Медицинская биология
 Скачать 0.84 Mb.
|
|
3. "Близнецовый" метод дает возможность дифференцировать роль среды и генотипа в развитии: • морфологических признаков; • предрасположения к заболеваниям; • психических особенностей индивида и т. д. Для дифференцировки роли наследственности и среды в проявлении различных признаков сравнивают одно- и двуяйцевых близнецов. Различия, обнаруживаемые у разнояйцевых близнецов и не отмеченные у однояйцевых, рассматриваются как результат различной наследственности. Если в схожих условиях среды признаки различны у партнеров двуяйцевой пары, но сходны у партнеров однояйцевой пары, их следует признать наследственными. Близнецов, сходных по фенотипу, называют конкордантными, или сходными. Изучение конкордантности на близнецовых парах позволило прийти к выводу, что, например, группы крови всецело определяются генотипом. В случаях шизофрении, эпилепсии, диабета важная роль принадлежит наследственности, но наряду с ней большое значение имеют и провоцирующие факторы среды. Вопрос 73. Популяционно-статистический метод. Биохимический метод 1. Популяционно-статистческий метод изучения распространенности генов 2. Цитологический метод 3. Биохимический метод Популяционно-статистический метод использует математическую обработку материала и заключается в изучении распространенности тех или иных генов по определенным критериям. В этом отношении все гены делятся на следующие две группы: имеющие универсальное распространение: . ген амавротической миопатии, который в рецессивном состоянии встречается почти у 1% населения Европы; • ген дальтонизма, который проявляется у 7% мужчин и 0,5% женщин, но в гетерозиготном состоянии обнаруживается уже у 13% женщин; • встречающиеся локально, преимущественно в строго определенных районах. К ним относятся: • ген серповидноклеточной анемии, распространенный в странах Африки и Средиземноморья; • ген врожденного вывиха бедра, имеющий высокую концентрацию у аборигенов северо-восточных регионов нашей страны. 2. Благодаря методам, разработанным в последние годы, широко применяется изучение кариотипа — цитологический метод. Установлено, что многие заболевания и дефекты развития связаны с нарушением числа и строения хромосом — так называемые хромосомные болезни. Цитологический метод использует временные культуры тканей, обычно лейкоцитов. Он связан с получением метафазных ядер с укороченными хромосомами в них вследствие воздействия ядом колхицином. Если нарушение касается половых хромосом, то для диагностики с успехом применяется метод исследования полового хроматина в соматических клетках. Для определения мужского ядерного пола выявляют Y-хромосому в соматических клетках, что возможно в связи с ее способностью флюоресцировать при специальном окрашивании. Исследование полового хроматина и обнаружение Y-хромосомы с помощью флюоресцентной окраски являются экспресс-методами. 3. В настоящее время установлено около 500 болезней обмена веществ. Наследственная патология, связанная с нарушениями в ферментативных системах, представляет собой рецессивные формы, а затрагивающая структурные белки — доминантные. В практической деятельности врача большое значение имеет тот факт, что в ряде случаев биохимическими методами удается выявить у пациента наследственную предрасположенность к заболеванию, а это нередко дает возможность своевременно предупредить развитие болезни. У гетерозигот по патологическим признакам, выражающимся в рецессивном состоянии, наблюдаются отклонения в характере обмена веществ. Выявление носителей рецессивных генов — важная задача медико-генетических исследований. Иногда возникает необходимость исследовать генотип развивающегося зародыша. Тогда для цитологического, биохимического или иммунологического исследования прибегают к операции ам-ниоцентеза, т. е. взятия амниотической жидкости. Но эта операция связана с опасностью для матери и плода, поэтому ее проводят только в исключительных случаях, когда высок риск появления на свет больного ребенка. Вопрос 74. Хромосомные болезни 1. Причины хромосомных болезней 2. Некоторые патологические сочетания хромосом 3. Трисомия Причиной хромосомных болезней является нарушение хромосомного набора в зиготе, из которой развился организм. Иногда течение мейоза может нарушиться, в результате чего отмечается нерасхождение хромосом при редукционном делении. При этом в одной из гамет могут оказаться обе гомологические хромосомы, а другая гамета лишается их. Если речь идет о женских гаметах, то образуется яйцеклетка XX и 0, если о мужских — то XY и 0. При оплодотворении аномальных яйцеклеток сперматозоидами с Х- и Y-хромосомами возможны зиготы с наборами: XXX, XXY, X0, Y0 и др. 2. Неправильное расхождение хромосом лежит в основе обширной группы наследственных аномалий: • при сочетании XXXрождается девочка. У нее оказываются недоразвитыми половые железы, а в ряде случаев отмечается интеллектуальная неполноценность; • при сочетании XXYрождается мальчик с синдромом Клай-фельтера (т. е. неполноценен в интеллектуальном и физическом отношении); • сочетание Х0 наблюдается у некоторых женщин с синдромом Шерешевского-Тернера. Больные отличаются малым ростом, медленным половым созреванием, недоразвитием половых органов и бесплодием; • Y0 — эти зиготы настолько дефектны, что погибают на ранних этапах развития; • встречаются женщины с четырьмя Х-хромосомами и мужчины с резко выраженным синдромом Клайнфельтера, обладающие, помимо определяющей мужской пол Y-хромосомы, еще тремя или даже четырьмя Х-хромосомами — XXXY и XXXXY; • при избыточном числе Х-хромосом наблюдается ряд морфологических аномалий; • в последнее время обнаружены также мужчины с генотипом XYY и XXYY. Такое изменение числа половых хромосом сочетается с антиобщественным поведением. У человека и млекопитающих в соматических клетках, содержащих две Х-хромосомы, одна их них, образующая участки хроматина, хорошо заметна при специальной обработке даже в интерклеточных ядрах. Эта клетка получила название Х-хроматина, или тельца Барра. Определение полового хроматина дает возможность предварительной хромосомной диагностики пола. Метод определения полового хроматина в слюне, со слизистой оболочки полости рта широко применяется в медицинской практике. Явление нерасхождения свойственно не только половым хромосомам, но и любой из 22 пар аутосом. Очевидно, что аутосомных аномалий, затрагивающих лишь одну из хромосом, может быть 22 с одной лишней хромосомой и 22 с одной недостающей хромосомой. При многих из этих аномалий, касающихся крупных хромосом, плод, по-видимому, погибает задолго до рождения. Другие аутосомные эмбриопатий приводят к появлению тяжелейших соматических и психических уродств. 3. В 1959 г. было установлено, что при болезни Дауна, характеризующейся умственной отсталостью и комплексом конституциональных аномалий — маленькая голова, узкий разрез глаз, плоское лицо, маленький нос и полуоткрытый рот, в клетках больного оказывается 47 хромосом. Болезнь Дауна обусловлена трисомией по очень маленькой хромосоме из 21-й пары. С этим синдромом рождается около 0,15% детей. В этиологии синдрома Дауна большое значение имеет возраст матери. У матерей в возрасте старше 35 лет дети с болезнью Дауна рождаются в 100 раз чаще, чем у 19-летних. Описаны трисомии по хромосомам, которые относятся к 16— 18-й парам и характеризуются рядом аномалий — низким расположением ушей, очень маленькой нижней челюстью, выступающим затылком. Еще более выраженные морфологические нарушения наблюдаются при трисомии по 13— 15-й парам. У таких детей отмечаются отсутствие слуха, аномальное строение глазного яблока, волчья пасть, заячья губа и пр. Причиной ряда эмбриопатий являются различные хромосомные аберрации, в частности транслокации. Встречается транслока ция хромосомы 21 на хромосому 15 — может стать причиной того, что в зиготе окажутся 3 хромосомы из 21-й пары, и тогда рождается ребенок с синдромом Дауна. К тяжелым последствиям приводит утрата частей каких-либо хромосом. Например, при одной из форм хронического лейкоза обнаружено укорочение 21-й хромосомы. В данном случае мутация происходит, по-видимому, в соматической клетке. Потомство клетки, несущей дефект, постепенно вытесняет все нормальные лейкоциты, что и вызывает заболевание. Вопрос 75. Наследование резус-фактора /. Открытие резус-фактора 2. Наследование резус-фактора 3. Беременность у женщины с отрицательным резус-фактором 1. В 1940 г. у макак-резус из эритроцитов был выделен антиген, названный резус-фактором — Rh-фактором. В дальнейшем он был обнаружен и у людей: • около 85% европейцев имеют его, т. е. являются резус-положительными (Rh+); • у 15% людей кровь резус-отрицательна, т. е. резус-фактор отсутствует (Rh-). Отсюда следует, что девушки с резус-отрицательной кровью в 6 раз чаще выходят замуж за мужчин, имеющих резус-фактор в крови, чем за мужчин с резус-отрицательной кровью. В норме у лиц с резус-отрицательной группой крови не вырабатываются антитела к резус-фактору, но они могут начать образовываться в результате переливания резус-положительной крови как защитная реакция против чужеродного антигена. . 2. Наследование резус-фактора обусловлено тремя парами генов — С, Д и К, тесно сцепленных между собой, поэтому практически наследование его чаще всего имитирует полигибридное скрещивание. Наследование резус-фактора обусловлено доминантными генами: • при браке женщины, имеющей резус-отрицательную группу крови, с мужчиной, у которого кровь резус-положительна (если он гомозиготен), все дети окажутся резус-положительными; • если мужчина гетерозиготен, то следует ожидать расщепления по этому признаку в соотношении 1:1. 3. В том случае, когда у женщины с резус-отрицательной группой крови ребенок наследует резус-положительную кровь, первая беременность может закончиться вполне благополучно. Но если в кровяное русло матери попадет кровь плода (это может произойти во время родов), то в крови матери появятся антитела к резус-фактору. При повторной беременности эти антитела проникают в кровь плода и вызывают разрушение эритроцитов, имеющих антиген Rh+. С каждой новой беременностью, несовместимой по антигенам, количество антител к резус-фактору в теле матери нарастает, из-за чего все значительнее снижается жизнеспособность детей, наследующих резус-фактор. Иногда погибают недоношенные эмбрионы, наблюдаются мертворождения. В ряде случаев беременность может закончиться благополучно, но в связи с проникновением антител в кровеносное русло ребенка у него развивается гемолитическая болезнь, что приводит к разрушению эритроцитов. Спасти новорожденного может лишь немедленное переливание крови с полной ее заменой. До переливания крови необходимо исследование ее на Rh-фактор. Переливание несовместимой по Rh-фактору крови девочкам и женщинам абсолютно недопустимо, так как может повлечь за собой бесплодие. Вопрос 76. Генные мутации как причина наследственных болезней /. Наследственные аномалии 2. Фенилкетонурия 3. Серповидноклеточная анемия 1. В общей сложности примерно у 4% новорожденных проявляются отчетливые симптомы наследственных аномалий, как результата разнообразных мутаций. К последующему увеличению числа мутаций ведет: • действие радиации; • химических мутагенных факторов; • возможно, и вирусов. Наследственные заболевания могут возникнуть при изменениях в строении хромосом половых или соматических клеток, а также наследственных структур на молекулярном уровне. Среди так называемых молекулярных болезней особенно часто встречаются наследственные нарушения процессов обмена веществ. Нарушение синтеза белков — причина многих наследственных аномалий. 2. Мутирование гена, обеспечивающего синтез определенного белка-фермента, необходимого для осуществления той или иной тканевой реакции, приводит к нарушению последней. Например, для нормального метаболизма аминокислоты фенилаланина необходимо присутствие специфического фермента, под влиянием которого фенилаланин окисляется в другую кислоту — тирозин. Мутация, которая приводит к появлению рецессивного гена, блокирующего образование фермента, хорошо известна. Если этот мутировавший ген находится в гомозиготном состоянии, необходимый фермент не образуется и окисление фенилаланина в тирозин становится невозможным. Вместо этого фенилаланин превращается в кислоту, которая, накапливаясь в крови, выделяется с мочой. Нарушение нормального метаболизма фенилаланина приводит к развитию наследственного заболевания — фенилкетонурии, характеризующейся развитием умственной отсталости. 3. По такому же принципу мутации могут блокировать обмен многих других белков и ферментов, необходимых для развития человека. Как уже говорилось, при болезни, именуемой серповидноклеточной анемией, эритроциты в венозной крови имеют своеобразную серповидную форму. Строение гемоглобина в таких эритроцитах также аномальное. Он обладает меньшей, чем обычно, растворимостью, из-за чего выпадает в осадок и деформирует клетку, придавая ей серповидность. Выпадение гемоглобина может стать причиной разрушения клетки и выделения гемоглобина с мочой, т. е. гемоглобинурии. Серповидноклеточная анемия контролируется доминантным геном, проявляющимся в гетерозиготном состоянии. Гомозиготы по этому доминантному гену погибают в раннем детском возрасте (от 3 месяцев до 2 лет). Серповидноклеточная анемия распространена в ряде районов земного шара, сильно пораженных малярией. Концентрация этого летального гена в ряде стран объясняется тем, что гетерозиготы, обладающие аномальными эритроцитами, не болеют малярией и в течение многих веков выживали чаще, чем лица, не имеющие этого гена. Вопрос 77. Генокопии и фенокопии в патологии человека. Критика представлений о фатальности наследственных заболеваний. Евгенетика /. Природа генокопии и фенокопии 2. Методы ранней диагностики наследственных заболеваний 3. Предрасположенность к наследственным заболеваниям. Тестирование 4. Евгенетика 1. Ряд сходных по внешнему проявлению признаков, в том числе наследственных болезней, может вызываться различными не-аллельными генами. Такое явление называется генокопией. Биологическая природа генокопии заключается в том, что синтез одинаковых веществ в клетке в ряде случаев достигается различными путями. В наследственной патологии человека большую роль играют также фенокопии — модификационные изменения, обусловленные тем, что в процессе развития под влиянием внешних факторов признак, зависящий от определенного генотипа, может измениться; при этом копируются признаки, характерные для другого генотипа. В развитии фенокопии могут играть роль разнообразные факторы среды: • климатические; • физические; • химические; • биологические; • социальные. Врожденные инфекции (краснуха, токсоплазмоз, сифилис) также могут стать причиной фенокопии ряда наследственных болезней и пороков развития. Существование гено- и фенокопии нередко затрудняет постановку диагноза. 2. Представление о фатальности наследственных заболеваний следует признать ошибочными. Говорить о возможности радикального исправления патологии гена преждевременно. Однако борьба с проявлением наследственных аномалий, т. е. исправление патологического фенотипа, уже сейчас становится реальностью. При раннем распознавании наследственного дефекта, правильной диагностике и лечении в ряде случаев удается добиться полной нормализации развития. Для этого необходимо разрабатывать и внедрять в практику методы ранней диагностики наследственных заболеваний. Простой и удобный метод ранней диагностики фенилкетонурии заключается в прикладывании реактивного карандаша к влажным пеленкам новорожденного. Раннее выявление болезни позволяет своевременно назначить специфическую диету больным детям и тем самым предотвратить необратимые изменения центральной нервной системы. Успешное избавление от наследственной патологии можно показать на примере лечения галактоземии. Это заболевание обусловлено мутацией гена, программирующего выработку фермента галактозы, без которого усвоение сахара, содержащегося в молоке, становится невозможным. Галактоза появляется в крови. У детей поражаются печень и другие органы, возникают психические нарушения, развивается картина тяжелого наследственного заболевания. Если сразу после рождения ребенка удается диагностировать это заболевание, можно полностью предупредить тяжелые клинические проявления, исключив из диеты новорожденного молоко. При наследственной болезни Вильсона, передающейся с рецессивным геном, наблюдаются одновременно: • дегенерация некоторых участков в коре головного мозга; • перерождение нормальных клеток печени; • образование своеобразного пигментированного кольца на роговой оболочке глаза; • накопление меди в пораженных органах. Для лечения этой патологии используется введение группы соединений, способных быстро связывать медь, которая затем выводится из организма. 3. Ряд наследственных заболеваний может развиться лишь в зрелом или пожилом возрасте. Но у лиц с отягощенной наследственностью реакции на внешние воздействия отклоняются от нормы с самого раннего возраста. В соответствии с этими особенностями разработаны тесты, которые во время профилактических осмотров позволяют выявлять лиц, предрасположенных к наследственным заболеваниям. Необходимо брать их на диспансерный учет и проводить профилактические мероприятия. У лиц, предрасположенных к гипертонической болезни, обнаруживается повышенная чувствительность к температурным и эмоциональным раздражителям, вызывающим спазм кровеносных сосудов. Повышенная чувствительность к глюкозе говорит о предрасположенности к диабету, увеличение содержания мочевой кислоты в моче — о возможности заболеть со временем подагрой и т. д. 4. Термин "евгеника" был предложен в 1883 г. Ф. Гальтоном, который считал задачей евгеники поощрение желательных браков и ограничение нежелательных. Сторонники реакционных взглядов в ряде капиталистических стран дискредитировали евгенику, положив ее в основу представления о существовании высших и низших рас и национальностей, об умственном превосходстве господствующих классов. Передовые генетики всегда выступали против использования евгеники в политических целях. Наследственность у человека проявляется по биологическим законам. В нашей стране в связи с этим существует евгеническое законодательство, по которому не разрешается вступление в брак лицам, признанным слабоумными, или психически больным. Большое значение в профилактике наследственных болезней приобретают медико-генетические консультации. Они дают рекомендации по предупреждению развития наследственной патологии лицам с отягощенной наследственностью. В тех случаях, когда в семье уже есть ребенок с наследственным пороком, врач-консультант должен объяснить, что брак не представляет опасности для потомксг, либо рекомендовать воздержаться от вступления в брак. |