ФФ_1 курс_Биология_Лекция_Изменчивость Наследственные болезни. Наследственные болезни Изменчивость Изменчивость свойство организмов приобретать
 Скачать 2.94 Mb.
|
|
удвоенным. 3. Инверсии - хромосомные перестройки, при которых происходит поворот участка хромосомы на 180°. Межхромосомные аберрации Транслокации - хромосомные мутации, при которых происходит перенос участка хромосомы на негомологичную хромосому. Выделяют: а) реципрокные транслокации , при которых происходит взаимный обмен участками между хромосомами. б) нереципрокные транслокации – фрагмент одной из хромосом переносится на другую. в) Робертсоновские транслокации - хромосомная перестройка, при которой происходит слияние двух акроцентрических хромосом с образованием одной метацентрической или субметацентрической. хромосомы. Наследственные болезни Наследственные болезни - заболевания, возникновение и развитие которых связано с различными дефектами и нарушениями в наследственном аппарате клеток Генные болезни Хромосомные болезни Генные мутации Геномные мутации Хромосомные аббераци Этиология: Генные болезни Генные болезни — это большая группа заболеваний , возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Мутантные гены могут привести либо к изменению белковых молекул, либо к изменению содержания белка, особенно белка-фермента, вплоть до его отсутствия. Мутации возникают в любых хромосомах, они могут быть доминантными и рецессивными. По доминантному типу наследуются болезни, связанные с нарушением структурных, транспортных белков, белков- рецепторов – это болезни костной системы и соединительной ткани (ахондроплазия, синдром дефекта ногтей и коленной чашечки и др.). По рецессивному типу наследуются болезни обмена веществ – ферментопатии (фенилкетонурия, галактоземия, серповидно- клеточная анемия, альбинизм, адреногенитальный синдром, врожденный гипотиреоз, муковисцидоз и др.). Для диагностики генных болезней используют биохимический метод. Правило Бидла-Татума Фенилкетонурия Наследственное заболевание, характеризующееся нарушением обмена аминокислоты фенилаланина и выражающееся в накоплении ее токсических производных внутри организма. Причины заболевания : мутация гена 12-й хромосомы (12q22-24) - генная мутация Тип наследования – аутосомно-рецессивный Признаки фенилкетонурии: - задержка психического развития, развития речи; - отставания в физическом развитии; - специфический «мышиный» запах (или запах плесени) от ребенка, в результате выделения продуктов метаболизма фенилаланина (фенилпировиноградной, фенилмолочной, фенилуксусной кислот) через кожу и с мочой; - нарушение пигментации: у таких детей обычно голубые глаза, очень светлая кожа и волосы, в результате снижения количества меланина. Механизм развития фенилкетонурии С пищей мы получаем аминокислоту фенилаланин , которая превращается в тирозин под действием фермента фенилаланин-4-гидроксилаза. Ген, отвечающий за синтез данного фермента находится в 12 хромосоме. Если она подвергается изменениям (мутациям), то фермент фенилаланин-4-гидроксилаза не может синтезироваться и превращать фенилаланин в тирозин. Аминокислота фенилаланин будет накапливаться в крови, а ее производные (фенилпировиноградная, фенилмолочная, фенилуксусная кислота) - в моче. Тирозин является производным меланина, именно его нехватка будет вызывать у детей, болеющих фенилкетонурией, нарушение пигментации кожи, глаз и волос. Механизм развития фенилкетонурии Фенилпировиноградная кислота (ФПВК) выделяется с мочой, вследствие чего от больных исходит "мышиный" запах. Высокая концентрация ФПВК приводит к нарушению формирования миелиновой оболочки вокруг аксонов в ЦНС. Дети с фенилкетонурией рождаются здоровыми, но в первые же недели жизни у них развиваются клинические проявления заболевания. ФПВК является нейро- тропным ядом, в результате чего повышаются возбудимость, тонус мышц, развиваются гиперрефлексия, тремор, судорожные эпилептиформные припадки. Позже присоединяются нарушения высшей нервной деятельности, умственная отсталость, микроцефалия. Диагностика фенилкетонурии В связи с тем, что фенилкетонурия сопровождается развитием необратимых умственных нарушений, во многих странах мира, в том числе и в России, используют скрининг-методы диагностики. Всем без исключения новорожденным детям в роддоме проводят экспресс-тесты на содержание фенилаланина (неонатальный скрининг). Для этого берут капиллярную кровь (из пятки) на 4-5-й день жизни ребенка (у недоношенных на 7-й), наносят на специальный бумажный бланк и отправляют в лабораторию, где делают выводы о содержании фенилаланина в крови. Если тест оказывается положительным, то тогда проводят дополнительные исследования для определения содержания фенилаланина и его производных в крови и моче. Возможно проведение генетического исследования для подтверждения мутации в гене, отвечающем за фенилаланин-4- гидроксилазу. Подобное исследование возможно в качестве пренатальной диагностики на этапе беременности. Лечение и профилактика На сегодняшний день самым эффективным и распространенным способом лечения фенилкетонурии является диета с исключением продуктов, содержащих фенилаланин. Если ее строго придерживаться в первые годы жизни ребенка, когда развитие нервной системы еще продолжается, то можно вырастить здорового и полноценного человека. Дефицит белка восполняется аминокислотными смесями без фенилаланина. Лечение проводится в виде строгой диеты от обнаружения заболевания как минимум до полового созревания или пожизненно. Альбинизм Наследственное заболевание, характеризующееся полным отсутствием или недостаточным количеством меланина - пигмента, определяющего цвет волос, кожи и глаз. Причины заболевания: мутация гена 11-й хромосомы (генная мутация). Тип наследования – аутосомно-рецессивный. Признаки альбинизма: - очень светлая или белая кожа, волосы белого или светлого цвета; - высокая чувствительность к солнечным лучам (жжение, покраснение, болезненность при прикосновении к коже, даже при непродолжительном нахождении под открытым солнцем); - красная радужка глаз (так как в радужке нет пигмента, она становится прозрачной, и через нее просвечиваются сосуды). - снижение остроты зрения (часто не может быть достаточно скорректировано очками и контактными линзами). Механизм развития альбинизма С пищей мы получаем аминокислоту тирозин, которая превращается в меланин под действием фермента тирозиназы. Ген, отвечающий за синтез данного фермента находится в 11 хромосоме. Если она подвергается изменениям (мутациям), то фермент тирозиназа не может синтезироваться и превращать тирозин в меланин. В результате чего развивается заболевание альбинизм. Лечение безуспешно. Восполнить недостаток меланина или предупредить расстройства зрения, связанные с альбинизмом, невозможно. Следует рекомендовать больному избегать солнечных облучений и применять светозащитные средства при выходе на улицу: фильтры, солнцезащитные очки или затемнённые линзы. Обычно подобные функции выполняет меланин. Иногда необходимо хирургическое вмешательство, в частности для коррекции глазодвигательных мышц при косоглазии. Развивающиеся патологические изменения в сетчатке и нервах глаза обычно устранить не удаётся. С целью профилактики передачи аномалии по наследству необходимы медико-генетические консультации. Серповидно-клеточная анемия Наследственное заболевание системы крови, характеризующееся генетическим дефектом, в результате которого нарушается образование нормальных цепей гемоглобина в эритроцитах. Причины заболевания: генная мутация , обусловливающая синтез аномального гемоглобина S (HbS). - частые головокружения (обусловлены недостатком кислорода на уровне головного мозга, что является опасным для жизни состоянием); - сердечная недостаточность (причиной поражения сердца может быть закупорка серповидными эритроцитами сосудов, доставляющих кровь к сердечной мышце); - поражение суставов (отмечаются припухлость и болезненность суставов конечностей: стоп, голеней, кистей, пальцев рук и ног). Признаки серповидно-клеточной анемии: - бледность (развивается из-за уменьшения количества красных клеток в крови). Кожа и видимые слизистые оболочки (полости рта, конъюнктивы глаза и другие) становятся бледными и сухими, кожа менее эластична; - повышенная утомляемость (дети с серповидно-клеточной анемией характеризуются вялым и малоподвижным образом жизни). При любой физической нагрузке увеличивается потребность организма в кислороде, то есть развивается гипоксия; Серповидно-клеточная анемия Механизм развития серповидно-клеточной анемии: Данное заболевание возникает в том случае, если происходит мутация генов, контролирующих образование бета-цепей глобина. В результате мутации происходит замещение всего лишь одной аминокислоты в структуре b-глобиновой цепи (глутаминовая кислота в 6-ой позиции заменяется на валин). Это не нарушает процесс образования молекулы гемоглобина в целом, однако приводит к изменению его электрофизиологических свойств. Гемоглобин становится неустойчивым и в условиях гипоксии (недостатка кислорода) изменяет свое строение (кристаллизуется, полимеризуется), превращаясь в гемоглобин S (HbS). Это приводит к изменению формы эритроцита - он удлиняется и истончается, становясь похожим на полумесяц или серп. Серповидно-клеточная анемия Серповидно-клеточная анемия наследуется по аутосомно-рецессивному типу (с неполным доминированием). Носители, гетерозиготные по гену серповидно-клеточной анемии, в эритроцитах имеют примерно в равных количествах гемоглобин S и гемоглобин А. При этом в нормальных условиях у носителей симптомы практически никогда не возникают, и серповидные эритроциты выявляются случайно при лабораторном исследовании крови. Симптомы у носителей могут появиться при гипоксии (например, при подъёме в горы) или тяжёлой дегидратации организма. У гомозигот по гену серповидно-клеточной анемии в крови имеются только эритроциты, несущие гемоглобин S, и болезнь протекает тяжело. Носители аллеля серповидно-клеточности невосприимчивы к малярии. Это объясняется тем, что ее возбудитель -малярийный плазмодий - не может жить в эритроцитах, содержащих аномальный гемоглобин. Диагностика серповидно-клеточной анемии: - биохимический анализ крови (производится качественная и количественная оценка содержания различных химических веществ в венозной крови); - электрофорез гемоглобина (метод, позволяющий определить качественный состав гемоглобина в крови). Серповидно-клеточная анемия Серповидно-клеточная анемия – неизлечимая болезнь. Однако ее выявление крайне важно для правильного лечения других заболеваний у данных больных, а также для оказания им адекватной хирургической и акушерской помощи. Правильное ведение больных с хронической серповидно-клеточной анемией способствует предотвращению тяжелых обострений (кризов) и продлению жизни. Для лечения развившегося криза используют кислород, обезболивающие средства, внутривенное введение жидкости и антибиотиков. Иногда приходится прибегать к переливанию эритроцитарной массы, а также применять многие другие средства, например противосудорожные препараты, для купирования отдельных симптомов. Галактоземия Наследственное заболевание, в основе которого лежит нарушение углеводного обмена на пути преобразования галактозы (простой сахар) в глюкозу. Причины заболевания – генная мутация - мутация гена 9 хромосомы, отвечающего за синтез фермента галактозо-1-фосфат уридилтрансферазы, который расщепляет галактозу до глюкозы. Заболевание проявляется в первые дни и недели жизни выраженной желтухой, увеличением печени, рвотой, отказом от еды, снижением массы тела, неврологической симптоматикой, гипотонией мышц; в дальнейшем обнаруживается отставание в физическом и нервно-психическом развитии, развивается умственная отсталость, возникает катаракта. Тяжесть заболевания может значительно варьировать; иногда единственным проявлением галактоземии бывают лишь катаракта или непереносимость молока. Классическая галактоземия часто носит жизнеугрожающий характер. Механизм развития галактоземии Галактоземия характеризуется нарушением естественной способности организма расщеплять один из моносахаридов лактозы. Вне зависимости от вида болезни она передается по аутосомно-рецессивному типу. Это и обуславливает редкость патологии – в среднем один случай на 50 тысяч новорожденных. Для наследования болезни необходимо, чтобы малыш получил по копии дефектного гена от каждого из родителей. При данном дефекте не образуется один из важнейших ферментов - галактозо-1-фосфат уридилтрансфераза, влияющих на преобразование галактозы в глюкозу, следовательно, она накапливается и оказывает токсическое действие на организм. Выделяется с мочой почечная или церебральная недостаточность Отсутствие корректного и своевременного лечения может привести к летальному исходу из- за церебральной или почечной недостаточности. Диагностика и профилактика В настоящее время проводится массовое обследование новорождённых (неонатальный скрининг) на галактоземию. Определяется уровень тотальной (общей) галактозы в пятнах высушенной крови флуоресцентным методом. При выявлении повышенного уровня общей галактозы проводится подтверждающая диагностика определением уровня активности фермента галактозо-1-фосфат уридилтрансфераза. При подтверждении диагноза необходим перевод ребёнка на питание с исключением молока. Для этого разработаны специальные смеси. Учёт семей риска позволяет рано, то есть ещё в доклинической стадии, подвергнуть специальному обследованию новорожденного и при положительных результатах перевести его на безлактозное вскармливание. Для раннего выявления предложены также специальные скрининг-программы массового обследования новорожденных. С возрастом наблюдается ослабление этого специфического нарушения обмена. Хромосомные болезни Хромосомные болезни — наследственные заболевания, обусловленные изменением числа или структуры хромосом (геномными или хромосомными мутациями соответственно). Хромосомные болезни занимают одно из ведущих мест в структуре наследственной патологии человека. Хромосомные болезни принято делить на две группы: - аномалии числа хромосом (геномные мутации); - нарушения структуры хромосом (хромосомные аберрации). |