Наследственные болезни и причины их возникновения

Наследственные болезни и причины их возникновения

Понятие о наследственных болезнях

Наследственные болезни в зависимости от уровня организации наследственных структур делятся на генные, хромосомные и геномные мутации, а в зависимости от типа клеток — на гаметические (мутации половых клеток) и соматические.

Наследственные болезни в строгом смысле слова подразделяют на две большие группы — генные и хромосомные. Генные болезни — болезни, вызываемые генными мутациями. Хромосомные болезни определяются хромосомными и геномными мутациями.

Наследственные заболевания и наследственная предрасположенность

Наследственные заболевания следует отличать от наследственной предраспололженности. Наследственные заболевания проявляются всегда, вне зависимости от условий среды и их причиной является генная или хромосомная мутация. О наследственной предрасположенности говорят тогда, когда для возникновения заболевания помимо генетических причин необходимо определенное экзогенное воздействие. Заболеваниями с наследственной предрасположенностью считают практически все ревматические болезни, а также подагру и сахарный диабет.

Наследственные заболевания и врожденная патология

Наследственные заболевания следует отличать от врожденных патологий.

Врожденные заболевания — это те заболевания, которые имеют место при рождении, т. е. сформировались во внутриутробном периоде. Однако причиной этих заболеваний является не мутация, а другие причины (воздействие токсинов, ионизирующего излучения на организм матери во время беременности, перенесенные инфекционные заболевания во время беременности).

Наследственные заболевания в большинстве случаев являются врожденными, но некоторые из них проявляются в детском, юношеском или даже зрелом возрасте.

Фенокопии — изменения фенотипа под влиянием неблагоприятных факторов среды, по проявлению похожие на мутации. В медицине фенокопии — ненаследственные болезни, сходные с наследственными. Распространенная причина фенокопий у млекопитающих — действие на беременных тератогенов различной природы, нарушающих эмбриональное развитие плода (генотип его при этом не затрагивается). При фенокопиях изменённый под действием внешних факторов признак копирует признаки другого генотипа (например, у человека приём алкоголя во время беременности приводит к комплексу нарушений, которые до некоторой степени могут копировать симптомы болезни Дауна).

Причина заболеваний

В основе наследственных заболеваний лежат нарушения (мутации) наследственной информации — хромосомные, генные и митохондриальные. Отсюда — классификация наследственных заболеваний. Наследственные болезни многочисленны (известно свыше 6000) и разнообразны по проявлениям. Для значительной части наследственных болезней тип наследования установлен — патологические признаки, также как и нормальные, могут наследоваться аутосомно-доминантно, аутосомно-рецессивно и сцепленно с полом (Х-сцепленный доминантный, Х-сцепленный рецессивный и Y-сцепленный типы наследования). Термин «аутосомный» указывает на то, что мутантный ген локализован в аутосоме, «Х-сцепленный» — в половой Х-хромосоме, а «Y-сцепленный» — в половой Y-хромосоме. Выделение доминантного и рецессивного типов наследования существенно с медицинской точки зрения, так как при доминантном типе наследования клиническое проявление болезни обнаруживается у гомои гетерозигот, а при рецессивном — только у гомозигот, т. е. значительно реже. Основные методы, с помощью которых устанавливается тот или иной тип наследования, — клинико-генеалогический, базирующийся на анализе родословных, и более точный сегрегационный анализ, объектом которого, как правило, являются так называемые ядерные семьи (т. е. родители и дети).

Мутагены

Существуют факторы, способные заметно увеличить частоту мутаций — мутагенные факторы. К ним относятся:

химические мутагены — вещества, вызывающие мутации, физические мутагены — ионизирующие излучения, в том числе естественного радиационного фона, ультрафиолетовое излучение, высокая температура и др.,

биологические мутагены — например, ретровирусы, ретротранспозоны.

наследственная болезнь резистентность

Мутагены. Классификация мутагенов

Мутагены (равно и вызываемые ими мутации) классифицируют по происхождению (источнику) на эндогенные и экзогенные, а по природе на физические, химические и биологические.

Экзогенные мутагены. Их большинство, к ним относятся различные и многочисленные факторы внешней среды (например, радиационное излучение, алкилирующие агенты, окислители, многие вирусы).

Эндогенные мутагены образуются в процессе жизнедеятельности организма (например, мутации могут возникать под влиянием свободных радикалов, продуктов липопероксидации).

Физические мутагены — ионизирующее излучение и температурный фактор:

— ионизирующее излучение (например, а-, (3-, у-лучи, рентгеновское излучение, нейтроны);

— радиоактивные элементы (например, радий, радон, изотопы калия, углерода и т. д. — источники ионизирующего излучения);

— УФ-излучение;

— чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены — самая многочисленная группа мутагенов. К химическим мутагенам относятся:

— сильные окислители или восстановители (например, нитраты, нитриты, активные формы кислорода);

— алкилирующие агенты (например, йодацетамид);

— пестициды (например, гербициды, фунгициды);

— некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты);

— продукты переработки нефти;

— органические растворители;

— Л С (например, цитостатики, содержащие ртуть средства, иммунодеп-рессанты);

— другие химические соединения.

Биологические мутагены:

— вирусы (например, кори, краснухи, гриппа); - Аг некоторых микроорганизмов.

Виды мутаций. Классификация мутаций.

Многочисленные виды мутаций перечислены на рисунке.

Спонтанные мутации возникают под влиянием естественных мутагенов экзо-или эндогенного происхождения, без специального (целенаправленного) вмешательства человека. Спонтанные мутации возникают, например, в результате действия химических веществ, образующихся в процессе метаболизма; воздействия естественного фона радиации или УФ-излучения; ошибок репликации и т. д.

Индуцированные мутации вызваны направленным воздействием факторов внешней или внутренней среды. Индуцированный мутационный процесс может быть контролируемым и неконтролируемым.

— Контролируемые мутации возникают, например, в эксперименте с целью изучения механизмов мутагенеза и/или его последствий.

— Неконтролируемые мутации, например при случайном выбросе радиоактивных элементов в среду обитания.

Виды мутаций. Классификация мутаций.

Гаметические мутации — мутации в половых клетках. Они наследуются потомками и, как правило, обнаруживаются во всех клетках организма.

Соматические мутации — мутации в неполовых (соматических) клетках — проявляются у того индивида, у которого они возникают. Они передаются при делении только дочерним клеткам и не наследуются следующим поколением индивида.

Мозаики. Если соматическая мутация возникает на ранних стадиях дробления зиготы (но не первого деления) возникают клеточные линии с различными генотипами. Чем раньше в онтогенезе происходит соматическая мутация, тем больше клеток содержит данную мутацию. Подобные организмы получили название мозаичных.

Патогенные мутации приводят к гибели эмбриона (или плода) и к развитию наследственных и врождённых заболеваний.

Нейтральные мутации обычно не влияют на жизнедеятельность организма (например, мутации, вызывающие веснушки, изменение цвета волос, радужной оболочки глаза).

Благоприятные мутации повышают жизнеспособность организма или вида (например, тёмная окраска кожных покровов у жителей африканского континента).

Генные (точковые) мутации — любые изменения молекулярной структуры ДНК. Некоторые мутации не оказывают влияния на функцию соответствующего полипептида (например, замена нуклеотидов, не приводящая к замене аминокислоты в силу вырожденности генетического кода). Значительная часть точковых мутаций нарушает функционирование гена и приводит к развитию генных (моногенных) болезней. Фенотипически генные болезни проявляются признаками нарушений метаболизма (например, фенилкетонурия, гемофилии, нейрофиброматоз, муковисцидоз, мышечная дистрофия Дюшенна—Беккера, гемоглобинопатия S).

Наслемдственные заболевамния — заболевания, возникновение и развитие которых связано с дефектами в программном аппарате клеток, передаваемыми по наследству через гаметы. Термин употребляется в отношении полиэтиологических заболеваний, в отличие от более узкой группы — генные болезни.

Реактивность организма Реактивность — свойство организма как целого отвечать изменениями жизнедеятельности на воздействия окружающей среды, представляющее собой такое же важное свойство всего живого, как обмен веществ, рост, размножение и др.

— Видовая реактивность детерминируется видовыми особенностями (например, атеросклероз часто наблюдается у людей, но не выявляется в такой форме у кроликов; у кроликов, в отличие от человека, также не развивается сифилис при инфицировании их возбудителем болезни). В ходе эволюции видовые особенности реактивности организма формируются в результате изменчивости (в связи с мутациями), наследственного закрепления кардинальных свойств вида и естественного отбора особей этого вида.

— Групповая реактивность. В ней выделяют реактивность возрастную, половую и конституциональную.

— Возрастная реактивность (например, дети в большей мере, чем взрослые, подвержены инфекции в связи с незрелостью их иммунной системы).

— Половая: характеризуется, в частности, разной устойчивостью мужчин и женщин к кровопотере (у женщин она выше), физической нагрузке (выше у мужчин).

— Конституциональная: относительно стабильные морфофункциональные, в том числе психические, особенности организма, определяемые наследственностью и длительным влиянием факторов окружающей среды. Известно, например, что так называемые астеники, в отличие от нормостеников, менее устойчивы к сильным и длительным физическим и психическим нагрузкам.

— Индивидуальная реактивность определяется наследуемой информацией, индивидуальной изменчивостью и собственным «жизненным опытом» организма. В отличие от видовой и конституциональной, индивидуальная реактивность организма может быть физиологической и патологической. Последняя проявляется, например, развитием у отдельных индивидов аллергических реакций на факторы, которые у других такого ответа не вызывают. Степень специфичности, дифференцированности ответа организма позволяет выделить реактивность специфическую и неспецифическую.

— Специфическая реактивность: например, развитие иммунного ответа на антигенное воздействие.

— Неспецифическая реактивность: например, активация фагоцитарной реакции лейкоцитов при их контакте с чужеродными клетками, неорганическими частицами, бактериями, вирусами, паразитами.

* Выраженность реакции организма на воздействие определяет реактивность нормергическую, гиперергическую, гипергическую и анергию.

— Нормергическая реактивность выражается количественно и качественно адекватной реакцией на воздействие какого-либо агента.

— Гиперергическая реактивность проявляется чрезмерной реакцией на раздражитель, например развитием анафилактического шока на повторное попадание в кровь Аг.

— Гипергическая реактивность характеризуется неадекватно слабой реакцией на воздействие, например неэффективным иммунным ответом на чужеродный Аг при развитии иммунодефицитного состояния.

— Анергия характеризуется отсутствием реакции на воздействие, что свидельствует о серьёзности нарушений системы организма, должной формировать ответ.

*Природа агента

В зависимости от природы агента, вызывающего ответ организма, выделяют иммуногенную и неиммуногенную реактивность.

— Неиммуногенная реактивность: изменения жизнедеятельности организма, вызванные воздействием различных агентов психического, физического, химического или биологического характера, не обладающих антигенными свойствами.

— Иммуногенная реактивность: изменения жизнедеятельности организма, обусловленные антигенными факторами.

*Биологическая значимость ответа организма определяет физиологическую и патологическую реактивность.

— Физиологическая реактивность — ответ, адекватный характеру и интенсивности воздействия, а также имеющий адаптивный характер. Примером может служить одна из разновидностей иммуногенной реактивности — иммунитет.

— Патологическая реактивность — реакция, неадекватная по выраженности и/или характеру изменения жизнедеятельности организма, сопровождающаяся снижением его адаптивных возможностей. Пример: аллергические реакции.

Таким образом, реактивность— динамичное, постоянно меняющееся свойство организма. С позиции врача важно, что это свойство можно изменять целенаправленно с целью повышения устойчивости организма к действию различных патогенных факторов.

Резистентность (от лат. resistentia — сопротивление, противодействие) — сопротивляемость (устойчивость, невосприимчивость) организма к воздействию различных факторов — инфекций, ядов, загрязнений, паразитов, и т. п.

Термин чаще применяется в отношении микроорганизмов (возникновение механизмов невосприимчивости к антимикробным лекарственным средствам, к антибиотикам); или растений (к болезням).

В отношении человека и животных чаще используется термин иммунитет. В частности, «неспецифической резистентностью» называют средства врождённого иммунитета.

В педиатрии Степень резистентности у детей определяют по кратности острых заболеваний (ОРЗ), перенесённых ребёнком в течение года. В том случае, когда наблюдение было менее продолжительным, оценку резистентности проводят по индексу частоты острых заболеваний, который равен отношению количества перенесённых ребёнком острых заболеваний к числу месяцев наблюдения.

Выделяют следующие оценки резистентности: хорошая — кратность ОРЗ не более 3 раз в год (индекс частоты ОРЗ (индекс резистентности, ИР) 0−0,32); сниженная — кратность ОРЗ 4−5 раз в год (ИР 0,33−0,49); низкая — кратность ОРЗ 6−7 раз в год (ИР 0,5−0,6); очень низкая — кратность ОРЗ 8 и более раз в год (ИР 0,67 и выше).

Резистентность у микроорганизмов — полная или частичная невосприимчивость к противомикробным препаратам, в частности, антибиотикам, фторхинолонам и т. д. Может достигаться биосинтезом в бактериях ферментов, инактивирующих лекарственный препарат, либо изменением структуры соединений, атакуемых антибиотиком, таким, чтобы бактерия могла продолжать жизнедеятельность в присутствии антимикробного препатрата. Примером первого способа является синтез бета-лактамаз, разлагающих антибиотики семейства пеницилиннов и других бета-лактамных антибиотиков. Вторым способом защищается от лекарств метициллин-резистентный золотистый стафилококк, опаснейшая больничная инфекция. У такого стафилококка изменяется структура белка PBP2a, с которым связываются антибиотиками пенициллинового ряда. Стафиллокок с измененной структурой белка становится в-лактам-резистентным, т. е. устойчивым к воздействию бета-лактамных антибиотиков.