Особенности наследственности и изменчивости человека.Наследственные болезни

Основные закономерности наследственности и изменчивости, установленные для живых организмов, универсальны, следовательно, справедливы и для человека. Их изучением занимается генетика человека.  
 

Как объект генетических исследований человек имеет свои особенности:  

 

1.        Невозможность подбора брачных пар.  

 

2.        Невозможность экспериментального получения мутаций.  

 

3.        Позднее половое созревание.  

 

4.        Медленная смена поколений.  

 

5.        Сложный кариотип с большим числом групп сцепления.  

 

6.        Значительная фенотипическая изменчивость под влиянием условий среды.  

 

Все это делает неприемлемым гибридологический метод для изучения генетики человека. Вместе с тем, благодаря точной выборке из большого числа брачных пар, возможности учета в большой популяции семей с интересующими признаками, разработке новейших методов работы с ДНК и т. д., генетика человека в последние годы достигла значительных успехов.  

 

Наследственные болезни человека  

 

В настоящее время выявлено большое число заболеваний, связанных с изменением генетического материала — так называемые наследственные заболевания. Среди них выделяют генные, хромосомные и болезни с наследственной предрасположенностью.  

 

Генные болезни — это группа заболеваний, возникающих при повреждениях ДНК на уровне гена. Обычно данные заболевания являются моногенными, т.е. в основе патологических последствий лежит одна пара аллельных генов. Общая частота генных заболеваний в популяции составляет 1—2 %. Моногенные заболевания наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования выделяют аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с полом заболевания.  

 

Большинство генных патологий вызвано мутациями в структурных генах, осуществляющих свою функцию через синтез белков. Мутация ведет к изменению структуры или количества белка, что может вызвать функциональные и фенотипические проявления. К генным болезням относятся многочисленные болезни обмена веществ. Они могут быть связаны с нарушением обмена углеводов, липидов, аминокислот, металлов и др.  

 

Примером наследственных болезней нарушения аминокислотного обмена является фенилкетонурия. Это заболевание вызывается нарушением метаболизма фенилаланина и связано с дефектом рецессивного гена, кодирующего фермент превращения этой аминокислоты в тирозин. В результате в организме накапливается фенилаланин, в дальнейшем превращающийся в фенилпировиноградную кислоту, которая является нейротропным ядом, вызывающим повреждения нервной системы. При своевременной постановке диагноза (на ранних этапах развития ребенка) фенилкетонурия успешно лечится с помощью специально подобранной диеты с низким содержанием фенилаланина.  

 

Мутация гена, отвечающего за синтез белка соединительнотканных волокон фибриллина, приводит к блокировке его синтеза. В результате развивается синдром Марфана («паучьи пальцы»), наследуемый по аутосомно-доминантному типу и характеризующийся системным поражением соединительной ткани. Больных отличают высокий рост, длинные паукообразные пальцы, плоскостопие, деформация грудной клетки. Кроме этого заболевание может сопровождаться недоразвитием мышц, косоглазием, катарактой, врожденными пороками сердца и т. д. Следует отметить, что синдромом Марфана страдали такие известные люди, как Никколо Паганини и Авраам Линкольн.  

 

Кроме нарушений обмена веществ, генные мутации способны вызвать изменения отдельных признаков: короткопалость, шестипалость, карликовость, атрофию зрительного нерва, глухоту и т. д.  

 

Хромосомные болезни принято делить на две группы: болезни, связанные с аномалиями числа хромосом, и болезни, связанные с аберрациями (структурными нарушениями) хромосом. В настоящее время описано около 700 таких заболеваний. Большинство из них приходится на патологию половых хромосом, затем идут аутосомные трисомии, реже всего встречаются аберрации хромосом.  

 

К синдромам с числовыми аномалиями половых хромосом относятся: синдром Шерешевского-Тернера, синдром полисомии по Х-хромосоме у женщин, синдром Кляйнфельтера. Причиной данных заболеваний является нарушение расхождения половых хромосом при образовании гамет.  

 

Синдром ШерешевскогоТернера характерен только для женщин и связан с отсутствием одной Х-хромосомы (моносомия по Х-хромосоме, кариотип — 44+ХО). Частота встречаемости — 1:3000 новорожденных. Для женщин, страдающих этим заболеванием, характерен низкий рост (в среднем 135 см), короткая шея с боковыми кожными складками, укорочение 4-го и 5-го пальцев рук, отсутствие или слабое развитие вторичных половых признаков, бесплодие. Нередко отмечаются косоглазие, катаракта, дефекты слуха, аномалии мочевой системы. В 50 % случаев больные страдают умственной отстало­стью или склонностью к психозам.  

 

Синдром Кляйнфельтера наблюдается с частотой 2:1000 новорожденных мальчиков. Больные имеют лишнюю Х-хромосому (кариотип — 44+XXY). Генетические аномалии проявляются в период полового созревания и выражаются в недоразвитии семенников и вторичных половых признаков. Для мужчин с данным синдромом характерен высокий рост, евнухоидный тип телосложения (узкие плечи, широкий таз), увеличение грудных желез, слабый рост волос на лице. У большинства нарушен сперматогенез, они бесплодны. Возможно отставание развития интеллекта.  

 

Среди аутосомных трисомий наиболее распространенным является синдром Даунапричиной которого является трисомия по 21-й хромосоме. Частота заболевания составляет 1:600—800 новорожденных.  

 

Больные с данным синдромом обычно характеризуются низким ростом, круглым уплощенным лицом, монголоидным разрезом глаз с эпикантусом — нависающей складкой над верхним веком, маленькими деформированными ушами, выступающей челюстью, маленьким носом с широкой плоской переносицей, нарушением умственного развития. Около половины больных имеет пороки развития сердечно-сосудистой системы (порок сердца, аномалии крупных сосудов). Болезнь сопровождается снижением иммунитета, расстройством эндокринных желез, нарушением обмена веществ.  

 

Встречаются заболевания, связанные с трисомией по 13-й (синдром Патау) и 18-й (синдром Эдвардса) хромосомам. Дети с данными аномалиями хромосом из-за множественных пороков развития обычно умирают в возрасте до одного года.  

 

К заболеваниям, связанным с нарушением структуры хромосом, относится синдром кошачьего крика, вызываемый нехваткой короткого плеча 5-й хромосомы.  

 

Около 90 % общего числа наследственных патологий человека составляют заболевания с наследственной предрасположенностью. К наиболее часто встречающимся болезням данного типа относятся: ревматизм, цирроз печени, сахарный диабет, гипертония, ишемическая болезнь сердца, шизофрения, бронхиальная астма и др. В отличие от генных болезней степень проявления заболевания зависит как от наследственности, так и от действия факторов внешней среды. Определенное сочетание внешних факторов может спровоцировать раннее развитие болезни. Например, курение может стимулировать развитие бронхиальной астмы, гипертонической болезни и т. д.  

 

Диагностика, профилактика и лечение наследственных и врожденных заболеваний имеет большое значение. Для этого во многих странах мира, в том числе и в Беларуси, создана сеть учреждений, обеспечивающих медико-генетическое консультирование населения. Основная цель медико-генетического консультирования — предупреждение рождения больного ребенка.  

 

Генетическая консультация и дородовая диагностика обязательны, если родители будущего ребенка — родственники (близкородственный брак), старше 35 лет, работают на вредном производстве, имеют генетически неблагополучных родственников, уже имеют детей с врожденными пороками развития. Применение комплекса методов генетики человека позволяет рассчитать риск рождения ребенка с наследственной аномалией, установить на ранних этапах развития причины заболевания и применить соответствующие методы симптоматического лечения. Следует отметить, что курение, употребление алкоголя и наркотиков матерью или отцом будущего ребенка значительно повышают вероятность рождения ребенка с тяжелыми наследственными патологиями.  

 

В случае рождения больного ребенка возможно лечение некоторых симптомов болезней с помощью лекарственных препаратов, гормонов или специальной диеты. Например, при своевременном выявлении фенилкетонурии и сахарного диабета успешно применяются диетотерапия и гормональное лечение.