4. Взаємодія генотипу і середовища.

Генотипно-середовищний вплив проявляється в тому, що однакові умови середовища більш сприятливі для людей з одним генотипом і менш сприятливі для людей з іншим генотипом. Іншими словами, уявлення про генотипно-середовищний вплив дозволяє з'ясувати, в якій мірі результати середовищ них впливів залежать від генетичних відмінностей між людьми. Одним з видів взаємодії генотипу і середовища є так звані генотипно-середовищні кореляції. В онтогенезі генотип і середовище тісно пов’язані між собою. Дитина одержує від батьків не лише генетично обумовлені задатки яких-небудь здібностей, але і середовище, яке може сприяти їх інтенсивному розвитку або, навпаки, перешкоджати йому. Про генотипно-середовищні кореляції говорять в тих випадках, коли є відповідність деяких здібностей, обумовлених генотипом із середовищними умовами їх реалізації. Існує три типи кореляцій між генотипом і середовищем: 1) пасивний; 2) реактивний; 3) активний.

Література 1. Ж. Годфруа. Что такое психология. –– М., Мир, Т.1, 1992. с. 460-470. 2. Талызина Н.Ф., Кривцова С.В., Мухаматулина Е.А. Природа индивидуальных различий: опыт исследования близнецовым методом. МГУ.––М.,1991.с.3-7.

II. Методи психогенетики

МЕТОДИ Психогенетики (від греч. Psyche-душа, genos-походження) - методи, що дозволяють визначити вплив спадкових чинників і середовища на формування тих чи інших психічних особливостей людини.

Найбільш інформативним є метод близнюків. Він заснований на тому, що монозиготні (однояйцеві) близнюки мають ідентичний генотип, дизиготних (двояйцевих) - неідентичних; при цьому члени блізнецових пар будь-якого типу повинні мати подібну середу виховання. Тоді більше внутрипарное подібність монозиготних близнюків в порівнянні з дизиготних може свідчити про наявність спадкових впливів на мінливість досліджуваної ознаки. Істотне обмеження цього методу полягає в тому, що подібність власне психологічних ознак монозиготних близнюків може мати і негенетическое походження.

Генеалогічний метод - дослідження подібності між родичами в різних поколіннях. Для цього необхідне точне знання ряду ознак прямих родичів по материнській і батьківській лініях і охоплення максимально широкого кола кровних родичів; можливо також використання даних щодо достатнього числа різних сімей, що дозволяє виявити схожість родоводів. Цей метод можна застосовувати головним чином у медичній генетиці та антропології. Однак подібність поколінь за психологічними ознаками може пояснюватися не тільки генетичної їх передачею, а й соціальної наступністю.

Популяційний метод дозволяє вивчати поширення окремих генів чи хромосомних аномалій в людських популяціях. Для аналізу генетичної структури популяції необхідно обстежити велику групу осіб, яка повинна бути репрезентативною, тобто представницької, що дозволяє судити про популяції в цілому. Цей метод також більш інформативний при вивченні різних форм спадкової патології. Що ж до аналізу наследуемости нормальних психологічних ознак, то даний метод, узятий ізольовано від інших методів психогенетики, надійних відомостей не дає, бо відмінності між популяціями у розподілі тієї чи іншої психологічної особливості можуть викликатися соціальними причинами, звичаями і т. д.

Метод прийомних дітей - зіставлення подібності по якомусь психологічному ознакою між дитиною та її біологічними батьками, з одного боку, дитиною і виховали його усиновлювачами - з іншого.

Методи припускають обов'язкову статистичну обробку, специфічну для кожного методу. Найбільш інформативні способи математичного аналізу вимагають одночасного використання принаймні двох перших методів.

Метод близнюків

Як відомо, у більшості ссавців в одному посліді народжується більше одного дитинчати. Це пов'язано з тим, що під час овуляції відбувається дозрівання декількох яйцеклітин одночасно. У деяких видів тварин і у людини при овуляції зазвичай дозріває лише одна яйцеклітина і, отже, народжується тільки одне дитинча. Але бувають і винятки - одночасно дозрівають і запліднюються дві і більше яйцеклітин. У цьому випадку народжується два (або більше) дитинчат, а тат як вони походять з різних запліднених яйцеклітин (зигот), то їх називають дизиготних близнюками (ДЗ). Причому не завжди дизиготних близнюки мають одного батька. Якщо жінка в період овуляції мала контакти з кількома чоловіками то можлива ситуація в якій народилися ДЗ матимуть різних батьків.

У ряді випадків при заплідненні єдиною дозрілої яйцеклітини на початкових стадіях розвитку зигота ділиться на дві частини. Це явище призводить до народження так званих монозиготних близнюків (МЗ). Так як МОЗ походять з однієї зиготи, то вони мають однаковий генетичний набір, що і визначає їх зовнішню схожість. Іноді поділ ембріонів відбувається не повністю і в результаті народжуються так звані сіамські близнюки.

При народженні близнят можливі чотири різні варіанти співвідношення оболонок плода:

· Близнюки мають роздільні амніону, хоріона і плаценти;

· Близнюки мають роздільні амніону, хоріона і загальну плаценту;

· Близнюки мають роздільні амніону і загальні хоріон і плаценту;

· Близнюки мають спільні амніон, хоріон і плаценту.

Для ДЗ близнюків характерні тільки два перші типу, при народженні МОЗ близнюків можуть спостерігатися всі чотири типи співвідношення плодових оболонок.

Частота народження близнюків у різних популяціях різна, але ця різниця виникає в основному за рахунок різниці в частоті народжень ДЗ близнюків, тоді як частота народження МОЗ близнюків у всіх популяціях приблизно постійна. Кількість народжених МОЗ і ДЗ близнюків можна приблизно визначити використовуючи простий спосіб. МОЗ близнюки завжди одностатеві, у той час як ДЗ близнюки народжуються одностатевими і двостатевими з однаковою ймовірністю. Отже, частота народження ДЗ близнюків дорівнює подвоєній частоті народження різностатевих двійнят. А частота народження МОЗ близнюків відповідно дорівнює різниці між частотою народження всіх близнюків і частотою народження ДЗ близнюків.

Так як МОЗ близнюки розвиваються з однієї зиготи, то вони генетично ідентичні і все спостерігаються відмінності в фенотипах повинні бути пов'язані тільки з впливом середовища. Тому з першого погляду здається, що для того, щоб визначити в якому ступені мінливість ознаки визначається генетичними факторами, досить встановити рівень подібності МОЗ близнюків. Це припущення було б справедливим у тому випадку, якби з моменту народження МОЗ близнюки були б розлучені і виховувалися в різних середовищах. Але в більшості випадків такого не відбувається і близнюки виховуються в одному середовищі. Тому для врахування впливу загального середовища в якості контролю використовують пари ДЗ близнюків. На ДЗ близнюків фактор загального середовища діє в тій же мірі, що і МОЗ близнюків, але загальних генів у ДЗ близнюків приблизно в два рази менше. Отже рівень генетично обумовленого подібності у ДЗ близнюків повинен бути нижче, ніж у МОЗ близнюків.

Близнюковий метод був запропонований Ф. Гальтон в 1865 році, але остаточна розробка його основ була проведена Г. Сіменсом в 1924 році. Семенс розробив надійний спосіб діагностики зиготности (метод полисимптомного порівняння), що базується на оцінці подібності та відмінності близнюків за цілою низкою параметрів. Кожен параметр окремо не дозволяє винести судження про зиготности близнюків, але використання комплексу параметрів дозволяє проводити більш надійну діагностику. Крім цього він запропонував використовувати як об'єкта досліджень не тільки МОЗ близнюків, але і ДЗ близнюків. Принципи, закладені Г. Сіменсом в основу близнецового методу не зазнали скільки-небудь істотних змін до теперішнього часу.

Близнюковий метод в класичному варіанті грунтується на декількох припущеннях.

· По-перше, передбачається рівність середовищ для партнерів як в парах МОЗ, і парах ДЗ близнюків. В цьому випадку якщо мінливість ознаки повністю визначається середовищем, то і МОЗ та ДЗ близнюки повинні мати за цією ознакою однаково високі внутрипарное кореляції близькі до 1,0. Якщо ж мінливість ознаки цілком залежить від генотипу, то коефіцієнт кореляції в групі МОЗ близнюків повинен бути близький до 1,0, а в групі ДЗ близнюків приблизно дорівнює 0,5 (тобто ступеня споріднення ДЗ близнюків, схожості їх генотипу).

· По-друге, передбачається відсутність систематичних відмінностей між близнюками і одіночнорожденнимі. У зворотному випадку результати блізнецових досліджень не можна переносити на популяцію в цілому. Так само не повинно бути систематичних розходжень між самими типами близнюків.

Під час внутрішньоутробного розвитку близнюки часто опиняються в нерівних умовах. Так, всі поживні речовини і кисень надходять в плід через плаценту. Всі ДЗ близнюки і приблизно одна третина МОЗ близнят має роздільні хоріона і плаценти. Інші дві третини МОЗ близнюків мають загальні хоріон і плаценту. У цьому випадку в плодових оболонках так званих монохоріонних близнюків утворюються різні сполуки (шунти) між судинними системами близнюків. У разі формування артерио-венозного шунта відбувається з'єднання артерії одного близнюка з веною іншого. При цьому одному з близнят може не діставати багатої киснем і поживними речовинами артеріальної крові, можливий ж надлишок того й іншого у другого близнюка також може не сприяти нормальному розвитку. На щастя, звичайно виникає кілька приблизно рівних за потужністю шунтів компенсуючих одне одного. Якщо ж компенсація недостатня, то один з близнят розвивається в умовах дефіциту кисню і поживних речовин. У цьому випадку при народженні спостерігається значна різниця між близнюками, в першу чергу у вазі. Подібна різниця може спостерігатися і у ДЗ близнюків і діхоріонних МОЗ близнюків через нерівномірного здавлювання плацент при багатоплідній вагітності.

Етап пологів також може обумовити сильні середовищні відмінності для близнюків. Близнюк, народжується перший має більший шанс отримати родову травму. У той же час другий близнюк найчастіше займає в матці неправильне положення що призводить до необхідності штучного допомоги при пологах. Крім того другий близнюк довше знаходиться в пологах і відповідно довше і гостріше відчуває кисневе голодування, що негативно позначається на розвитку нервової системи.

Середовищні відмінності між близнюками виникають і на подальших етапах розвитку навіть при вихованні в одній родині. До цього найчастіше призводить упереджене ставлення батьків до кожного з близнюків, при цьому фізичні особливості, що виникли на етапі внутрішньоутробного розвитку та пологів поглиблюються. Також часто відбувається поділ обов'язків між близнюками (випадок комплементарних відносин), поділ пар за принципом "лідер - ведений".

Таким чином, якщо середовищні умови роблять різний вплив на формування досліджуваної характеристики у МОЗ та ДЗ близнюків, то показник наследуемости цієї характеристики може виявитися спотвореним: заниженими, якщо загальна середовище вносить менший внесок у схожість МОЗ близнюків, ніж в подібність ДЗ близнюків; завищеними - в протилежному випадку.

У близнюкового методу виділяють ряд різновидів.

Класичний близнюковий метод.

У цьому випадку використовується така схема експерименту, при якій вираженість досліджуваної ознаки зіставляється в парах МЗ і ДЗ близнюків і оцінюється рівень внутрипарного подібності партнерів.

Метод контрольного близнюка.

Цей метод використовується на вибірках МОЗ близнюків. Так як МОЗ близнюки дуже подібні за багатьма ознаками, то з партнерів МОЗ пар можна скласти дві вибірки, зрівнялися по великій кількості параметрів. Такі вибірки використовують для дослідження впливу конкретних середовищних впливів на мінливість ознаки. При цьому відібрана частина близнюків (по одному з кожної пари) піддається специфічному впливу, інша ж частина є контрольною групою. Оскільки в експерименті беруть участь генетично ідентичні люди, то цей спосіб можна вважати моделлю для вивчення впливу різних факторів середовища на одного і того ж людини.

Лонгітюдне близнюкове дослідження

У цьому випадку проводиться тривале спостереження одних і тих же блізнецових пар. Фактично це поєднання класичного близнецового методу з лонгітюдним. Широко використовується для вивчення впливу середовищних та генетичних факторів у розвитку.

Метод близнюкових сімей.

Є поєднанням сімейного та близнецового методу. При цьому досліджуються члени сімей дорослих блізнецових пар. Діти МОЗ близнюків по генетичної конституції є хіба дітьми однієї людини. Метод широко використовується при вивченні спадкових причин ряду захворювань.

Дослідження близнюків як пари.

Передбачає дослідження специфічних блізнецових ефектів і особливостей внутріпарних відносин. Використовується як допоміжний метод для перевірки справедливості гіпотези про рівність середовищних умов для партнерів МОЗ і ДЗ пар.

Зіставлення близнюків з не близнюками.

Також допоміжний метод, що дозволяє оцінити суттєвість різниці між близнюками і не близнюками. Якщо різниця між близнюками і іншими людьми не є значущою, то близнюки і інші люди ставляться до однієї генеральної вибірці і, отже, результати блізнецових досліджень можна поширювати на всю популяцію.

Так було відзначене деяке відставання членів блізнецових пар в розвитку від одіночнорожденних. Особливо ця різниця помітна в ранньому віці. Але зіставлення результатів дослідження членів блізнецових пар, чий партнер помер в ранньому дитинстві і одіночнорожденних не виявив суттєвої різниці в рівні розвитку. Тобто особливості розвитку близнюків обумовлені не стільки труднощами ембріонального розвитку, скільки з особливостями виховання близнюків як пари (сімейні труднощі при народженні близнят, замкнутість близнюків в парі тощо). Таким чином, близнюки дещо відрізняються від всієї популяції, але з віком ця різниця помітно згладжується і близнюки здебільшого стають порівнянні з рештою популяцією.

. Метод розлучених близнюків

Через особливості розвитку ДЗ та МОЗ пар близнюків класичний блізнецовий метод і його різновиди прийнято вважати "нежорсткими" експериментами: у них неможливо однозначно розділити вплив генетичних і середовищних факторів, так як в силу ряду причин умови розвитку близнюків з цілої низки причин виявляються непорівнянними.

Тому експерименти проведені за вищенаведеними схемами вимагають додаткової верифікації. Вона може бути двох видів. По-перше, можна перевірити гіпотезу про подібність середовища МОЗ і ДЗ близнюків, тобто довести, що на досліджувану характеристику не впливають відмінності в середовищі МОЗ і ДЗ близнюків. Але подібна перевірка дуже важка і має невисоку надійністю.

По-друге, дані досліджень можна зіставити з результатами досліджень з «жорстким» схемами, які дозволяють точно відокремити вплив середовищних факторів від генетичних. Одним з таких методів і є метод розлучених близнюків.

У цьому методі проводиться внутрипарное порівняння близнюків, розлучених у ранньому віці. Якщо МОЗ близнюки були розлучені подібним чином і росли в різних умовах, то всі їх схожість має бути визначено їх генної ідентичністю, а відмінності - впливом факторів середовища

Метод частково розлучених близнюків.

Цей метод полягає в порівнянні внутрипарного подібності МОЗ і ДЗ близнюків, які живуть якийсь час нарізно.

У цих дослідженнях також можна визначити в якій мірі справедливий постулат про рівність середовищ МОЗ і ДЗ близнюків. Так, якщо МОЗ близнюки живуть окремо стають все менш схожі один з одним по якоїсь психологічної характеристиці, а ДЗ близнюки, що живуть нарізно, не відрізняються за внутрипарного подібності від разом живуть ДЗ близнюків, то можна зробити висновок, що середовищні умови МОЗ та ДЗ нерівноцінні, а висновки про наследуемости досліджуваної характеристики завищують показник наследуемости цієї характеристики.

Генеалогічний метод

Генеалогічний метод полягає у вивченні родоводів на основі менделеевских законів спадковості й допомагає встановити характер наслідування ознаки (домінантний або рецесивний).

Так встановлюють успадкування індивідуальних особливостей людини: рис обличчя, росту, групи крові, розумового і психічного складу, а також деяких захворювань. Наприклад, при вивченні родоводу королівської династії Габсбургів в декількох поколіннях простежуються випнута нижня губа і ніс з горбинкою.

Цим методом виявлені шкідливі наслідки близькоспоріднених шлюбів, які особливо проявляються при гомозиготності з одного й того ж несприятливого рецесивним алелей. В родинних шлюбах ймовірність народження дітей зі спадковими хворобами і рання дитяча смертність в десятки і навіть сотні разів вище середньої.

Генеалогічний метод частіше інших використовується у генетиці психічних хвороб. Його суть полягає в простежування в родоводів проявів патологічних ознак за допомогою прийомів клінічного обстеження із зазначенням типу родинних зв'язків між членами сімей.

Цей метод використовується для встановлення типу успадкування хвороби або окремого ознаки, визначення місця розташування генів на хромосомах, оцінки ризику прояви психічної патології при медико-генетичному консультуванні. У генеалогічному методі можна виділити 2 етапи - етап складання родоводів і етап використання генеалогічних даних для генетичного аналізу.

Складання родоводу починають з людини, яка була обстежена першим, його називають пробандом. Зазвичай це буває хворий або індивід, у якого є прояви досліджуваного ознаки (але це не обов'язково). Родовід має містити короткі відомості про кожного члена сім'ї із зазначенням його споріднення по відношенню до пробанда. Родовід представляють графічно, використовуючи стандартні позначення. Покоління вказують римськими цифрами зверху вниз і ставлять їх зліва від родоводу. Арабськими цифрами позначають індивідів одного покоління послідовно зліва направо, при цьому брати і сестри або сібси, як їх називають у генетиці, розташовуються в порядку дати їх народження. Всі члени родоводу одного покоління розташовуються строго в один ряд і мають свій шифр (наприклад, III-2).

За даними про прояв захворювання або якогось вивчається властивості у членів родоводу за допомогою спеціальних методів генетико-математичного аналізу вирішується задача встановлення спадкового характеру захворювання. Якщо встановлено, що вивчалася патологія має генетичну природу, то на наступному етапі вирішується задача встановлення типу успадкування. Слід звернути увагу на те, що тип успадкування встановлюється не по одній, а по групі родоводів. Детальний опис родоводу має значення для оцінки ризику прояви патології у конкретного члена тієї чи іншої сім'ї, тобто при проведенні медико-генетичного консультування.

При вивченні відмінностей між індивідами з будь-якою ознакою виникає питання про причинних факторах таких відмінностей. Тому в генетиці психічних захворювань широко використовується метод оцінки співвідносності вкладу генетичних і середовищних факторів у межиндивидуальних відмінності по схильності того чи іншого захворювання. Цей метод заснований на припущенні, що фенотипічні (що спостерігається) значення ознаки у кожного індивіда є результатом впливу генотипу індивіда і тих умов середовища, в яких відбувається його розвиток. Однак у конкретної людини визначити це практично неможливо. Тому вводяться відповідні узагальнені показники для всіх людей, дозволяють потім в середньому визначити співвідношення генетичного і середовищного впливу на окремого індивіда.

Вивчення генеалогічним методом сімей осіб, які страждають психічними хворобами, переконливо показало накопичення в них випадків психозів та аномалій особистості. Збільшення частоти випадків хвороби серед близьких родичів було встановлено для хворих на шизофренію, маніакально-депресивним психозом, епілепсією, деякими формами олігофренії. Сумарні дані наведені в таблиці.

Хвороба	батьки	брати, сестри	діти	дяді, тьоті
Шизофренія	14	15-16	10-12	5-6
Маніакально-депресивний психоз	16	18	18-20	8-10
Епілепсія	12	14	8-10	4-5