Болезни, передающиеся наследственным путем

Титульный лист оформляется самостоятельно. Служит для нумерации.

Внимание ! Перед сдачей преподавателю рекомендуется полностью прочитать работу.

План.

Введение.

В основе наследственно обусловленных заболеваний лежат мутации. Благодаря современным леденящим кровь триллерам, слово это вызывает сейчас у многих почти суеверный ужас. На самом деле латинское слово mutatio означает «изменение» - не более того. Мутация - это изменение наследственных свойств организма в результате перестроек в структурах, ответственных за хранение и передачу генетической информации. Заболевания, связанные с патологическими изменениями в хромосомах, обычно так и называют хромосомными заболеваниями. Под собственно наследственными заболеваниями понимают нарушения, обусловленные генными мутациями.

Итак, мутации - это изменения в ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоте), передающиеся по наследству. Из ДНК состоят хромосомы - носители генетической информации. Причинами мутаций могут быть ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, химические соединения. Всего этого предостаточно в окружающей среде, а человек, как и другие живые организмы, никуда не денется от ее влияния.

В данной работе предполагается рассмотреть основные причины генетических мутаций, рассмотреть сами болезни, передающиеся наследственным путем, а также изучить возможные способы лечения этих болезней.

Сегодня врачи имеют представление о 1,5 тысячах наследственных заболеваний. Немало знают они и о диагностике и профилактике генных заболеваний. Но, к сожалению, в поиске эффективных методов лечения наследственных болезней медицина пока практически бессильна. Медики признают, что для того, чтобы найти пути, которые смогли бы заметно облегчить жизнь их пациентам, потребуется ещё не один десяток лет. Тем не менее, работа в этом направлении продолжается...

1. Причины генетических мутаций.

Наследуемость - это передача признаков от родителей потомкам. Своеобразие внешнего вида человека, строение его органов и тканей, особенности психической деятельности, способность сопротивляться вредным воздействиям внешней среды - все это определяется сложным аппаратом наследственности, имеющимся в ядре каждой клетки живого организма.

Аппарат наследственности устойчив и довольно хорошо защищен. И все-таки в строении гена происходят нарушения - мутации, о которых говорилось выше и которые приводят к нарушению строения контролируемого этим геном белка. В результате в организме синтезируется дефектный белок, неспособный выполнять свою функцию, или синтез его вообще прекращается. Это может проявиться нарушением строения органов (пороками развития), нарушением физических свойств тканей: ломкостью костей, повышенной ранимостью и растяжимостью кожи, нарушением слуха, зрения, умственной отсталостью и др.

Раз возникнув, врожденный порок развития, изменение нейтрального признака (цвет волос, глаз, форма носа и др.) или болезнь (гемофилия, мышечная дистрофия, ломкость костей) может передаваться из поколения в поколение, через поколение или остается скрытым на протяжении нескольких поколений одной семьи.

Причины мутаций разнообразны. Воздействовать на код наследственности способны тысячи внешних факторов. Это и космическое излучение, присутствующее постоянно на протяжении веков эволюции живой материи и вредные факторы среды обитания, связанные с человеческой деятельностью (загрязнение окружающей среды вследствие развития промышленности, увеличение радиационного фона, лекарственная терапия и др.), вирусы и др. В современных аптеках насчитывается до 50 тысяч медикаментов, ежегодно синтезируется до 200 тысяч химических соединений. Все это обрушивается на человеческий организм, в том числе на аппарат наследственности. В результате возникают поломки - мутации - хромосом и генов. Каждая из них может быть причиной тяжелого недуга.

Различают несколько типов мутаций: изменение плоидности, т.е. числа хромосом (численные хромосомные аберрации), встречающиеся особенно часто у растений; хромосомные мутации - изменения структуры хромосом (структурные хромосомные аберрации); генные мутации - изменения в отдельных генах; мутации во внеядерном генетическом материале.

Потомкам передаются мутации хромосом и генов зародышевых (половых) клеток родителей. Мутации наследственных структур других клеток организма (кожи, кости, слизистых оболочек и др.) проявляются возникновением опухолей в этих тканях и, как правило, не наследуются.

Причины хромосомных перестроек и наиболее важной категории мутаций — генных — долгое время оставались неизвестными. Это давало повод для ошибочных автогенетических концепций, согласно которым спонтанные генные мутации возникают в природе якобы без участия воздействий окружающей среды. Лишь после разработки методов количественного учёта генных мутаций выяснилась возможность вызывать их различными физическими и химическими факторами — мутагенами.

Сильные физические и химические мутагены увеличивают частоту возникновения генных мутаций и хромосомных перестроек во много десятков раз, а наиболее мощные химические мутагены (так называемые супермутагены, многие из которых открыты и изучены генетиком И. А. Рапопортом с сотрудниками) — даже в сотни раз по сравнению с частотой возникающих естественно спонтанных мутаций.

В опытах на культурах клеток и на лабораторных животных обнаружено мутагенное действие многих вирусов. Мутагеном у вирусов, по-видимому, служит их нуклеиновая кислота. Таким образом, вирусы — не только возбудители многих болезней животных и человека, растений и микроорганизмов, но и один из источников их наследственной изменчивости. Все мутагены вызывают генные мутации, прямо или косвенно изменяя молекулярную структуру нуклеиновых кислот, в которой закодирована генетическая информация.

Подводя итог, генные (точечные) мутации, таким образом, связаны с изменениями в последовательности нуклеотидов. Нормальный ген (свойственен дикому типу) и возникшие из него мутантные гены называются аллелями. Аллели распознаются по занимаемому ими положению в гомологичных хромосомах - они занимают одинаковое положение и имеют сходную нуклеотидную последовательность. При генных мутациях происходят следующие структурные изменения:

1) замена оснований - пурин (аденин, гуанин) может заменяться другим пурином или пурин может заменяться пиримидином (цитозин, тимин): пара АГ заменяется парой АГ или ЦТ;

2) изменение числа нуклеотидов:

а) делеция - потеря одного или нескольких нуклеотидов (нормальные нуклеотиды АГЦ ЦАГ АГЦ, измененные нуклеотиды - АЦ ЦАГ АГЦ);

б) дупликация - удвоения участка нуклеотида (АГГЦ ЦАГ АГЦ);

в) вставка новой для данного гена последовательности (ЦАГ ЦАГ АГЦ);

3) инверсия - поворот участка гена на 180 градусов.

2. Болезни, передающиеся наследственным путем.

Врожденные болезни могут быть следствием генетических нарушений и следствием вредных воздействий на плод, развивающийся из нормальных половых клеток, без генетических мутаций. Неблагоприятное воздействие на организм беременной могут оказать производственные вредности, медикаменты, алкоголь, табак, вирусы (особенно опасен вирус коревой краснухи, ветряной оспы), рентгеновское облучение и другие факторы. Внешне врожденные и наследственные болезни могут быть похожи.

К наследственным болезням относятся большинство множественных врожденных пороков развития (например, одновременно поражается скелет, глаза, сердце, почки, мозг), болезнь Дауна, фенилкетонурия, врожденная патология щитовидной железы, корликовость, гемофилия, прогрессирующая мышечная дистрофия, олигофрения, нарушения полового развития - всего около 3000 болезней, синдромов и признаков.

Наследственные болезни и пороки развития приводят к ранней инвалидности и смертности и являются тяжелым моральным и материальным грузом для семьи и общества.

В зависимости от того, где локализован патологический (мутантный) ген — в аутосоме (аутосомы (от ауто... и греч. soma - тело), все хромосомы в клетках раздельнополых животных и растений, за исключением половых хромосом) или в половой хромосоме — и каковы его взаимоотношения с нормальным аллелем (наследственным задатком (геном), расположенным в одинаковых участках гомологичных (парных) хромосом и определяющим направление развития одного и того же признака), т. е. является ли мутация доминантной (нормальный ген подавляется патологическим) или рецессивной (патологический ген подавляется нормальным), различают следующие основные типы наследования: аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный и сцепленный с полом (или ограниченный полом). Тип наследования устанавливается путём анализа родословной. При составлении последней учитываются распространение в семье изучаемого заболевания и родственного отношения между больными. Построение и анализ родословной составляют предмет клинико-генеалогического исследования.

Некоторые из наследственных заболеваний совместимы с жизнью, некоторы – нет. В таблице 1 приведены те болезни, имея которые человек может жить.

Помимо хромосомных нарушений, наследственные болезни могут быть обусловлены изменениями генетической информации непосредственно в генах.

Наиболее часто встречаются генные, или точковые, мутации, связанные с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Они могут оставаться незамеченными в гетерозиготном состоянии, например Аа, и проявляться фенотипически, переходя в гомозиготное состояние – аа.

Наследование, сцепленное с Х-хромосомой, проявляется в отсутствие передачи гена по мужской линии: Х-хромосома от отца не передается сыновьям, но передается каждой дочери. Например, гемофилия (несвертываемость крови) наследуется как рецессивная, сцепленная с Х-хромосомой мутация. Пример ее наследования можно проследить по родословной потомков английской королевы Виктории. У женщин фенотипическое проявление гемофилии возможно в случае гомозиготности по рецессивному гену гемофилии, что маловероятно.

Такие заболевания, как, например, наследственная дистрофия зрительного нерва (нейропатия Лебера), передаются по наследству только по материнской линии, однако связаны не с повреждением генетической информации Х-хромосомы, а с мутациями генов митохондрий. Митохондрии передаются потомкам с яйцеклеткой, поэтому их дефекты наследуются только по материнской линии.

Болезни с наследственным предрасположением отличаются от генных болезней тем, что для своего проявления нуждаются в действии факторов внешней среды и представляют собой наиболее обширную группу наследственной патологии, весьма многообразную по нозологическим формам. Каждая форма характеризуется широким полиморфизмом клинической картины. Все это обусловлено вовлечением многих генов (полигенные системы) и сложным взаимодействием их с факторами среды в процессе развития болезни. В связи с этим данную группу называют иногда мультифакториальными болезнями. Даже для одного и того же заболевания относительное значение наследственности и среды у разных лиц может быть неодинаковым. По генетической природе -это две группы болезней.

Моногенные болезни с наследственным предрасположением – предрасположение связано с патологической мутацией одного гена. Для своего проявления предрасположение требует обязательного действия внешнесредового фактора, который обычно идентифицируется и по отношению к данной болезни может рассматриваться как специфический.

Полигенные болезни с наследственным предрасположением определяются множественными генами, каждый из которых является скорее нормальным, чем патологическим, идентификация этих генов весьма затруднена; свое патологическое проявление они осуществляют во взаимодействии с комплексом факторов внешней среды.

Наследственность и среда оказывается этиологическими факторами или играют роль в патогенезе любого заболевания человека , но доля их участия при каждой болезни своя, причем чем больше доля одного фактора, тем меньше другого. С этих позиций можно выделить три группы наследственной патологии, между которыми нет резких границ.

Первую группу составляют собственно наследственные болезни, у которых этиологическую роль играет наследственность; роль среды заключается в модификации лишь проявлений заболевания. В эту группу входят моногенно обусловленные болезни (фенилкетонурия, гемофилия, ахондроплазия), а также хромосомные болезни.

Вторая группа – это тоже наследственные болезни, обусловленные патологической мутацией, однако для их проявления необходимо специфическое воздействие среды. Таковы проявления недостаточности гемоглобина HbS у его гетерозиготных носителей при пониженном парциальном давлении кислорода, возникновение острой гемолитической анемии при недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы под влиянием сульфаниламидов.

Третью группу составляет подавляющее число распространенных болезней, особенно заболеваний зрелого и преклонного возраста (гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка или двенадцатиперстной кишки и др.). Основным этиологическим фактором в их возникновении служит неблагоприятное воздействие среды, однако реализация действия фактора зависит от индивидуальной, генетически детерминируемой предрасположенностью организма.

Наследственные болезни, как правило, проявляются в самом раннем возрасте. Каковы же их признаки? Один из основных – задержка умственного развития. Очень часто наследственные заболевания сопровождаются нарушениями зрения и слуха. К числу других клинических признаков медики также относят нарушения органов дыхания, опорно-двигательной системы, деформации костей и суставов, врожденные пороки сердца.

Комбинаций из сотен генов – невероятное множество, и любой ген может оказаться поврежденным, передавая свое несовершенство следующему поколению. Теоретически каждый новорожденный просто обречен на наследственные дефекты. На самом деле все обстоит иначе. Во-первых, вероятность схождения поврежденных генов в фатальную пару сама по себе невелика. Во-вторых, далеко не все дефекты становятся причиной заболевания.

Очень часто сам наследственный фактор напрямую не связан с вызываемыми им конечными болезненными изменениями в организме – механизм его влияния опосредован. Дефект гена, например, становится причиной гормональной недостаточности – и тогда в клетках накапливается излишек одних веществ и ощущается дефицит других. Изменения развиваются лавинообразно и вскоре становятся необратимыми. Но в самом начале эти последствия можно предупредить, корректируя нарушение обмена веществ диетой или гормональными препаратами. При фенилкетонурии, обрекающей ребенка на необратимую умственную отсталость, оказалось достаточным исключить из его рациона продукты, содержащие аминокислоту фенилаланин – именно ее избыток постепенно отравляет организм. Другое наследственное заболевание – галактоземия – вводит запрет на использование молочных продуктов. В этих случаях детей приходится вскармливать миндальным или соевым молочком. Конечно, звучит не слишком весело, зато ребенок в подавляющем большинстве случаев развивается полноценно.

Так же успешно удается справляться с рахитоподобными болезнями – в рацион ребенка вводится большое количество витамина Д. Врожденные дефекты гипофиза, грозящие тем, что ребенок останется лилипутом, эффективно лечатся введением особого гормона. Статистика показывает: почти у 70 процентов детей, которым вовремя был поставлен диагноз и начато правильное лечение, удается остановить и стабилизировать течение процесса.

3. Лечение наследственных заболеваний.

В настоящее время благодаря успехам генетики в целом и существенномау прогрессу теоретической и клинической медицины можно твердо утверждать, что многие наследственные болезни успешно лечатся. Именно такая установка должна быть у врача.

Общие подходы к лечению наследственных болезней сходны с подходами к лечению болезней любой другой этиологии. При лечении наследственных болезней полностью сохраняется принцип об индивидуализированном лечении - ведь врач и при наследственной патологии лечит не просто болезнь, а болезнь у конкретного человека. Возможно даже, что и при наследственной патологии принцип индивидуализированного лечения должен соблюдаться еще строже, потому что гетерогенность наследственных болезней далеко не расшифрована, а, следовательно, с одной и той же клинической картиной могут протекать разные наследственные болезни с различным патогенезом. В зависимости от условий пре- и постанального онтогенеза, а также от всего генотипа индивида фенотипические проявления мутаций у конкретного индивида могут модифицироваться в ту или другую сторону. Следовательно, необходима разная коррекция наследственной болезни у разных лиц.

Как и при лечении других хорошо изученных болезней (например, инфекционных), можно выделить три подхода к лечению наследственных болезней и болезней с наследственной предрасположенностью: симптоматическое , патогенетическое, этиологическое .

Применительно к наследственным болезням в отдельную группу можно выделить хирургические методы, поскольку они иногда выполняют функции симптоматической терапии, иногда патогенетической, иногда и той и другой вместе.

При симптоматическом и патогенетическом подходах используются все методы современного лечения (лекарственное, генетическое, рентгенорадиологическое, физиотерапевтическое, климатическое и т. д.). Генетический диагноз, клинические данные о состоянии больного и вся динамика болезни определяют поведение врача на протяжении всего периода лечения со строгим постоянным соблюдением гипполкратовского принципа "не навреди". При лечении наследственных болезней надо быть особенно внимательным в соблюдении этических и деонтологических принципов в отношении пациента и членов его семьи. Ведь часто речь идет о тяжелых хронических больных с детского возраста.

Симптоматическое лечение - не только лекарственное. Многие виды физических методов лечения (климатотерапия, разные виды электротерапии, теплолечение) применяются при наследственных болезнях нервной системы, наследственных болезнях обмена веществ, заболеваниях скелета. Больные после таких курсов лечения чувствуют себя намно-го лучше, продолжительность их жизни удлиняется.

Практически нет таких наследственных болезней, при которых не было бы показано физиотерапевтическое лечение. Например, лекарственное лечение муковисцидоза постоянно подкрепляется многообразными физиотерапевтическими процедурами (ингаляция, массаж).

К симптоматическому можно отнести рентгенорадиологическое лечение при наследственно обусловленных опухолях до и после хирургического вмешательства.

Возможности симптоматического лечения при многих болезнях еще далеко не исчерпаны, особенно в применении лекарственной и диетической терапии.

При патогенетических подходах к лечению наследственных болезней исходят из того, что у больных либо образуется аномальный белок (фермент), либо нормального белка вырабатывается недостаточно (до полного отсутствия). За этими событиями следуют изменения цепи превращения субстрата или его продукта. Значение этих принципов и конкретных путей реализации действия гена помогает правильно разрабатывать схемы лечения и даже терапевтическую стратегию. Это особенно четко можно проследить на примере лечения наследственных болезней обмена веществ .

В целом патогенетические подходы к лечению наследственных болезней систематизированно в зависимости от уровня биохимического дефекта можно представить следующим образом. Суть любых подходов к лечению схематично сводится к возмещению или выведению чего-то. Если ген не работает, то необходимо возместить его продукт; если ген производит не то, что нужно, и образуются токсические продукты, то необходимо уда- ление таких продуктов и возмещение основной функции; если ген производит много продукта, то избыток последнего удаляют.

Думается, что можно ожидать дальнейших сдвигов в патогенетическом лечении путем возмещения продуктов (белков, гормонов) в связи с успехами физико-химической биологии, генной инженерии и биотехнологии: уже получают специфические белки и гормоны человека, необходимые для восполнения нарушенного звена обмена при лечении наследственных болезней (инсулин, соматотропин, интерферон).

Заключение.

В заключение хочется сказать о том, что любое заболевание важно вовремя обнаружить, в том числе и наследственное. Еще лучше - попытаться его избежать, т.е. обратиться за советом к врачу-специалисту. Наследственные болезни изучают врачи- генетики, и получить у них консультацию можно в медико-генетических центрах и центрах планирования семьи.

Сейчас у врачей появилась возможность назначать пациентам генотерапевтическое лечение. Будучи выделенным из организма, любой ген может быть клонирован и использован как лечебное средство. Оказалось, что генотерапия, которая создавалась специально для лечения наследственных болезней, эффективна для лечения ненаследственных, в первую очередь онкологических заболеваний, вирусных инфекций и других нарушений. Если специалистам удастся вовремя обнаружить наследственную болезнь, они подчас добиваются поразительных результатов в ее лечении. Но лучшим средством от наследственных болезней является их профилактика. Родители обязательно должны помнить, что будущее детей надо прогнозировать.

Сегодня в диагностике многих генных болезней помогают специальные биохимические исследования. Стремительно развивается самая современная ДНК-диагностика - исследование отдельных генов особыми сложными методами. Для этих анализов также нужно лишь небольшое количество крови.

Использованная литетература.

1. 
   Дубинин Н. П. Новая генетика. –М. : Академия, 2000
   
2. 
   Руденская Г. Е. Медицинская генетика. Учебник. –М. : Мастерство, 2002
   
3. 
   Ратнер В. А. Приниципы организации и механизмы молекулярно-генетических процессов. –М. : Центрполиграф, 1997
   
4. 
   Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни. Руководство для врачей. –М. : Медицина, 2002
   
5. 
   Большая Советская Энциклопедия