Наследственные болезни

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Наследственность всегда представляла собой одно из наиболее трудно объяснимых явлений в истории человечества.

Еще в древности люди старались разгадать явление наследственности, бессознательно применяя генетические методы в разведении растений и животных. В отношении человека также имелись жизненные наблюдения, относящиеся к наследованию самых разнообразных признаков: цвета волос, глаз, формы уха, носа, губ, роста, телосложения и прочих признаков, наследование уродств, наблюдаемых у предков и потомков одной семьи. Такая наследственная болезнь, как гемофилия, известна с давних времён. Именно поэтому в древних законах некоторых народов запрещались браки с родственниками больных эпилепсией и гемофилией.

Многие ученые выдвигали свои гипотезы о возникновении наследственных патологии. Однако их предположения не были основаны на строгих научных наблюдениях. В XX веке с развитием науки "генетики" было выяснено и научно подтверждено, что такие патологии имеют наследственную природу. До этого такие заболевания считались болезнями с неустановленной этиологией. Изучением наследственных болезней занимается наука, получившая название "медицинская генетика".

"Генетика" в современном  понимании - это наука о наследственности  и её изменчивости. Законы, лежащие  в основе современной генетико-хромосомной  теории наследственности были  открыты ещё и начале XX столетия. Особенно больших успехов достигла  генетика в последнее время  в связи с внедрением в биологию  достижений физики, химии, и их  принципиально новых направлении.

Целью данной работы является изучение наследственных болезней.

Для достижения поставленной цели в работе рассмотрим следующие задачи:

1. Проработать литературный материал.

2. Изучить наследственные болезни, а именно их классификацию, основные симптомы и последствия.

3. Рассмотреть методики определения наследственных болезней.

Объектом исследования является наследственные болезни, а предметом исследования – генные и хромосомные болезни.

Структура и объем работы. Курсовая работа изложена на 33 страницах машинописного текста, состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников, который включает в себя 8 отечественных авторов, 4 зарубежных автора, 5 интернет-ресурсов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Литературный  обзор

 

1.1 Наследственные болезни

 

Наследственные заболевания — заболевания, возникновение и развитие которых связано с дефектами в наследственном аппарате клеток, передаваемыми по наследству через гаметы. Термин употребляется в отношении полиэтиологических заболеваний, в отличие от более узкой группы — генные болезни. Наследственные заболевания обусловлены нарушениями в процессах хранения, передачи и реализации генетической информации.

От наследственных заболеваний следует отличать врождённые заболевания, которые обусловлены внутриутробными повреждениями, вызванными, например, инфекцией (сифилис или токсоплазмоз) или воздействием иных повреждающих факторов на плод во время беременности. Наследственные болезни и врождённые заболевания представляют собой два частично перекрывающихся множества.

При наследственных заболеваниях могут иметь место цитогенетические нарушения различного характера и локализации. Эти болезни могут быть связаны с нарушениями ядерной (хромосомной) или митохондриальной ДНК. Они могут развиться в результате генных (точечных) мутаций (транзиции, трансверсии, мутации сдвига рамки считывания, либо довольно грубых изменений структуры хромосом или мтДНК (делеции, дупликации, инверсии, транслокации, транспозиции, а также вследствие геномных мутаций (изменения числа хромосом).

Болезни, обусловленные дефектами ядерной ДНК:

Генные болезни, связанные с точечными мутациями ядерной ДНК:

• Моногенные заболевания, связанные с мутациями ядерной ДНК;
• Полигенные болезни, связанные с мутациями ядерной ДНК.

Хромосомные болезни:

• Связанные с изменением структуры хромосом.
• Связанные с изменением числа хромосом.

 

1.1.1 Генные болезни

 

Генные болезни — это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена. Большинство генных патологий обусловлено мутациями в структурных генах, осуществляющих свою функцию через синтез полипептидов — белков. Любая мутация гена ведет к изменению структуры или количества белка.

В результате мутации гена на молекулярном уровне возможны следующие варианты:

• синтез аномального белка;
• выработка избыточного количества генного продукта;
• отсутствие выработки первичного продукта;
• выработка уменьшенного количества нормального первичного продукта.

Не заканчиваясь на молекулярном уровне в первичных звеньях, патогенез генных болезней продолжается на клеточном уровне. При различных болезнях точкой приложения действия мутантного гена могут быть как отдельные структуры клетки — лизосомы, мембраны, митохондрии, пероксисомы, так и органы человека [1, c. 349-350].

Клинические проявления генных болезней, тяжесть и скорость их развития зависят от особенностей генотипа организма, возраста больного, условий внешней среды (питание, охлаждение, стрессы, переутомление) и других факторов.

Особенностью генных (как и вообще всех наследственных) болезней является их гетерогенность. Это означает, что одно и то же фенотипическое проявление болезни может быть обусловлено мутациями в разных генах или разными мутациями внутри одного гена. Впервые гетерогенность наследственных болезней была выявлена Сергеем Николаевичем Давиденковым в 1934 г.

Общая частота генных болезней в популяции составляет 1-2%. Условно частоту генных болезней считают высокой, если она встречается с частотой 1 случай на 10000 новорожденных, средней — 1 на 10000 — 40000 и далее — низкой.

Моногенные формы генных заболеваний наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования они делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с Х- или Y-хромосомами [2, c. 125].

 

1.1.1.1 Нарушения аминокислотного обмена

 

Наиболее часто встречающимися болезнями, связанными с нарушением аминокислотного обмена, являются фенилкетонурия и альбинизм [3, c. 256].

Фенилкетонурия (ФКУ) встречается в различных популяциях людей с частотой 1 к 6000-10 000. Она наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Заболевание связано с мутацией в гене фенилаланингидросилаза (рис.1). Этот фермент участвует в превращении фенилаланина в тирозин. Если фермент фенилаланингидроксилаза неактивен, то фенилаланин не превращается в тирозин, а накапливается в сыворотке крови и превращается в фенилпировиноградную кислоту (ФПВК), которая выделяется с мочой и придает ей "мышиный" запах. Дети с фенилкетонурией рождаются здоровыми, но в первые же недели жизни у них развиваются клинические проявления заболевания. ФПВК является нейротропным ядом, в результате чего повышаются возбудимость, тонус мышц, развиваются гиперрефлексия, тремор, судорожные эпилептиформные припадки. Позже присоединяются нарушения высшей нервной деятельности, умственная отсталость, микроцефалия. У больных наблюдается слабая пигментация из-за нарушения синтеза меланина.

Рисунок 1 - Мутацией в гене фенилаланингидросилаза

 

Диагностика заболевания осуществляется биохимическими методами: ещё до развития клинической картины в моче определяется ФПВК, в крови - высокое содержание фенилаланина. В родильных домах обязательно проводится скрининг-тест на фенилкетонурию [5, c. 28-29].

Альбинизм встречается в разных популяциях с разной частотой - 1 на 5000-25000 человек. Наиболее распространенная его форма - глазо-кожный тирозиназонегативный альбинизм - наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Основными клиническими проявлениями альбинизма в любом возрасте являются отсутствие меланина в клетках кожи (молочно-белый ее цвет), очень светлые волосы, светло-серая или светло-голубая радужная оболочка глаз, красный зрачок, повышенная чувствительность к УФ-облучению.

У больных на коже отсутствуют какие-либо пигментные пятна, снижена острота зрения. Диагностика заболевания не представляет затруднений [5, c. 32-33].

 

1.1.1.2 Нарушения обмена углеводов

 

Наиболее частыми наследственными дефектами, обусловленными нарушением обмена углеводов, являются галактоземия и мукополисахаридо- зы. [3, c. 258]

Галактоземия встречается с частотой примерно 1 на 100 000 человек. В основе этого заболевания лежит недостаточность фермента галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы (ГФТ), переводящего галактозо-1-фосфат в уридиндифосфогалактозу (рис.2). Описаны случаи галактоземии с не совсем обычной клинической картиной - отсутствием поражения печени. Патологические изменения были связаны с высокой концентрацией галактозы в крови и тканях.

Рисунок 2 - Перевод галактозо-1-фосфат в уридиндифосфогалактозу

 

 Заболевание развивается после рождения при вскармливании младенца молоком, с которым поступает лактоза - источник неметаболизируемой галактозы. Основными симптомами заболевания являются: желтуха новорожденных, рвота и понос, приводящие к обезвоживанию организма, постепенное развитие умственной отсталости, увеличение печени и селезенки, общая дистрофия, катаракта. При лабораторном исследовании обнаруживаются галактоза и белок в моче, снижение активности галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы в эритроцитах.

Нелеченные больные погибают в первые месяцы жизни от сопутствующих инфекций или печеночной недостаточности, у выживших развиваются катаракта и умственная отсталость. Раннее лечение диетой (исключение из пищи лактозы) обеспечивает нормальное развитие детей [5, c. 37-39].

Мукополисахаридозы  группа дефектов катаболизма гликозаминогликанов (ГАГ) с различным типом наследования.

Современная классификация, в зависимости от характера ферментативного дефекта, выделяет несколько основных типов мукополисахаридозов: I тип — синдром  Гурлера. Наиболее распространен, обусловлен дефицитом фермента α-L-идуронидазы, ответственного за катаболизм кислых мукополисахаридов. Клинические признаки грубые черты лица (гаргоилизм), голова относительно увеличена, выражены лобные бугры, шея почти отсутствует, рост больных резко уменьшен, волосы на голове густые и жесткие, язык увеличен, зубы мелкие, с младенческого возраста наблюдается умственная отсталость, раннее помутнение роговой оболочки, тяжелые изменения скелета.  II тип — синдром  Хантера. Ранним характерным признаком синдрома Хантера служит постепенное изменение внешности ребенка: черты лица становятся грубыми (гаргоилизм); язык, губы и ноздри – большими; кожа – толстой. Облик больного с синдромом Хантера дополняется низкорослостью, увеличением размеров головы (макроцефалией), короткой шеей, аномалиями зубных рядов (редкими зубами). Дети с синдромом Хантера внешне очень похожи друг на друга и напоминают братьев. III тип — синдром  Санфилиппо (грубые черты лица, понос, полные губы, большие брови) IV тип — синдром  Моркио (карликовость (рост взрослого больного около 100 см), непропорциональное телосложение (относительно короткое туловище, микроцефалия, короткая шея), грубые черты лица и значительные деформации скелета, особенно грудной клетки (куриная, бочкообразная, килеобразная), кифоз или сколиоз грудного и поясничного отделов позвоночника. VI тип — синдром  Марото—Лами. Манифестирует к 2–3 годам жизни отставанием в росте, огрублением черт лица, напоминающим фенотип синдрома Гурлер, помутнением роговицы, деформациями скелета (поясничный кифоз, вальгусное искривление голеней), тугоподвижностью суставов, грыжами. Умственная отсталость не характерна. VII тип — синдром  Слая (дефицит β-глюкуронидазы). Характерными проявлениями синдрома являются: паховые и пупочные грыжи, низкий рост, килевидная грудная клетка, косолапость, повторные легочные инфекции. Типичны грубые черты лица с гипертелоризмом, запавшей переносицей, вывернутыми вперед ноздрями [6, c. 187-194].

 

1.1.1.3 Нарушения обмена липидов

 

Наследственные болезни обмена липидов - обширная группа различных по генезу состояний, патогенетически связанных с нарушением жирового обмена, в том числе - плазматические липидозы, для которых характерно накопление липидных субстанций внутри клеток, нарушения обмена липопротеидов [3, c. 268].

Самые распространенными являются болезнь Ниманна-Пика и болезнь Гоше.

Болезнь Ниманна - Пика — это наследственное заболевание, вызванное нарушением липидного метаболизма и накоплением липидов в первую очередь в печени, селезёнке, лёгких, костном мозге и головном мозге. Заболевание относится к лизосомным болезням накопления и характеризуется аутосомально-рецессивным наследованием.

Дети рождаются доношенными. Болезненные симптомы могут появляться в самом раннем возрасте, хотя после рождения и спустя первые несколько недель дети производят впечатление здоровых. Постепенно они начинают терять аппетит, начинают худеть, отстают в росте. Обращает внимание резко увеличенный живот при крайне истощенных конечностях и атрофии жировой ткани. Кожа сухая, с желтоватым оттенком, неэластичная. В некоторых случаях на открытых участках кожи появляются распространенные, различной величины, желтовато-грязные или сероватые пятна. Со временем развивается малокровие, ребенок становится безразличным к окружающему [6, c. 196].

Болезнь Гоше́ — наследственное заболевание, является самой распространённой из лизосомных болезней накопления. Развивается в результате недостаточности фермента глюкоцереброзидазы, которая приводит к накоплению глюкоцереброзида во многих тканях, включая селезёнку, печень, почки, лёгкие, мозг и костный мозг. Заболевание названо в честь французского врача Филиппа Гоше, который первым описал его в 1882.

К основным симптомам болезни Гоше относится значительное увеличение селезенки и увеличение печени, вследствие чего в животе могут появиться боли, чувство преждевременного ложного насыщения и ощущение общего дискомфорта [6, c. 198].

 

 

 

 

 

1.1.1.4 Нарушения обмена пуринов и пиримидинов

 

Наследственные дефекты обмена пуринов и пиримидинов рассмотрим на примере синдрома Леша-Найхана.

Синдром Леша-Найхана обусловлен недостаточностью фермента гипоксантинфосфорибозилтрансферазы (ГФРТ), который катализирует присоединение свободных пуриновых оснований (гуанина и гипоксантина) к нуклеотидам (рис.3). Синдром встречается редко.

Рисунок 3 - Присоединение свободных пуриновых оснований (гуанина и гипоксантина) к нуклеотидам

 

При недостаточности фермента ГФРТ конечным продуктом превращения пуриновых оснований является мочевая кислота. В первые месяцы жизни отмечаются задержка развития двигательных навыков, гиперрефлексия. Болезнь сопровождается олигофренией, склонностью ребенка к самоповреждениям. Высокое содержание мочевой кислоты и ее солей, несмотря на усиленное выделение их с мочой, приводит к формированию камней в мочевыводящих путях, отложению солей мочевой кислоты в суставах [4, c. 251-255].