Генетические нарушения и вызываемые ими последствия

В основе профилактики и лечения наследственных болезней лежит знание закономерностей и механизмов передачи наследственных признаков. Передача наследственных свойств связана со специальными нитевидными структурами клетки – хромосомами. Хромосомы являются носителями генетической информации. Основным химическим компонентом хромосомы является ДНК. Участок хромосомы (молекулы ДНК), определяющий какой-либо признак или группу признаков организма называется геном. Совокупность генов организма – это его генотип. Совокупность всех признаков организма, проявляющихся на протяжении жизни – фенотип.

Наследственные болезни обусловлены закрепленными изменениями генетической информации – мутациями. Мутации происходят на трех уровнях организации наследственных структур: генном, хромосомном и геномном. В связи с этим различают генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные мутации связаны с изменением внутренней структуры отдельных генов и обуславливают превращение одних аллелей в другие. Они могут возникать за счет замены отдельных нуклеотидов в цепи ДНК на другие, выпадения или вставки отдельных нуклеотидов, их групп или генов.

В группе «хромосомные мутации» объединены все виды изменений структуры хромосом, различимые при помощи светового микроскопа. Геномные мутации – изменение количества хромосом. Данные мутации обычно сопровождаются изменениями фенотипа и приводят к самопроизвольному аборту или хромосомной болезни.

Мутации возникают постоянно как в процессе обычных физиологических функций организма (спонтанный или естественный мутагенез), так и в результате дополнительных воздействий на наследственные структуры физических, химических и биологических факторов (индуцированный мутагенез).

Спонтанные мутации обусловлены химическими веществами, возникающими в ходе метаболизма клеток, воздействием естественного радиоактивного фона или ошибками репликации. Индуцированные мутации могут быть получены воздействием ионизирующей радиации, многими химическими веществами и вирусами.

К ионизирующим агентам, обладающим мутагенной активностью, относятся электромагнитные излучения (гамма и рентгеновские лучи), корпускулярные излучения. Интенсивность мутационного процесса под воздействием ионизирующей радиации зависит от дозы, вида и времени воздействия мутагенного фактора, а также от чувствительности биологического вида, физиологического состояния его тканей и возраста.

Из химических мутагенов определенное значение имеют применяемые в сельском хозяйстве инсектициды, фунгициды и гербициды, некоторые вещества применяемые в промышленности (формальдегид, акролеин, бензол, мышьяк), пищевые добавки (цикломаты, ароматические углеводороды), противоопухолевые средства (уретан). Химические мутагены, так же как и ионизирующая радиация, не имеют порога действия. Любое количество химического мутагена, введенного в организм, может оказать мутагенный эффект.

Кроме перечисленных факторов, индуцирующих мутагенез, определенное значение имеет возраст родителей и семейное предрасположение.

Для возникновения любого наследственного заболевания первоначально должно произойти изменение (мутация) в гене, которая будет передаваться из поколения в поколение. Функция гена состоит в управлении синтезом определенного фермента или белка. Мутационные изменения в гене ведут к качественному или количественному нарушению в синтезируемом белковом продукте. Затем, как следствие, - к изменению или нарушению развития отдельных признаков организма, которые приводят к развитию сложной клинической картины заболевания. Следовательно, развитие наследственных признаков можно выразить схемой: ген – фермент – биохимическая реакция – признак.

Течение наследственной болезни индивидуально для каждого больного. Данная индивидуальность наследственных болезней выражается в разном времени появления симптомов или начала заболевания, разной степени выраженности болезненных проявлений, неодинаковых сроках летальных исходов. Так, при хорее Гентингтона средний возраст начала заболевания 40-45 лет, но у некоторых больных оно проявляется уже в первые годы жизни, а иногда после 60 лет. Отмечают различную тяжесть поражения (фенилкетонурия может проявляться от легкой степени умственной отсталости: больные справляются со школьной программой; до глубокой имбецильности).

Наследственные болезни подразделяются на две группы: хромосомные и генные болезни. Хромосомные болезни характеризуются изменением структуры и числа хромосом. Они встречаются примерно у 1% новорожденных. Все хромосомные болезни можно разделить на группы. Первая группа: а) хромосомные болезни, вызванные геномными мутациями, т.е. изменение числа хромосом при сохранении их структуры; б) хромосомные болезни, обусловленные хромосомными мутациями, т.е. изменением структуры хромосомы. Вторая группа: а) хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом; б) хромосомные болезни, обусловленные аномалиями неполовых хромосом. Так, к аномалиям половых хромосом относят синдром Шерешевского-Тернера. Он характеризуется избытком кожи на шее и в локтевых сгибах. Она собирается в выраженные крыловидные складки. С возрастом обнаруживается отставание в росте. К периоду полового созревания проявляются признаки полового инфантилизма с задержкой развития различных половых признаков.

К аномалиям неполовых хромосом относят болезнь Дауна. Данная болезнь характеризуется своеобразным внешним видом больных; отмечаются неправильная форма черепа, косой разрез глаз, маленькие ушные раковины, диспропорция туловища и конечностей, пальцы короткие, мизинец укорочен и искривлен, тонус мышц снижен. У многих больных наблюдаются порок сердца, нарушение функции желез внутренней секреции, отставание в психическом развитии.

К наследственным болезням обмена веществ относят болезни с нарушением обмена аминокислот, жиров и углеводов. Нарушение обмена белков может быть связано с унаследованной недостаточностью пищеварительных желез, центральной нервной системы и дисфункцией желез внутренней секреции. С унаследованным нарушением жирового обмена связывают идиотию Тея-Сакса, которая характеризуется прогрессирующим снижением зрения, интеллекта в сочетании с другими неврологическими симптомами. Болезнь Тея-Сакса носит семейный характер, проявляется у братьев и сестер, в то время как родители здоровы.

К наследственному нарушению обмена углеводов относят галактоземию, при которой нарушен процесс превращения галактозы в глюкозу. Болезнь проявляется поносом, рвотой с первых дней жизни ребенка, стойкой желтухой, катарактой, задержкой умственного и физического развития. К наследственным нарушениям обмена углеводов относят также сахарных диабет и другие заболевания.

С наследственными дефектами синтеза специфических белков - иммуноглобулинов – связывают снижение сопротивляемости организма инфекционным болезням. Болезнь Брутона наблюдается только у мальчиков и характеризуется снижением содержания иммуноглобулинов. Дети рождаются здоровыми, однако повышенная чувствительность к инфекции у них проявляется на 3-4 месяце жизни. Поражаются легкие, ухо, желудочно-кишечный тракт.

К наследственным заболеваниям биосинтеза и обмена гормонов щитовидной железы относится гипотиреоз, который характеризуется нарушением жирового и углеводного обмена. К наследственным заболеваниям системы крови относят гемофилию, которая характеризуется повышенной кровоточивостью.

Выделяют группу заболеваний почек, в развитии которых главную роль играют наследственные факторы. По клиническому течению они напоминают нефрит или пиелонефрит. Их называют нефритообразными заболеваниями или нефропатиями.

К группе наследственных заболеваний относят также ряд рахитообразных заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ в организме.

С целью раннего и более широкого распознавания наследственных болезней создается сеть специальных учреждений – медико-генетических консультаций. В их задачу входит выявление частоты тех или иных наследственных заболеваний; прогноз в отношении потомства, если в семье выявлен ребенок с тем или иным наследственным заболеванием.