Генетика человека

Таким образом, изучение полового хроматина и "барабанных палочек" сигнализирует о возможных  нарушениях полового развития.

3.Болезни хромосомные: аномалии аутосом, общее представление. 
Моносомия по любой из аутосом обычно приводит к внутриутробной гибели плода . Моносомия - самый частый вариант хромосомной аномалии при самопроизвольных абортах. Трисомии по аутосомам характеризуются меньшей летальностью, но вызывают тяжелейшие пороки развития у детей, родившихся живыми. У больных с мозаицизмом клиническая картина менее выражена, а выживаемость выше, чем при полной форме трисомии. С помощью дифференциального окрашивания хромосом было установлено, что численные изменения в системе аутосом часто сопровождаются небольшими делециями и дупликациями. Если у пробанда обнаружены численные или структурные аномалии хромосом, исследуют кариотип родителей для исключения сбалансированных перестроек (это необходимо для определения повторного риска рождения больного ребенка).

Из трех распространенных аутосомных трисомии, выявляемых у новорожденных, только притрисомии по 21-й хромосоме не все больные умирают в грудном возрасте. Трисомия по 21-й хромосоме вызывает синдром Дауна (старое название - монголизм), который легко распознают по характерным признакам. Треть больных погибают в грудном возрасте от врожденного порока сердца ; раннюю смерть могут вызвать и другие пороки развития. Если этого не происходит, то больные часто доживают до зрелого возраста и многие - до старости. Для взрослых с трисомией по 21-й хромосоме характерно раннее развитие болезни Альцгеймера . Если у больных женщин рождаются дети, то у каждого второго ребенка диагностируют трисомию по 21-й хромосоме.

Мозаицизм , при котором в организме наряду с нормальными клетками есть клетки с лишней 21-й хромосомой ( 46,XY/47,XY,+21 ), находят у людей без признаков заболевания и у больных с некоторыми проявлениями синдрома Дауна. Мозаицизм у родителей повышает вероятность рождения детей с трисомией по 21-й хромосоме. К сожалению, аномальную популяцию клеток выявляют обычно только после рождения больного ребенка.

Частичная трисомия, частичная моносомия или их сочетание часто вызывают множественные пороки развития в сочетании с умственной отсталостью . Но иногда генетически компенсированные транслокации обнаруживают в аутосомах и у внешне здоровых людей спониженной фертильностью , привычными абортами или у имеющих детей с пороками развития.

Многие  хромосомные аберрации не имеют  специфических симптомов, лишь в  некоторых случаях возникает  характерная клиническая картина. Например, частичная трисомия по дистальному участку длинного плеча 21-й хромосомы вызывает классический синдром Дауна (частичная трисомия по другим участкам длинного плеча 21-й хромосомы проявляется по-другому).

При частичной  моносомии по небольшому участку короткого плеча 5-й хромосомы возникаетсиндром Лежена (другие названия: синдром 5р- , синдром "кошачьего крика" ), проявляющийсяумственной отсталостью , характерными чертами лица , в грудном возрасте плачем, напоминающим мяуканье .

Некоторые другие синдромы, вызванные хромосомными нарушениями, приведены в табл. 66.1 . Применение методов дифференциального окрашивания хромосом и флюоресцентной гибридизации in situ иногда позволяет идентифицировать дупликации или делеции. Молекулярный анализ с применением разнообразных методов показывает, что даже неразличимые под микроскопом из-за малого размера транслокации и делеции могут вызыватьпороки развития и умственную отсталость . Еще предстоит выявить другие хромосомные аберрации и описать вызываемые ими синдромы. Эти синдромы могут быть обусловлены либо новыми хромосомными аберрациями, либо образованием гамет с декомпенсированным нарушением у внешне здорового человека, у которого то же нарушение генетически компенсировано.

Хромосомные аномалии, независимо от затронутых участков, часто проявляются сходным образом - для многих из них характерны умственная отсталость , низкорослость , неправильная форма ушей , неправильная форма носа и неправильная форма рта , типичные врожденные пороки сердца , аномалии папиллярных линий , аномалии ладонных складок , неправильная форма пальцев . Почему нарушения различных участков хромосом проявляются сходным образом, неизвестно, но наличие этих проявлений указывает на целесообразность проведения цитогенетического анализа.

Некоторые хромосомные аберрации вызывают характерные заболевания, например делеция в 5р15.2 - синдром Лежена, мутация в 13q14.1-q14.2 - ретинобластому , делеция в 11р13 -синдром WAGR ( нефро бластома , аниридия , гипогонадизм , умственная отсталость ), делеция в прицентромерном районе 15q12 - синдром Прадера-Вилли или синдром Ангельмана .

Если  общие проявления указывают на наличие  хромосомного нарушения, то конкретные симптомы или их сочетание позволяют  предположить, какой именно участок  генома поврежден. Некоторые комбинации симптомов относят к группе синдромов  соседних генов, например, упомянутый выше синдром WAGR или сочетание симптомов миопатии Дюшенна , хронической гранулематозной болезни , пигментной дегенерации сетчатки и синдрома Мак-Лауда при делеции в коротком плече Х-хромосомы.

Среди людей  с небольшими отклонениями в умственном развитии выше распространенность компенсированных транслокаций. Считается, что такие отклонения обусловлены или небольшими аберрациями, неразличимыми под микроскопом, или изменениями в расположении генов. Выявление вновь возникших транслокаций такого типа в пренатальной диагностике ставит сложную задачу перед медико-генетическим консультированием; согласно немногочисленным данным, вероятность появления пороков развития при этих транслокациях - около 7%.

Значение  генетики для медицины и здравоохранения

Предмет и задачи генетики человека. Генегика человека, или медицинская генетика, изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных (физических, творческих, интеллектуальных способностей) и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предопределенности и условий окружающей среды, в том числе от социальных условий жизни. Формирование медицинской генетики началось в 30-е гг. XX в., когда стали появляться факты, подтверждающие, что наследование признаков у человека подчиняется тем же закономерностям, что и у других живых организмов.

Задачей медицинской генетики является выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, а также разработка путей предотвращения вредного воздействия факторов среды на наследственность человека.

Методы изучения наследственности человека. При изучении наследственности и изменчивости человека используют следующие методы: генеалогический, близнецовый, цитогенетическии, биохимический, дерматоглифический, гибридизации соматических клеток, моделирования и др.

Генеалогический метод позволяет выяснить родственные связи и проследить наследование нормальных или патологических признаков среди близких и дальних родственников в данной семье на основе составления родословной — генеалогии. Если есть родословные, то, используя суммарные данные по несколь-кям семьям, можно определить тип наследования признака — доминантный или рецессивный, сцепленный с полом или ауто-сомный, атакже его моногенность или полигенность. Генеалогическим методом доказано наследование многих заболеваний, например сахарного диабета, шизофрении, гемофилии и др.

Генеалогический метод используется для диагностики наследственных болезней и медико-генетического консультирования; он позволяет осуществлять генетическую профилактику (предупреждение рождения больного ребенка) и раннюю профилактику наследственных болезней.

Близнецовый метод состоит в изучении развития признаков у близнецов. Он позволяет определять роль генотипа в наследовании сложных признаков, а также оценивать влияние таких факторов, как воспитание, обучение и др.

Известно, что у человека близнецы бывают однояйцевыми (монозиготными) и  разнояйцевыми (дизиготными). Однояйцевые, илиидентичные, близнецы развиваются из одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом. Они всегда одного пола и поразительно похожи друг на друга, так как имеют один и тот же генотип. Кроме того, у них одинаковая группа крови, одинаковые отпечатки пальцев и почерк, их путают даже родители и не различают по запаху собаки. Только у идентичных близнецов на 100% удаются пересадки органов, поскольку у них одинаков набор белков и пересаженные ткани не отторгаются. Доля однояйцевых близнецов у человека составляет около 35—38% от общего их числа.

Разнояйцевые, или дизиготные, близнецы развиваются из двух разных яйцеклеток, одновременно оплодотворенных различными сперматозоидами. Дизиготные близнецы могут быть как одного, так и разного пола, а с генетической точки зрения они сходны не больше, чем обычные братья и сестры.

Изучение однояйцевых близнецов  в течение всей их жизни, в особенности если они живут в разных социально-экономических и природно-климатических условиях, интересно тем, что отличия между ними в развитии физических и психических свойств объясняются не разными генотипами, а влиянием условий среды.

Цитогенетичесий метод основан на микроскопическом исследовании структуры хромосом у здоровых и больных людей. Цитогенетический контроль применяют при диагностике ряда наследственных заболеваний, связанных с явлениями анеуплои-дии и различными хромосомными перестройками. Он позволяет также изучать старение тканей на основе исследований возрастной динамики структуры клеток, устанавливать мутагенное действие факторов внешней среды на человека и т. д.

В последние годы цитогенетический метод приобрел большое значение в связи с возможностями генетического  анализа человека, которые открыла  гибридизация соматических клеток в  культуре. Получение межвидовых гибридов клеток (например, человека и мыши) позволяет в значительной степени приблизиться к решению проблем, связанных с невозможностью направленных скрещиваний, локализовать ген в определенной хромосоме, установить группу сцепления для ряда признаков и т. д. Объединение генеалогического метода с цитогенетическим, а также с новейшими методами генной инженерии значительно ускорило процесс картирования генов у человека.

Биохимические методы изучения наследственности человека помогают обнаружить ряд заболеваний обмена веществ (углеводного, аминокислотного, липидного и др.) при помощи, например, исследования биологических жидкостей (крови, мочи, амниотической жидкости) путем качественного или количественного анализа. Причиной этих болезней является изменение активности определенных ферментов.

С помощью биохимических методов  открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутант-ных генов. При различных типах заболеваний удается либо определить сам аномальный белок-фермент, либо установить промежуточные продукты обмена. По результатам биохимических анализов возможно поставить диагноз болезни и определить методы лечения. Ранняя диагностика и применение различных диет на первых этапах постэмбрионального развития позволяют излечить некоторые заболевания или хотя бы облегчить состояние больных с неполноценными ферментными системами.

Как и любая другая дисциплина, современная генетика человека использует методы смежных наук: физиологии, молекулярной биологии, генной инженерии, биологического и математического моделирования и т. д. Значительное место в решении проблем медицинской генетики занимает онтогенетический метод, который позволяет рассматривать развитие нормальных и патологических признаков в ходе индивидуального развития организма.

Наследственные болезни  человека, их лечение и профилактика. К настоящему времени зарегистрировано более 2 тыс. наследственных болезней человека, причем большинство из них связано с психическими расстройствами. По данным Всемирной организации здравоохранения, благодаря применению новых методов диагностики ежегодно регистрируется в среднем три новых наследственных заболевания, которые встречаются в практике врача любой специальности: терапевта, хирурга, невропатолога, акушера-гинеколога, педиатра, эндокринолога и т. д. Болезней, не имеющих абсолютно никакого отношения к наследственности, практически не существует. Течение разных заболеваний (вирусных, бактериальных, микозов и даже травм) и выздоровление после них в той или иной мере зависят от наследственных иммунологических, физиологических, поведенческих и психических особенностей индивидуума.

Условно наследственные болезни можно  подразделить на три большие группы: болезни обмена веществ, молекулярные болезни, которые обычно вызываются генными мутациями, и хромосомные  болезни.

Генные мутации и  нарушения обмена веществ. Генные мутации могут выражаться в повышении или понижении активности некоторых ферментов, вплоть до их отсутствия. Фенотипи-чески такие мутации проявляются как наследственные болезни обмена веществ, которые определяются по отсутствию или избытку продукта соответствующей биохимической реакции.

Генные мутации классифицируют по их фенотипическому проявлению, т. е. как болезни, связанные с  нарушением аминокислотного, углеводного, липидного, минерального обмена, обмена нуклеиновых кислот.

Примером нарушения аминокислотного  метаболизма является альбинизм — относительно безобидная болезнь, встречающаяся в странах Западной Европы с частотой 1:25000. Причиной заболевания является дефект фермента тирозиназы, в результате чего блокируется превращение тирозина в меланин. У альбиносов молочный цвет кожи, очень светлые волосы и отсутствует пигмент в радужной оболочке глаз. Они имеют повышенную чувствительность к солнечному свету, вызывающему у них воспалительные заболевания кожи.

Одним из наиболее распространенных заболеваний углеводного обмена является сахарный диабет. Эта болезнь связана с дефицитом гормона инсулина, что приводит к нарушению процесса образования гликогена и повышению уровня глюкозы в крови.