Болезни, которые передаются по наследству: исторические личности общества

Что такое наследственные заболевания?

Наследственные заболевания — это заболевания, вызванные генетическими или хромосомными мутациями. У людей от 20 000 до 25 000 генов. Генетическая мутация возникает при изменении одного или нескольких генов. Если это генетическое изменение передается детям, то это наследственное генетическое заболевание.

Если партнеры по статусу носителя тех или иных заболеваний совпадают, высок риск рождения ребенка с наследственным заболеванием. Если у вас не проявляются симптомы болезни, вы все равно можете быть носителем и передать мутации своим детям.

Многие генетически обусловленные заболевания появляются не сразу после рождения, а через некоторое время. Врожденные заболевания, вызванные внутриутробным поражением, например инфекции или внешние воздействия, следует отличать от наследственных заболеваний.

Чем отличаются наследственные заболевания от врожденных нарушений?

Генетические заболевания являются результатом изменений в одном или нескольких генах и могут передаваться из поколения в поколение или нет.

Все наследственные заболевания имеют генетическое происхождение, то есть являются результатом изменения одного или нескольких генов и передаются из поколения в поколение. Симптомы могут не проявляться с рождения.

Врожденные нарушения могут быть наследственными, а могут и не быть, а симптомы могут присутствовать с рождения. Но их появление не обязательно связано с генетикой.

Заболевания с наследственной предрасположенностью

В патогенезе таких заболеваний играет роль не только генетика, но и действие факторов окружающей среды. Их наследование не подчиняется законам Менделя.

Заболевания с наследственной предрасположенностью делятся:

1. Врожденные пороки развития:
   • черепная грыжа;
   • анэнцефалия;
   • вывих бедра и др.
2. Хронические заболевания неинфекционного характера:
   • психоневрологические заболевания (маниакально-депрессивный психоз, шизофрения, рассеянный склероз, эпилепсия);
   • соматические заболевания и патологии среднего возраста (бронхиальная астма, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, варикозное расширение вен и др.).

Среди всех наследственных заболеваний наиболее опасными являются полисомия, трисомия, наличие 3, 4, 5 и более хромосом, наличие одной хромосомы вместо двух. Наиболее опасны болезнь Канавана, гемофилия, спинальная мышечная амиотрофия, синдромы Дауна, Патау, Эдвардса.

Виды наследственных заболеваний

Наследственные заболевания подразделяются на хромосомные, генные и митохондриальные.

Хромосомные заболевания

В настоящее время описано около 1000 форм хромосомных болезней. Хромосомные заболевания возникают в результате изменения количества или структуры хромосом. Для них характерны общие черты: малый вес и длина тела при рождении, задержка в умственном и физическом развитии, задержка и аномалии полового развития и так далее.

Хромосомные заболевания редко передаются по наследству. И более чем в 95% случаев риск перерождения в семье ребенка с хромосомной патологией не превышает уровень населения в целом. К хромосомным заболеваниям с аномалиями количества хромосом относятся: синдром Патау, синдром Эдвардса, синдром трисомии хромосомы 8. И хромосомные заболевания с аномалиями в структуре хромосом — синдром ДиДжорджи, синдром Вольфа-Хиршхорна, «крик-синдром« кошки », Синдром Альфи, синдром Орбели.

Моногенные заболевания

Моногенные заболевания возникают в результате повреждения ДНК на уровне генов. По некоторым оценкам, количество моногенных заболеваний достигает 5000.

Среди признаков моногенных заболеваний можно выделить: различные формы умственной отсталости, дефекты органов слуха, зрения, дисплазию скелета, заболевания нервной, эндокринной, иммунной и других систем. К наиболее известным моногенным заболеваниям относятся муковисцидоз, гемофилия A и B, болезнь Гоше, мышечная дистрофия Дюшенна / Беккера, спинальная мышечная атрофия и дальтонизм.

выявить тяжелые моногенные заболевания можно с помощью пренатальной диагностики, а также определить наличие мутаций у родителей с помощью генетического теста.

Самым интересным для меня было знание особенностей обмена веществ. Поэтому я выбрал Атлас — только вот на эту тему довольно объемный раздел. Например, всю жизнь боролась с лишним весом, мигренью, болями в шее и спине, анемией.

Митохондриальные заболевания

Митохондриальные заболевания вызваны генетическими, структурными и биохимическими дефектами функционирования митохондрий, которые приводят к нарушению дыхания тканей.

Митохондрии содержат собственную ДНК. А болезни, вызванные мутациями в митохондриальной ДНК, передаются исключительно по материнской линии. Если митохондриальные заболевания были унаследованы таким образом, есть 100% шанс, что каждый ребенок в семье унаследует их.

Симптомы могут включать: замедленный рост, мышечную слабость, аутизм, психические расстройства, проблемы с дыханием, слухом и зрением. Примеры митохондриальных заболеваний: синдром Ли, синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта, наследственная оптическая нейропатия Лебера и другие.

Полигенные или мультифакториальные заболевания

Также существуют заболевания с наследственной предрасположенностью, которые называют многофакторными или полигенными заболеваниями.

Многофакторные заболевания вызываются наследственными факторами риска и, в значительной степени, неблагоприятными воздействиями окружающей среды. Многофакторные заболевания включают большинство хронических заболеваний, включая сердечно-сосудистые, эндокринные, иммунные, нервно-психические, онкологические и др. например, бронхиальная астма, сахарный диабет, ревматоидный артрит, гипертоническая болезнь сердца и т.д.

Гены и белки

Всего в генетическом коде человека около 30 000 генов. Следовательно, можно было предположить, что количество белка должно быть одинаковым. В связи с этим ученые признали правило «один ген — один белок / одна полипептидная цепь» или «один ген — один признак». Однако после детального изучения оказалось, что это не так.

В ходе сложных процессов чтения генетического кода из гена в будущем могут быть синтезированы различные полипептидные цепи (белки). Не вдаваясь в подробности сложного процесса, его можно описать следующим образом: в процессе созревания информационной РНК, с помощью которой образуются дополнительные белки, ее компоненты, интроны, удаляются из преждевременной РНК. Остальные экзоны, в которых кодируется аминокислотная последовательность белков, и их комбинации образуют различные мРНК. Этот процесс называется альтернативным сращиванием. В результате из гена образуются несколько зрелых мРНК, в которых кодируются разные аминокислотные последовательности практически одного и того же белка.

По какой-то логике этот белок должен выполнять те же функции. Однако, как оказалось, на платформе гена создается несколько белков, различающихся по структуре и функциям. В результате таких реакций происходит образование родственных белков, которые участвуют в обеспечении определенной функции в клетке человека. Следовательно, из одного гена можно синтезировать несколько изоформ белка. Следовательно, количество созданного генетического материала может быть очень большим. Все это создает чрезвычайно большое количество различных биологических молекул, из которых состоит тело человека, а также животных.

Альтернативный сплайсинг, таланты и болезни

Большинство генов человека подвергаются альтернативному сплайсингу (по некоторым данным более 90%), что значительно увеличивает разнообразие белкового состава. Некоторые из образовавшихся белковых продуктов обладают функциональными свойствами, другие — нет.

Разнообразие изоформ белка одного гена теоретически может формировать разные «способности» человека. Например, из гена Slo в результате сплайсинга во внутреннем ухе человека синтезируется несколько сотен белковых продуктов. Этот белок определяет длину волосковых клеток, которые отвечают за восприятие звука и за преобразование звукового сигнала в нервный импульс. Следовательно, этот белок (его изоформы) участвует в определении частоты звуков, которая может определять степень различия в восприятии звуков.

Изучение альтернативного сплайсинга привлекает внимание еще и потому, что в последние годы были получены интересные данные об участии этого механизма в процессах канцерогенеза (формирование опухолевого роста). В последнее время стало важным изучить механизмы сплайсинга в развитии рака простаты у мужчин. Например, исследование структуры фермента липоксигеназы-2 в ткани простаты показало, что ген этого фермента подлежит альтернативному сплайсингу. В результате образуется несколько изоформ этого фермента, которые в свою очередь негативно влияют на клеточный цикл клеток простаты и дифференцировку клеток этой железы. Сделан вывод о возможном влиянии этих белков на развитие рака простаты.

Другие серьезные заболевания, такие как рак груди, также могут быть связаны с альтернативными механизмами сращивания. Обнаружено, что в клетках груди в результате сплайсинга происходит усиление синтеза ТВХ3 и образование его новой формы ТВХ3 + 2a. TBX3 — это белок, фактор транскрипции, который контролирует синтез мРНК, индуцирует дифференцировку клеток и участвует во многих биохимических процессах. Мутации в гене, кодирующем этот белок, приводят к развитию множества синдромов, в том числе: дисфункция молочной железы во время производства молока, различные нарушения в области гениталий, задержка роста, проблемы с весом и развитием зубов и многие другие аномалии. Имеются данные о том, что изоформа TBX3 + 2a, образующаяся в результате сплайсинга, может участвовать в развитии рака груди у женщин.

также было показано, что митохондриальные заболевания связаны с альтернативным сплайсингом. Была проведена работа, демонстрирующая, что альтернативный сплайсинг митохондриального фермента топоизомеразы связан с нейродегенеративными заболеваниями и механизмами старения.

Механизм альтернативного сплайсинга позволяет расширить разнообразие белков без увеличения количества генов и способствует эволюционному развитию живых существ. Однако наличие тысяч различных генов и происходящие мутации лежат в основе многочисленных генетических патологий.

Механизм развития болезней, связанный с генами

В целом можно сказать, что изменение генетического кода может привести к значительному изменению любой биохимической реакции в клетке человека. Они приводят к серьезным патологиям, зачастую несовместимым с жизнью, или приводят к развитию различных заболеваний. Примером такого заболевания является довольно распространенная непереносимость молока (непереносимость лактозы / дефицит лактазы).

Непереносимость молочных продуктов связана с наличием в молоке сахара — лактозы. Этот сахар расщепляется в кишечнике человека под действием фермента лактазы, который содержится в клетках кишечника — энтероцитах. Его аминокислотная последовательность кодируется геном LCT, расположенным на второй хромосоме (2q21.3). В свою очередь, ген LCT регулируется интроном гена MCM6. Изменения в гене MCM6 (замена цитозина С на тимин Т) приводят к изменению работы гена LCT и, как следствие, к снижению синтеза фермента мРНК и снижению активности лактазы фермент, расщепляющий лактозу.

Избыток этого сахара в кишечнике приводит к появлению некоторых клинических проявлений: диареи, метеоризма, болей в животе. Люди с этим заболеванием перестают есть молочные продукты, и в результате уменьшается их потребление кальция. В дальнейшем это сказывается на общем росте ребенка, а в более старшем возрасте из-за дефицита кальция способствует риску остеопороза. По статистике, это заболевание регистрируется в РФ у 15% населения.

В зависимости от наличия генов, полученных от родителей (аллелей), выраженность клинических проявлений может быть разной: от хорошей ассимиляции лактозы (генотип Т / Т) до развития выраженных клинических проявлений (генотип C / C). Генотип C / T связан с риском остеопороза у взрослых.

Наследственные заболевания могут определяться геном, как показано на примере лактазной недостаточности, а также возникать из-за нарушения работы нескольких генов (полигенные дефекты). К таким полигенным заболеваниям относятся сахарный диабет, синдром Меласа, бронхиальная астма, ишемическая болезнь сердца, шизофрения и многие другие состояния. Полигенные заболевания реализуются через взаимодействие комбинаторной теории разных аллелей (аллель — это разные формы одного и того же гена на гомологичных хромосомах) и условий внешних факторов.

Как передаются психические болезни?

То, что психические заболевания могут передаваться по наследству, было замечено давно. Сегодня генетики подтверждают: на самом деле психические расстройства чаще появляются у ребенка в семье, где подобным недугом страдал родственник. И причина тому — нарушения в структуре генов.

Есть такое понятие, как коэффициент наследственного риска. Чем выше этот коэффициент, тем больше вероятность того, что ребенок унаследует болезнь от родственников.

Только некоторые психические заболевания напрямую связаны с генетическими нарушениями, например хорея Хантингтона, у которой коэффициент наследственного риска составляет 5000. Для сравнения, при психическом заболевании, таком как шизофрения, он равен 9.

Как влияет степень родства на наследственные болезни?

Риск развития психического заболевания зависит от степени родства с больным членом семьи и количества больных родственников.

Вероятность передачи болезни выше от однояйцевых близнецов, за которыми следует родство первой степени (родители, дети, братья, сестры). У родственников 2-й степени родства риск значительно снижен

Так, при шизофрении, которая присутствует у матери и отца, вероятность ее возникновения у детей составляет 46%, если один из родителей болен — около 13%, дедушка или бабушка — 5%.

Какие психические заболевания передаются по наследству чаще всего

1. Нарушения умственного развития детей

• Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) проявляется импульсивностью, затруднением концентрации внимания и повышенной двигательной активностью. Часто этот недуг сочетается с депрессивными состояниями, расстройствами поведения.
• Дислексия: неумение читать, сравнивать написанное со словом в некоторых случаях является наследственным.
• Аутизм — серьезное психическое расстройство, проявляющееся в нарушении социальной адаптации. Аутичный ребенок замкнут, он не хочет общаться с окружающим миром, он существует в своем личном пространстве. Не терпит никаких изменений, имеет свои ритуалы, которые строго соблюдает. Постоянно повторяет стереотипные движения (качели, отскок) или одни и те же фразы.

Обычно аутизм диагностируется в течение первых трех лет жизни ребенка.

Считается, что наследственность играет исключительную роль в возникновении этого заболевания.

2. Шизофрения

Это психическое заболевание, для которого характерны нарушения мышления, восприятия мира, неадекватное поведение и ненормальная реакция на раздражители. Заболевание может сопровождаться возбуждением, бредом, галлюцинациями. Больные склонны к депрессиям и суицидальным наклонностям.

Как правило, болезнь возникает в возрасте от 20 до 22-30 лет.

В возникновении этого заболевания немалую роль играет наследственность, но не менее важны и другие факторы: осложнения во время вынашивания, тяжелые роды у матери, инфекции, тяжелые психоэмоциональные ситуации и даже роды зимой.

3. Биполярное аффективное расстройство

В противном случае это психическое заболевание называют маниакально-депрессивным психозом. Он протекает с чередованием фаз: депрессия и возбуждение, иногда с агрессией. Между этими этапами возможны перебои в освещении.

4. Болезнь Альцгеймера

Заболевание развивается после 65 лет и выражается в первую очередь в забвении, в затруднении концентрации внимания. Затем возникает путаница, потеря ориентации в пространстве. Появляется раздражительность, немотивированная агрессия, нарушается речь. Развивается слабоумие.

Достаточно редко заболевание начинается раньше, и здесь немалую роль играет наследственный фактор — патологический ген.

Другие психические заболевания, передающиеся по наследству:

• эпилепсия;
• психопатия;
• алкогольная зависимость;
• слабоумие;
• синдром Дауна;
• хорея Хантингтона;
• синдром «кошачьего крика»;
• синдром Клайнфельтера.

Все эти психические заболевания передаются по наследству. При этом они могут появиться в семье, где такими недугами никто не страдал. Правда, риск заболевания в этом случае ниже, но он есть. Таким образом, заболеть шизофренией в полностью «здоровой» семье возможно с вероятностью 1%.

Диагностика наследственных болезней

Методы диагностики наследственных заболеваний:

1. Клиническая диагностика. Большинство хромосомных и генетических заболеваний диагностируются по внешним или клиническим признакам. Характерные проявления при синдроме Дауна, полидактилия при синдроме Патау, отсутствие пигментации при альбинизме, тяжелые формы дыхательной недостаточности при муковисцидозе.
2. Генеалогический метод заключается в построении генеалогического древа на основании данных анамнеза. Он позволяет рассчитать вероятность развития генетических заболеваний у детей с заболеваниями или наличия мутировавших генов у родителей и предков.
3. Лабораторная и инструментальная диагностика. Наследственные заболевания человека, связанные с нарушением обмена веществ, выявляются с помощью клинических тестов. Например, серповидноклеточная анемия по общему анализу крови, определение фенилаланина при фенилкетурии, нарушение коагулограммы при гемофилии. При мраморной болезни выявляются характерные рентгенологические изменения в костях, при гемофилии — гемартроз.
4. Цитогенетическое исследование определяет количество и структуру хромосом. Он используется для диагностики хромосомных заболеваний.
5. Скрининг наследственных заболеваний направлен на выявление генетической патологии на доклиническом уровне. Это сложный метод, который включает ситовый тест на некоторые наследственные заболевания: муковисцидоз, фенилкетонурию, болезнь Тея-Сакса и некоторые другие редкие наследственные заболевания.
6. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний — это метод выявления наследственной патологии на этапе внутриутробного развития.
7. Молекулярно-цитогенетические и молекулярно-биологические методы позволяют диагностировать наследственные заболевания на уровне генетического дефекта. Однако многообещающее направление значительно усложняется при наследственных полигенных заболеваниях, когда за проявление болезни отвечает множество различных генов. Даже при моногенных заболеваниях ответственный ген не всегда известен и идентифицирован, что также затрудняет диагностику.
8. Методы генетической идентификации предрасположенности и профилактики наследственных заболеваний в онкологии. В 2006 году в США была основана частная компания 23andMe. Основное направление деятельности компании — определение степени предрасположенности к определенным заболеваниям, в частности к раку груди и яичников, на основе анализа генов BRCA1 и BRCA2. Во многом интерес к этой теме подогрел в 2013 году операция по удалению груди известной голливудской актрисы А. Джоли.

Однако следует иметь в виду, что мутации в генах BRCA1 и BRCA2 вызывают рак груди (РМЖ) только в 5-10%, а их наличие или отсутствие изменяет лишь степень риска довольно редкой формы рака груди. Расчет эффективности этого метода будет представлен в следующих публикациях.

Направления генетических обследований

Сегодня врачи с высокой точностью выявляют генетические заболевания, поскольку передовые технологии позволяют буквально заглянуть внутрь гена, чтобы определить, на каком уровне произошло нарушение.

На заметку
В зарубежной прессе уже сообщается, что проводятся эксперименты по использованию методов редактирования генома для борьбы с некоторыми заболеваниями. В частности, журнал Nature привел аналогичные эксперименты по борьбе с ВИЧ.

Диагностическое тестирование

Диагностический тест проводится, если у пациента есть симптомы или особенности внешнего развития, которые являются признаком генетического нарушения. Перед направлением на диагностические обследования проводится полное обследование пациента. Одна из отличительных особенностей наследственных заболеваний — поражение разных органов и систем, поэтому при выявлении ряда отклонений от нормы врач направляет пациента на молекулярно-генетическую диагностику.

Поскольку многие наследственные заболевания (например, синдромы Дауна, Эдвардса, Патау) связаны с нарушением количества хромосом (кариотипа), для их подтверждения проводится кариотип, то есть исследование количества хромосом. Для анализа нужны клетки крови, которые несколько дней выращивают на специальной среде, а затем окрашивают. Затем врачи выделяют и идентифицируют каждую хромосому, определяют, не нарушен ли их количественный состав, отмечают особенности внешнего строения.

Для выявления мутаций в конкретных генах используется метод ПЦР — полимеразная цепная реакция. Его суть заключается в извлечении ДНК и повторном воспроизведении интересующей исследователя области. По мнению специалистов, преимуществом ПЦР является ее высокая точность: получить ложноположительный результат здесь практически невозможно. Метод удобен еще и тем, что для исследования можно взять любую ткань тела.

Пренатальная и предимплантационная диагностика

Если вы знаете, что у вас были случаи наследственных заболеваний в вашей семье или в семье вашего супруга, то, конечно, вы хотите узнать, какова вероятность их проявления у ваших детей. Врачи часто предлагают будущим родителям сделать пренатальную диагностику. А если пара использует вспомогательные репродуктивные технологии, то преимплантационная генетическая диагностика плода (ПГД).

ПГД следует проводить, если матери старше 35 лет, если у пары уже была прерывистая беременность и родились дети с наследственными заболеваниями. Кроме того, врачи рекомендуют выполнять ПГД, если родители являются носителями генетического заболевания. При этом в семье бывают случаи патологии, но сами супруги здоровы. Но вероятность проявления заболевания у ребенка может достигать 50%, и ПГД помогает точно определить этот показатель. Анализ проводится, когда эмбрион, полученный «in vitro», достигает стадии 6 или 8 клеток.

Пренатальное генетическое тестирование проводится, пока ребенок еще находится в утробе матери. Врачи могут предположить наличие генетических аномалий на основании анализов крови матери или результатов ультразвукового исследования плода. Поэтому на начальном этапе беременную проводят скрининг на три маркера: в крови определяется уровень АФП, β-хорионического гонадотропина и эстриола. Если их концентрация отличается от нормы, врач рекомендует провести генетическое обследование ребенка. Для этого с помощью прокола берут околоплодные воды и проводят кариотип плода. Единственный недостаток этого метода — длительный период ожидания результатов. Если последний отрицательный, женщина может просто не успеть принять решение о прерывании беременности. Есть и альтернатива: анализ ворсин хориона. Сделать это можно будет в ближайшее время, но получение материала представляет угрозу для течения беременности.

Недавно появилась еще одна возможность пренатального обследования плода — неинвазивный пренатальный ДНК-тест (НИПТ-тест). В этом случае нужна только кровь матери. Точность теста достигает 99% и можно проводить обследование как на самые распространенные генетические патологии, так и на полное обследование плода.

Определение носительства

Рассматривая типы наследования генетических заболеваний, мы упомянули вегетативно-рецессивный режим и наследование, сцепленное с полом. Человек может быть здоровым, но в его генотипе есть патологический ген. Векторный анализ помогает определить это. Многие делают это на этапе планирования беременности, чтобы рассчитать вероятность рождения ребенка с генетическими заболеваниями.

Например, такое заболевание, как гемофилия, встречается только у мужчин; женщины не болеют, но могут быть носителями. Поэтому женщинам, у которых есть родственники с проблемами свертывания крови, рекомендуется перед зачатием пройти скрининг на гетерозиготных носителей, чтобы определить вероятность рождения ребенка с гемофилией.

Предсказательное генотипирование

И даже если у человека нет признаков наследственных заболеваний, он все равно может пройти генетическую диагностику. За что? Дело в том, что не все наследственные заболевания определяются только нарушениями в генах. Может быть предрасположенность ко многим патологиям. Пресимптомный диагноз, или идентификация ДНК, выявляет это. Во многих клиниках это обследование называют «генетическим паспортом», его достаточно сделать один раз, ведь полученные результаты не меняются со временем.

По результатам ДНК-идентификации врач дает рекомендации пациенту: от образа жизни и диеты до профессиональных вредностей. Следование им помогает избежать развития многих заболеваний.

Лечение наследственных болезней

Симптоматическое лечение заключается в коррекции метаболических и других патологических нарушений, связанных с этим заболеванием.

Диетотерапия направлена ​​на исключение продуктов, содержащих вещества, которые не усваиваются или не переносятся пациентами.

Генная терапия направлена ​​на введение генетического материала в генетический аппарат клеток человека, эмбрионов или зигот, который компенсирует дефекты мутировавших генов. Успех генной терапии пока невелик. Но медицина с оптимизмом смотрит на развитие методов генной инженерии в лечении наследственных заболеваний.