Чебышев Н.В. Гринева Г.Г. Биология 2000

-202-

фибулярные радиальные дуги, увеличенная сегментация полиморфноядерных гранулоцитов, высокая частота "барабанных палочек", микроцефалия, арриненцефалия, гипертелоризм, незаращение верхней губы и неба, полидактилия, флексия, деформация пальцев и ногтей, почечные кисты, двойной мочеточник, гидронефроз, гидроуретер, пупочная грыжа, аномалии развития матки, крипторхизм.

Трисомии по 14-й паре хромосом описаны для мертворожденных. У

живорожденных этой патологии не выявлено.

Трисомии по 18-й паре (сидром Эдвардса) встречаются с частотой 1:7000 среди живых младенцев. Для детей характерно пренатальное недоразвитие, пороки костной системы, пороки сердца, отклонения в дерматоглифическом рисунке. 90% детей умирают на первом году жизни (рис. 190, 191).

Рис. 190. Основные клинические симптомы трисомии по хромосоме 18 (синдром Эдвардса):

задержка роста, умственная отсталость, долихоцефалия с выступающим затылком, ретрофлексия головы, дуги на трех или более концах пальцев, отсутствие кожных складок выше дистальных суставов, обезьянья складка, короткая грудина, подковообразная почка, аддукционная деформация бедра, мышечный гипертонус, pes equinouarus, выступающие пятки, дорзальная флексия больших пальцев, открытые швы черепа и широкие роднички при рождении, гипертелоризм, высокие надбровные дуги, низко расположенные и деформированные уши, микрогнатия, флексорная деформация пальцев, персистирующий артериальный проток, дефект межжелудочковой перегородки, Меккелев дивертикул, отсутствие больших губ, выступающие наружные гениталии, маленькая плацента.

-203-

Рис. 191. Трисомия Е (синдром Эдвардса) и кариограмма при этом нарушении.

Наиболее часто встречается трисомия по 21-й паре хромосом (синдром Дауна). Клиническое описание этого синдрома было сделано в 1866 г. английским врачом Дауном. Мальчики и девочки заболевают одинаково часто. Частота рождения детей с синдромом Дауна - 1:700-800 новорожденных. В большинстве случаев при трисомии в кариотипе 47 хромосом.

Известно, что чем старше мать, тем больше риск рождения ребенка с синдромом Дауна. У матерей старше 40-44 лет риск появления такого ребенка в 16 раз выше, чем у матерей в возрасте 20-24 года, 95% случаев синдрома имеют аутотрисомный вариант.

Больные с синдромом Дауна небольшого роста, слабоумны, имеют

физические пороки (рис. 192). Для них характерны небольшая голова со скошенным затылком, косые глазные щели, эпикант, короткий нос с широкой переносицей, маленькие деформированные уши, полуоткрытый рот с высунутым языком и

выступающей нижней челюстью, походка с неловкими движениями, косноязычие. Они имеют пороки сердца, желудочно-кишечного тракта, почек. У больных часто возникают инфекционные и злокачественные заболевания, что обусловлено дефектами иммунной системы. Особенности дерматоглифики связаны с глубокой поперечной бороздой (обезьянья складка) и единственной сгибательной складкой на мизинцах (рис. 193). Благодаря улучшению условий жизни и медицинской помощи, больные с синдромом Дауна доживают до 30 лет и более. Некоторые больные могут

заниматься посильной трудовой деятельностью.

-204-

Рис. 192. Основные клинические симптомы болезни Дауна: задержка роста, умственная

отсталость, плоский затылок, диснластичные уши, много "петель" на кончиках пальцев, обезьянья складка, срединный осевой трирадиус, одностороннее или двустороннее отсутствие одного ребра, стеноз кишечника, пупочная грыжа, диспластичный таз, гипотоничные мышцы, широко отставленные большие пальцы, широкое плоское лицо, раскосые глаза, эпикант, короткий нос, маленькое и арковидное небо, большой складчатый язык, зубные аномалии, короткие и широкие кисти, клинодактилия, врожденный порок сердца, мегаколон.

Рис. 193. Дерматоглифика при болезни Дауна. А - ладонь нормального субъекта, Б - ладонь при

болезни Дауна (Turpin, Lejeune, 1965).

Трисомия по 22-й паре, как правило, вызывает летальный эффект и гибель плода во внутриутробном периоде.

4.3.11. МУТАГЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Любые мутации могут возникнуть спонтанно или быть индуцированными.

Спонтанные мутации появляются под влиянием неизвестных природных

-205-

факторов и приводят к ошибкам при репликации ДНК.

Индуцированные мутации возникают под воздействием специальных направленных факторов, повышающих мутационный процесс.

Мутагенным действием обладают факторы физической, химической и биологической природы.

Среди физических мутагенов наиболее сильное мутантное действие

оказывает ионизирующая радиация - рентгеновские лучи, α-, β-, γ-лучи. Обладая большой проникающей способностью, при действии на организм они вызывают образование свободных радикалов ОН или НО2 из воды, находящейся в тканях. Эти радикалы обладают высокой реакционной способностью. Они могут расщеплять нуклеиновые кислоты и другие органические вещества.

Облучение вызывает как генные, так и хромосомные перестройки. Ультрафиолетовое излучение характеризуется меньшей энергией, не

вызывающей ионизацию тканей. Действие УФ-излучения приводит к образованию тимидиновых димеров. Присутствие димеров в ДНК приводит к ошибкам при ее репликации.

- Химические мутагены должны обладать следующими качествами:

•высокой проникающей способностью;

•свойством изменять коллоидное состояние хромосом;

•определенным действием на состояние хромосомы или гена. К химическим веществам, вызывающим мутации, можно отнести органические и неорганические вещества, такие, как кислоты, щелочи, перекиси, соли металлов, формальдегид,

пестициды, дефолианты, гербициды, колхицин и др.

Некоторые вещества способны усиливать мутационный эффект в сотни раз по сравнению со спонтанным. Их называют супермутагенами. Эти супермутагены

вызывают широкий спектр точковых мутаций в концентрациях меньше тех, которые индуцируют хромосомные перестройки, видимые под микроскопом. Супермутагенной активностью обладают нитрозосоединения (иприт, диэтилнитрозамин, уретан и др.).

Некоторые лекарственные препараты также обладают мутагенным эффектом. Например, цитостатики, производные этиленимина, нитрозомочевина. Они повреждают ДНК в процессе репликации.

Химические мутагены могут вызывать нарушение мейоза, приводящее к нерасхождению хромосом, разрыву хромосом, точковым мутациям. Некоторые

химические мутагены проходят через метаболическую систему организма самыми непредсказуемыми путями, превращаются в другие соединения. При этом они могут потерять свою мутагенную активность, или приобрести такие мутагенные свойства, которые отсутствовали у исходного соединения. Некоторые немутагенные

химические вещества, включившись в обмен веществ, превращаются в мутагены. Например, цитостатик - циклофосфамид - не мутаген, но в организме млекопитающих превращается в высокомутагенное соединение.

-206-

Кроме мутагенов физической и химической природы, в окружающей среде имеются биологические факторы мутагенеза.

Вирусы оспы, кори, ветряной оспы, эпидемического паротита, гепатита, краснухи и др. способны вызывать разрывы хромосом. Вирусы могут усиливать темпы мутации клеток хозяина за счет подавления активности репарационных систем. Есть данные о возрастании числа хромосомных перестроек в клетках

человека после пандемий, вызванных вирулентными вирусами.

Возникновение мутаций приводит к различным патологиям. Для предотвращения негативных последствий, связанных с действием различных мутагенных факторов среды, проводят мероприятия, снижающие вероятность возникновения мутаций. С этой целью используют вещества, называемые антимутагенными. В настоящее время выделено около 200 природных и синтетических соединений, обладающих антимутагенной активностью. Это аминокислоты (гистидин, метионин и др.), витамины (токоферол, каротин, ретинол, аскорбиновая кислота и др.), ферменты (оксидаза, каталаза и др.), интерферон и др.

Потребляемая пища содержит большое количество мутагенов и антимутагенов. Их соотношение зависит от способов обработки пищи, сроков ее хранения и т.д. Правильное питание - один из путей предотвращения вредного воздействия мутагенных факторов среды.

4.3.12. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И СРЕДА

Индивидуальное развитие (онтогенез) человеческого организма связано с реализацией той наследственной программы, которая заложена в зиготе и передается из поколения в поколение. Наследственная изменчивость человека распространяется на все признаки организма. В развивающемся организме имеет место взаимодействие всех структур и функций между собой, так как они составляют единое целое. Развитие организма осуществляется в определенных условиях внешней среды. Итог реализации информации зависит от того, какими были

условия.

Например, проявление заболевания фенилкетонурии у организмов,

гомозиготных по данным рецессивным генам, зависит от количества фенилаланина

в пище. При употреблении пищи, содержащей фенилаланин, накапливаются токсические продукты, что обусловливает повреждение функций головного мозга.

Если исключить из рациона продукты, содержащие фенилаланин, болезнь может не проявляться, и человек будет здоров.

Наследственность и среда играют большую роль в патогенезе любого заболевания человека. Все формы патологии по степени участия в них этих

факторов можно разделить на четыре группы.

Первая - Собственно наследственные болезни. Их проявление определено

присутствием патологических генов; а среда может модифицировать проявление заболевания. Эти болезни наследуются моногенно. Примерами таких болезней

-207-

могут быть фенилкетонурия, гемофилия, хромосомные болезни.

Вторая группа ~ наследственные болезни, обусловленные патологическими мутациями, для проявления которых необходимо специфическое воздействие среды. Например, для проявления действия гена вызывающего подагру, необходим определенный режим питания.

Третья группа - болезни с наследственным предрасположением или

мультифакториальные заболевания. Их возникновение связано с неблагоприятным действием факторов среды на организм при наличии генетической предрасположенности к данным заболеваниям. Эти заболевания особенно распространены у людей среднего и пожилого возраста. К таким заболеваниям относят гипертоническую болезнь, ишемическую болезнь сердца, атеросклероз, язвенную болезнь, диабет и др.

В возникновении четвертой группы заболеваний большую роль играют факторы среды. Эти заболевания связаны с травмами, обморожениями, особо опасными инфекциями. Течение и исход данных заболеваний зависит от генетических факторов.

4.3.13. МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА

Для изучения наследственности и изменчивости в генетике используют различные методы. Гибридологический метод, разработанный Менделем, применяют для изучения закономерностей наследования у растений и животных.

4.3.13.1.ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД

Генеалогический метод очень часто используют для изучения закономерностей наследования у человека. Этот метод широко применяют для:

•установления наследственного характера признака;

•определения типа наследования и пенетрантности генотипа;

•анализа сцепления генов и составления карт хромосом;

•изучения мутационного процесса;

•расшифровки механизмов взаимодействия генов;

•медико-генетического консультирования.

С помощью этого метода можно выявить родственные связи и проследить

признак (например, болезнь) среди близких и далеких прямых и непрямых родственников (рис. 194, 195, 196, 197, 198).

-208-

Рис. 194. Брахидактилия у одной из представительниц младшего поколения родословной

Фараби.

Рис. 195. Родословная с синдромом Леша-Найхана.

-210-

Рис. 198. Родословная с Х-сцепленным доминантным рахитом, устойчивым к витамину О, и

гипофосфатемией. ■ - гипофосфатемия с рахитом, □ - гипофосфатемия без рахита

Генеалогический метод может быть использован не только в диагностических целях, но и позволяет прогнозировать вероятность проявления признака в потомстве и имеет большое значение для предупреждения наследственных

болезней..

При анализе родословных можно обнаружить генные и хромосомные болезни,

и болезни, в развитии которых принимают участие не только генетические факторы, но и условия среды.

При мультифакториальных болезнях в группу риска относят лиц с учетом наследственной отягощенности, которая зависит от тяжести заболевания, степени родства с больными и числа больных в семье. Выявление групп риска позволяет эффективно провести лечебно-профилактические мероприятия у лиц, генетически предрасположенных к заболеваниям (табл. 10).

Таблица 10

Наследуемые по аутосомно-доминантному типу генетические заболевания зрелого возраста, поддающиеся лечению и предупреждению, для которых обязателен поиск среди членов семьи больного