения фенилаланина. У больных эта аминокислота накапливается в клетках. Болезнь сопровождается выраженной неврологической симптоматикой (повышенной возбудимостью), микроцефалией (маленькая голова) и в итоге приводит к идиотии. Диагноз ставится биохимически. В настоящее время в родильных домах проводится стопроцентное скринирование новорожденных на фенилкетонурию. Болезнь излечима, если вовремя перевести ребенка на специальную диету, исключающую фенилаланин.
Еще один пример моногенной болезни — синдром Морфана, или болезнь “паучьих пальцев” . Доминантная мутация одного гена имеет сильный плейотропный эффект. Помимо усиленного роста конечностей (пальцев), у больных наблюдается астения, порок сердца, вывих хрусталика глаза и другие аномалии. Болезнь протекает на фоне повышенного интеллекта, в связи с чем ее называют “болезнью великих людей”. Ею болели, в частности, американский президент А. Линкольн и выдающийся скрипач Н. Паганини.
Многие наследственные болезни связаны с изменением структуры хромосом или их нормального количества, т.е. с хромосомными или геномными мутациями. Так, тяжелое наследственное заболевание у новорожденных, известное как “синдром кошачьего крика ”, вызвано утратой (делецией) длинного плеча 5-й хромосомы. Эта мутация приводит к патологическому развитию гортани, что вызывает характерный плач ребенка. Болезнь несовместима с жизнью.
Широко известная болезнь Дауна является результатом присутствия в кариотипе лишней хромосомы из 21-й пары (трисомия по 21-й хромосоме). Причиной служит нерасхождение половых хромосом при образовании половых клеток у матери. В большинстве случаев появления у новорожденных лишней хромосомы возраст матери достигает, по крайней мере, 35 лет. Мониторинг частоты этого заболевания в районах с сильным загрязнением окружающей среды обнаружил существенное увеличение количества больных этим синдромом. Предполагается также влияние вирусной инфекции на организм матери в период созревания яйцеклетки.
Отдельную категорию наследственных болезней составляют синдромы, связанные с изменением нормального количества половых хромосом . Как и болезнь Дауна, они возникают при нарушении процесса расхождения хромосом в гаметогенезе у матери.
У человека, в отличие от дрозофилы и других животных, Y-хромосома играет большую роль в определении и развитии пола. При отсутствии ее в наборе с любым количеством Х-хромосом особь фенотипически будет женской, а ее присутствие определяет развитие в сторону мужского пола. В частности, особи мужского пола с хромосомным набором ХХY + 44А больны синдромом Клайнфельтера . Они характеризуются умственной отсталостью, непропорциональным ростом конечностей, очень маленькими семенниками, отсутствием сперматозоидов, ненормальным развитием молочных желез и другими патологическими признаками. Увеличение числа Х-хромосом в сочетании с одной Y-хромосомой не изменяет определение мужского пола, а лишь усиливает синдром Клайнфельтера. Впервые кариотип ХХYY был описан в 1962 г. у 15-летнего мальчика со значительной умственной отсталостью, евнухоидными пропорциями тела, с уменьшенными в размере яичками и оволосением по женскому типу. Подобные же признаки характерны для больных с кариотипом ХХХYY.
Синдром Клайнфельтера (1) и синдром Тернера-Шерешевского (2)
Отсутствие одной из двух Х-хромосом в кариотипе женщины (ХО) вызывает развитие синдрома Тернера-Шерешевского . Больные женщины обычно низкорослы, менее 140 см, коренасты, со слабо развитыми молочными железами, имеют характерные крыловидные складки на шее. Как правило, они бесплодны из-за недоразвития половой системы. Чаще всего беременность при этом синдроме приводит к самопроизвольному аборту. Только около 2% больных женщин сохраняют беременность до конца.
Трисомия (ХХХ) или полисомия по Х-хромосоме у женщин часто вызывает заболевание, сходное с синдромом Тернера-Шерешевского.
Наследственные болезни, связанные с изменением числа Х-хромосом, диагносцируются цитологическим методом по количеству в клетках телец Барра или полового хроматина. В 1949 г. М. Барр и Ч. Бертрам, изучая интерфазные ядра нейронов у кошки, обнаружили в них интенсивно красящееся тельце. Оно присутствовало только в ядрах клеток самок. Оказалось, что оно встречается у многих животных и всегда связано с полом. Эта структура получила название полового хроматина , или тельца Барра. В ходе тщательного цитологического и цитогенетического анализа было установлено, что половой хроматин представляет собой одну из двух женских половых хромосом, находящуюся в состоянии сильной спирализации и потому неактивную. У женщин с синдромом Тернера-Шерешевского (кариотип ХО) не обнаруживается полового хроматина, так же как и у нормальных мужчин ХY. Нормальные женщины ХХ и аномальные мужчины имеют по одному тельцу Барра, а женщины ХХХ и мужчины ХХХY — по два и т.д.
Лица с наследственными заболеваниями обычно рождаются с большими физическими отклонениями, что позволяет рано диагносцировать болезнь. Но иногда заболевание не дает о себе знать месяцами и даже десятилетиями. Например, тяжелая наследственная болезнь, вызванная поражением центральной нервной системы — хорея Гентингтона — может проявиться только после 40 лет, и тогда ее носитель успевает оставить потомство. Для больных характерны непроизвольные подергивающиеся движения головы и конечностей.
Бывает так, что человек производит впечатление абсолютно здорового индивидуума, но у него есть наследственная предрасположенность к определенному заболеванию, которое проявляется под воздействием внешних или внутренних факторов. Например, некоторым людям свойственна тяжелая реакция на определенные лекарственные препараты, которая обусловлена генетическим дефектом — отсутствием в организме специфического фермента. Иногда наблюдается смертельная реакция на наркоз с виду совершенно здоровых людей, но на самом деле носящих в себе в скрытом виде особую наследственную болезнь мышц. У таких пациентов во время или после операции, проходящей под наркозом, внезапно подскакивает температура (до 42°).
Наследственными заболеваниями являются болезни, развитие которых обусловлено определенными генными и хромосомными мутациями. Довольно часто путаются такие термины как «наследственные заболевания» и «врожденные болезни», которые могут употребляться и как синонимы.
К числу врожденных заболеваний относятся те болезни, которые присутствуют при рождении ребенка, при этом их развитие может быть спровоцировано не только наследственными факторами, но также и экзогенными.
К примеру, к их числу могут относиться пороки развития сердца, которые могут быть связаны с отрицательным воздействием на ребенка химических соединений, ионизирующего излучения, разнообразных лекарственных препаратов, которые принимает женщина во время беременности, и конечно, наличием различных внутриутробных инфекций.
При этом далеко не все наследственные заболевания будут относиться к числу врожденных, ведь многие из них могут начинать проявляться после периода новорожденности (к примеру, после 40 лет может быть обнаружена хорея Гентингтона).
Практически в 30% случаев госпитализация детей происходит по причине врожденных и наследственных заболеваний. При этом наибольшее значение будет иметь именно не изученная природа того или иного заболевания, что в значительной степени может быть обусловлено наличием генетических факторов.
Наследственные болезни могут иметь и такой синоним, как «семейные заболевания», ведь начало их развития, чаще всего, обусловлено не только определенными наследственными факторами, но также и профессиональными либо национальными традициями семьи, и конечно, условиями жизни человека.
С учетом того, какое именно соотношение имеется в развитии того или иного заболевания экзогенных и наследственных факторах, в патогенезе и этиологии, все человеческие болезни могут быть условно разделены ровно на три категории:
- 1-я категория – это те наследственные заболевания, которые проявляются с учетом патологической мутации как этиологический фактор, которые практически не будут зависеть от воздействия окружающей среды, так как в этом случае она будет определяться только в качестве степени выраженности определенных признаков самого заболевания. К 1-ой категории наследственных заболеваний будут относиться все генные и хромосомные болезни, характеризующиеся полным проявлением (к примеру, к их числу будет относиться , и др.);
- 2-я категория – это те заболевания, которые носят название мультифакториальные болезни. То есть в основе их развития лежит именно взаимодействие средовых и генетических факторов. К данной категории наследственных заболеваний будут относиться такие болезни как , язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки и желудка, разнообразные аллергические заболевания, а также различные пороки развития и некоторые формы ожирения.
Наличие генетических факторов, которые представляются характерной полигенной системой, будет обусловлена генетическая предрасположенность, при этом начало ее реализации может происходить в случае воздействия вредных либо неблагоприятных факторов окружающей среды (к примеру, умственное либо физическое переутомление, нарушение сбалансированного и рационального питания, нарушение привычного режима и др.). При этом для одной категории людей такое влияние будет иметь меньшее значение, а для других большее.
К числу мультифакториальных заболеваний будут относиться и определенные состояния, при которых только один мутантный ген будет играть главную роль генетического фактора. Однако, данное состояние проявляется только при условии наличия определенных благоприятных условий (к примеру, такое состояние может проявляться при дегидрогеназе, то есть дефиците глюкозо-6-фосфата);
- 3-я категория – это определенные заболевания, начало развития которых напрямую связано с воздействием вредных либо негативных факторов окружающей среды, при этом наличие наследственности не будет играть практически никакого значения. К данной категории относятся ожоги, травмы, а также острые инфекционные заболевания. Но, в то же время, на течение самого заболевания непосредственное влияние могут оказывать и определенные генетические факторы (к примеру, на скорость выздоровления, развитие декомпенсации функции травмированных органов, переход из острого формы в хроническую и т.д.). Чаще всего наследственные заболевания будут подразделяться на три главные группы – это моногенные, хромосомные и полигенные (то есть заболевания с наличием наследственной предрасположенности либо мультифакториальные).
Классификация наследственных заболеваний
Клиническая классификация болезней построена по системному и органному принципу. С учетом данной классификации наследственные заболевания выделяются эндокринной, нервной, сердечно сосудистой и дыхательной систем. А также желудочно-кишечного тракта, печени, систем крови, почек, глаз, уха, кожи и т.д.
В то же время данная классификация является условной, ведь большая часть наследственных заболеваний будет характеризоваться именно вовлечением в сам патологический процесс системного поражения тканей либо нескольких органов.
По типу наследования моногенные заболевания могут быть аутосомно-рецессивными, аутосомно-доминантными, сцепленными с полом. С учетом фенотипического проявления – ферментопатиями, то есть болезнями обмена веществ, к числу которых относятся и заболевания с нарушением репарации ДНК. К фенотипическому проявлению относятся иммунопатология (также заболевания, которые были спровоцированы нарушениями в системе комплемента), патологий свертывающей системы крови, нарушениями синтеза пептидных гормонов и транспортных белков.
К числу моногенных заболеваний также будет относиться и группа синдромов, которые имеют большое количество врожденных пороков развития, при наличии которых будет не уточнен и первичный дефект мутантного гена. Все моногенные заболевания будут наследоваться от родителей с учетом всех законов Менделя.
Большая часть известных науке наследственных заболеваний обусловлена именно мутациями структурных генов, при этом на сегодняшний день все еще имеет косвенное доказательство и вероятность этиологической роли мутаций генов-регуляторов при определенной категории заболеваний.
Для заболеваний, в основе развития которых лежит именно нарушение правильного синтеза белков либо структурных белков, которые выполняют определенные специфические функции (к примеру, гемоглобина) является характерным аутосомно-доминантный тип наследования.
В случае наличия именно аутосомно-доминантного типа наследование воздействие мутантного гена будет проявляться практически во всех случаях. С одинаковой частотой происходит рождение как больных девочек, так и больных мальчиков. При этом в потомстве вероятность начала развития болезни составляет примерно 50%. Если в гамете одного из родителей произойдет снова развитие мутации, тогда может иметь место спорадический случай доминантной патологии. По данному типу наследования могут передаваться болезнь Олбрайта, отосклероз, дизостоз, талассемия, пароксизмальная миоплегия и т.д.
В случае наличия именно аутосомно-рецессивного типа наследования, сам мутантный ген проявляться будет исключительно при гомозиготном состоянии. При этом в равной степени происходит рождение больных девочек и мальчиков. Степень рождение больного малыша составляет примерно 20%. При этом больной ребенок может рождаться и у фенотопически здоровых родителей, которые в то же время являются носителями мутантного гена.
Наиболее характерным является аутосомно-рецессивный тип наследования болезней для тех заболеваний, при развитии которых будут нарушаться функции нескольких либо одного фермента, что носит название ферментопатия.
В основе рецессивного наследования, которое сцеплено с Х-хромосомой, находится именно воздействие мутантного гена, проявление которого происходит исключительно при XY-наборе половых хромосом, следовательно, у мальчиков. Примерно 50% составляет вероятность рождение у матери, которая выступает носительницей мутантного гена, больного мальчика. Рожденные девочки будут являться практически здоровыми, при этом некоторая часть из них будет выступать носительницами мутантного гена, которые еще могут называться «кондукторы».
В основе доминантного наследования, которое сцеплено с Х-хромосомой, находится воздействие именно доминантного мутантного гена, который может проявляться при наличии совершенно любого набора половых хромосом. Наиболее тяжело такие заболевания будут протекать именно у мальчиков. У больного мужчины, имеющего данный тип наследования, будут полностью здоровы все сыновья, но дочери рождаются пораженными. В будущем больные женщины способны передавать дочерям и сыновьям измененный ген.
В результате произошедшей мутации гена может произойти нарушение правильного синтеза белков, которые выполняют структурные либо пластические функции. Наиболее вероятной причиной начала развития таких болезней, как остеогенез несовершенный и остеодисплазия является именно нарушение синтеза структурных белков.
На сегодняшний день существуют данные о том, что подобные нарушения играют не последнюю роль в патогенезе наследственных нефритоподобных болезней (семейная гематурия, синдром Альпорта). В результате произошедших аномалий в структуре белков, может наблюдаться дисплазия ткани как в почках, так и в любых других органах. Именно патология структурных белков является характерной для большей части наследственных заболеваний, которые имеют аутосомно-доминантный тип наследования.
В результате произошедшей мутации гена может произойти развитие заболеваний, которые спровоцированы иммунодефицитными состояниями. Довольно тяжело будет протекать именно агаммаглобулинемия, особенно при условии сочетания с аплазией вилочковой железы.
Главной причиной образования гемоглобина, имеющего аномальную структуру при серповидно-клеточной анемии, будет являться замена в его молекулы остатков глутаминой кислоты остатком ванилина. Именно такая замена является результатом произошедшей генной мутации. В результате достижения этого открытия было положено начало более подробного изучения довольно большой группы наследственных болезней, которые могут быть спровоцированы .
На сегодняшний день ученые установили ряд мутантных генов, которые контролируют синтез факторов свертывания крови. В результате произошедших генетических детерминированных нарушениях в синтезе антигемофилического глобулина возможно начало развития . В том случае, если происходит нарушение в синтезе тромбопластического компонента, начинается развитие гемофилии В. А в результате недостатка предшественника тромбопластина находится основа патогенеза гемофилии С.
Именно в результате произошедших генных мутаций может происходить и нарушение в механизме транспорта через клеточные мембраны разнообразных соединений. На сегодняшний день наиболее изученными являются наследственные патологии транспорта в почках и кишечнике аминокислот.
В основе мультифакториальных либо полигенных наследственных заболеваний, или заболеваний, которые имеют наследственное предрасположение, лежит взаимодействие сразу нескольких генов как в полигенных системах, так и факторов окружающей среды. Не смотря на то, что заболевания с наличием наследственной предрасположенности на сегодняшний день являются довольно распространенными, на сегодняшний день они еще плохо изучены.
Рассказать о вероятности наследования ребенком того или иного заболевания может только опытный специалист.
