Хромосомные болезни связанные с аутосомами это

Хромосомные болезни

Хромосомные болезни – это большая группа врожденных наследственных болезней, вызываемых аномалиями в количестве или структуре хромосом, то есть мутациями. Заболевания, которые вызываются геномными и хромосомными мутациями, называются хромосомными болезнями.

Патологические изменения возникают как при потере генетического материала, так и при добавлении новых хромосом.

Заболевания, вызываемые мутациями аутосом (Рис. 1):

Рис. 1. Болезни, вызываемые мутациями аутосом (Источник)

— делеция в 5-й хромосоме вызывает синдром кошачьего крика, у новорожденных больных отмечается нарушение строения гортани, мяукающий тембр голоса, слабоумие, отсталость психомоторики, такие больные редко доживают до зрелого возраста;

— делеция в 3-й хромосоме, как правило, приводит к прерыванию беременности, при рождении дети не способны сидеть и есть твердую пищу;

— делеция в 21-й хромосоме вызывает хроническое белокровие, нехватку красных кровяных телец;

— трисомия по 21-й хромосоме (болезнь Дауна) (Рис. 2) – в кариотипе у больных не две, а три 21-х хромосомы – это самая распространенная аномалия, частота рождения составляет 1:500, зависит от возраста матери и резко возрастает после 35 лет. До 40 % детей с такой болезнью рождаются у возрастных матерей.

Рис. 2. Синдром Дауна (Источник)

У таких больных наблюдается монголоидный тип лица, укороченные конечности, психическая отсталость.

— трисомия по 13-й хромосоме (Синдром Патау) – довольно редкий синдром, частота возникновения 1:14 500, у больных аномалии сердца и почек, серьезные нарушения внешности, продолжительность жизни не более года;

— трисомия по 18-й хромосоме (синдром Эдвардса) – у больных множественные пороки органов, умственная отсталость, смертность в раннем возрасте.

Встречаются трисомии по 8-й, 9-й, 14-й и 22-й хромосоме, они все летальны на раннем этапе.

Существует единичное описание даже тетросомии (умственная отсталость разной степени) и пентосомии (тяжелые поражения организма и умственных способностей) аутосом.

Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у женщин

Рис. 3. Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у женщин (Источник)

— трисомия ХХХ (синдром трипло-Х) – частота возникновения 1:700, не резкие отклонения в физическом развитии, нарушения функции яичников, преждевременный климакс. Больные с такой мутацией даже не догадываются о своем кариотипе;

— тетросомия ХХХХ приводит к умственной недостаточности разной степени;

— пентосомия ХХХХХ сопровождается тяжелыми повреждениями органов и сознания;

— моносомия Х0 (синдром Тернера) – единственная совместимая с жизнью, частота возникновения 1:4000, недоразвитые яичники и матка, физическая и умственная отсталость.

Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у мужчин

— синдром Клайнфельтера встречается в двух формах – полисомия по Х-хромосоме и полисомия по Y-хромосоме, больные с кариотипом ХХ Y – это мужчины женоподобного типа, у них развита грудь, женский голос, длинные ноги, недоразвиты семенники. Они бесплодны, но психически совершенно нормальны;

Рис. 4. Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у мужчин (Источник)

— больные с кариотипом Х Y Y – нормальные высокие мужчины, умственно и психически здоровы, но склонны к агрессии, асоциальны.

Приведенные мутации не вызывают гибель организма, прочие, как правило, приводят к гибели еще на этапе внутриутробного развития. Нарушения, вызванные этими патологиями, обычно не совместимы с половым процессом, такие больные не доживают до репродуктивного возраста или являются стерильными. Поэтому хромосомные болезни, в отличие от генных, гораздо хуже передаются по наследству, но есть и исключение – больные с синдромом Дауна способны к размножению.

Заключение

В результате интенсивного изучения хромосом человека и хромосомных болезней на протяжении 35–40 лет сложилось учение о хромосомной патологии, которая имеет большое значение в современной медицине.

Список литературы

1. Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. – 11 издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012.
2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005.
3. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Bibliofond.ru (Источник).
2. Rh-conflict.narod.ru (Источник).
3. Vse-pro-geny.ru (Источник).

Домашнее задание

1. Дать определение хромосомным болезням.
2. Каковы основные заболевания, вызываемые мутациями аутосом?
3. От чего зависит вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна?

Содержание:

• О хромосомных болезнях
• Синдром Дауна
• Синдром Патау
• Синдром Эдвардса
• «Синдром кошачьего крика»
• Синдром Вольфа — Хиршхорна

О хромосомных болезнях

Хромосомные болезни — большая группа клинически различных патологических состояний, вызванных нарушениями числа или структуры хромосом. По данным статистики, около 1% новорожденных являются носителями хромосомных нарушений, обусловливающих умственную и физическую отсталость, а около 30% множественных врожденных пороков развития у детей связано с хромосомными нарушениями.

Кариотип человека состоит из 46 хромосом, причем половину их он получает от матери, а половину — от отца. Каждой материнской хромосоме соответствует 1 (гомологичная ей) отцовская. Исключение составляют половые хромосомы. Женщины обладают парой гомологичных Х-хромосом, а у мужчины имеется единственная Х-хромосома и негомологичная ей Y-хромосома.

Хромосомы как отдельные структурные единицы можно увидеть только в делящихся клетках на стадии метафазы. Препараты хромосом могут быть получены из костного мозга, культуры фибробластов кожи, клеток амниотической жидкости и т. д. В клинической цитогенетике обычно используется простая методика культивирования лимфоцитов периферической крови. После проведения ряда процедур клеточную суспензию наносят на предметные стекла, красят и изучают под световым микроскопом.

В последние годы в клинической цитогенетик стали использовать методы дифференциального окрашивания хромосом, которые позволяют выявлять в хромосомах поперечные полосы, а, также отличать хромосомы друг от друга и обнаруживать в них разные структурные перестройки.

Синдром Дауна

Описан Д. Даун в 1866 г. Заболевание обусловлено наличием в кариотипе больных 1 лишней хромосомы 21 (трисомия по хромосоме 21). Встречается в среднем с частотой 1 на 700 новорожденных. Больные имеют характерное лицо: глаза с монголоидным разрезом и эпикантом (кожная складка, идущая от верхнего века к нижнему по внутреннему углу глазной щели), большой язык, широкое переносье, низко расположенные, неправильно сформированные уши, пятна Брушфильда (на радужке глаз белесоватые очажки). Больные, как правило, низкого роста, с короткими конечностями, короткими широкими ладонями, стопами, пальцами; V палец руки не достигает основания ногтевой фаланги IV пальца; у 50% больных обнаруживаются пороки сердца; часто встречаются аномалии желудочно-кишечного тракта, гениталий, у мальчиков (неопущение яичек, короткий penis), задержка полового созревания, дегенерация тестикул. Женщины часто бывают фертильны (способны к деторождению). Больные синдромом Дауна отличаются глубокой умственной отсталостью, эмоциональной лабильностью. Они по крайней мере в 3 раза (а по некоторым данным, в 20 раз) чаще болеют острым лейкозом. Продолжительность жизни больных снижена. В среднем они живут 40 лет.

В 96% случаев синдром Дауна возникает в результате нерасхождения хромосом в оогенезе или сперматогенезе. Обычно половые клетки имеют 23 хромосомы, при нерасхождении хромосом одна из половых клеток имеет 24 хромосомы, а другая — 22. Если такая яйцеклетка с 24 хромосомами и лишней хромосомой 21 будет оплодотворена нормальным сперматозоидом с 23 хромосомами, то зародыш будет развиваться из зиготы с 47 хромосомами, и все его клетки получат лишнюю хромосому 21. Так возникает ненаследственная трисомная форма болезни Дауна. Аналогично возникают некоторые другие синдромы: синдром Эдвардса (трисомия по хромосоме 18), синдром Патау (трисомия хромосомы 13), синдром Шерешевского — Тернера (моносомия по хромосоме X) и пр.

Нерасхождение хромосом может быть вызвано различными факторами: вирусной инфекцией, диабетом, ионизирующей радиацией.

Частота рождения больных детей коррелируется с возрастом родителей. Чем старше родители, тем выше риск рождения у них ребенка с лишней хромосомой. Так, риск иметь больного ребенка у женщины после 35 лет примерно в 10 раз выше, чем у 20-летней. Появление больного ребенка не зависит от того, каким по счету он рождается. Рождение ребенка с хромосомной патологией зависит и от возраста отца. Около 20% случаев трисомии обусловлено нерасхожденнем хромосом у отца, причем частота его у мужчин существенно возрастает после 45 лет. Помимо трисомной формы болезни Дауна, существуют еще мозаичная и транслокационная.

При мозаичной форме болезни Дауна только часть клеток имеет ненормальный кариотип, поскольку в данном случае нерасхождение хромосом приурочено к раннему эмбриогенезу. В таких случаях признаки болезни Дауна выражены слабее. Показано, что доля клеток с аномальным кариотипом у больных с мозаичной формой болезни Дауна с возрастом может уменьшаться. Эта форма возникает непосредственно у эмбриона и не связана с возрастом родителей.

Транслокационная форма болезни Дауна отмечается лишь в 3% случаев, она часто носит семейный характер и в большинстве случаев встречается у детей от молодых родителей.

При транслокационной форме болезни Дауна у больного 46 хромосом, а лишняя хромосома 21 бывает перенесена (транслоцирована) на хромосомы 13, 14, 15, 21, 22 или другие. Такая форма возникает за счет изменения не числа хромосом, а их структуры. Структурные нарушения образуются из-за разрывов хромосом, воздействия некоторых химических веществ, радиации, вирусных инфекций и т. д. Хромосомные разрывы вызывают самые разнообразные изменения хромосомной структуры. Так, если произошел 1 разрыв хромосомы, то часть ее без центромеры может утратиться — возникает делеция. В случае 2 разрывов в разных хромосомах, хромосомы могут обменяться участками, и возникает транслокация. Когда части хромосом меняются местами без утраты хромосомного материала, то транслокацию называют сбалансированной. Многие, не подозревая об этом, являются носителями сбалансированных транслокаций. Среди 1000 фенотипически нормальных индивидуумов 1 является носителем сбалансированной хромосомной перестройки. Среди носителей сбалансированных перестроек риск рождения ребенка с хромосомной патологией составляет для женщин примерно 10—20%, для мужчин — 4%. Разница риска для мужчин и женщин связана, по-видимому, с тем, что аномальные сперматозоиды часто не способны к оплодотворению: отбор сперматозоидов более жесткий, чем яйцеклеток.

Клинически трисомная и транслокационная формы болезни Дауна друг от друга не отличаются. Поэтому важно проводить цитогенетическое обследование у молодых родителей. Если у ребенка имеет место обычная трисомная форма болезни Дауна, то риск появления второго ребенка с хромосомной патологией у этих родителей приблизительно равен 1%. В случаях, когда у ребенка имеется транслокационная форма болезни Дауна, необходимо проанализировать кариотип родителей. При нормальном кариотипе риск равен 1%. Если же родители — носители сбалансированной транслокации, то риск для матери-носительницы обычно составляет 10—15%, для отца — 2—4%. Описаны случаи транслокации, при которых риск появления больного ребенка достигает 100%. Такие транслокации могут быть как у отца, так и у матери.

Синдром Патау

(Трисомия хромосомы 13). Частота синдрома Патау — 1 на 6000 новорожденных. В 75% случаев данная патология возникает за счет нерасхождения хромосом. В кариотипе больного 47 хромосом, 13-я хромосома — лишняя. В 20% случаев синдром Патау возникает за счет транслокаций; в 5% случаев встречаются мозаичные формы.

Для клинической картины данного синдрома характерна триада симптомов: микрофтальм, расщелина губы и неба, полидактилия. Наличие этих симптомов позволяет диагностировать заболевание уже при первом осмотре новорожденного.

Жизнеспособность больных с синдромом Патау снижена: 70% их умирают в первое полугодие жизни, очень немногие доживают до 3 лет. Обычно больные рождаются с низкой массой тела, микроцефалией, деформацией мозгового и лицевого черепа, расщелиной губы и неба; часто отмечаются микро- или анофтальм, диффузные капиллярные  гемангиомы, рудиментарные пальць1 на руках и ногах. У 80 % больных выявляются врожденные пороки сердца, чаще — дефекты межжелудочковой перегородки. Описаны также гидронефроз, поликистоз почек, необычная дольчатость почек, добавочная селезенка. У 85% больных обнаруживаются пороки головного мозга.

Синдром Эдвардса

(Трисомия хромосомы 18) возникает вследствие нерасхождения хромосом в гаметогенезе у родителей. Большая часть больных погибают в первые месяцы жизни.

Дети рождаются с резко выраженной гипотрофией. Характерен их внешний вид: долихоцефалическая форма черепа с выступающим затылком, птичий профиль, широко расставленные глаза, низко расположенные деформированные уши, укороченная грудина, кисти во флексорном положении. Часто обнаруживаются пороки сердца и крупных сосудов (91 %), реже — пороки глаз (19 %), мозга (18 %), дивертикул Меккеля (33 %) и т.д.

Хромосомные синдромы, связанные с нарушением структуры хромосом, встречаются реже, чем обусловленные нарушениями их числа. Эти синдромы часто носят семейный характер и бывают вызваны наличием сбалансированных хромосомных перестроек у родителей, что имеет важное значение для медико-генетического консультирования. Нередко синдромы, связанные с нарушением структуры хромосом, возникают вследствие новых мутации. Как правило, развитие таких синдромов не связано с возрастом родителей. Несмотря на многообразие структурных перестроек хромосом, вызванные ими синдромы обусловлены либо утратой части генетического материала какой-либо хромосомой (частичная моносомия), либо его избытком (частичная трисомия). Структурные перестройки часто ведут к появлению детей с хромосомными синдромами «смешанного типа», когда частичная моносомия по одной хромосоме сопровождается частичной трисомией по другой. В настоящее время частичные трисомия и моносомия описаны для каждой хромосомы кариотипа человека.

Частичная моносомия чаще возникает в результате делеций, реже за счет транслокаций у родителей.

«Синдром кошачьего крика»

(Моносомия короткого плеча хромосомы 5 (5р-) развивается за счет утраты короткого плеча хромосомой 5.

Данная патология встречается с частотой 1 на 40000—50000 новорожденных. Синдром получил название от специфического плача новорожденных, напоминающего мяуканье из-за аномалий строения гортани. Для новорожденных с «синдромом кошачьега крика» характерны лунообразное лицо, широко расставленные глаза, эпикант, косой разрез глаз, микроцефалия, низко расположенные и деформированные ушные раковины, умственное и физическое недоразвитие. Пороки внутренних органов встречаются сравнительно редко. Большинство детей умирают в раннем возрасте.

Синдром Вольфа — Хиршхорна

(Моносомия короткого плеча хромосомы 4). У детей с этим синдромом резко выражена пренатальная гипотрофия, задержка умственного и физического развития. Характерны микроцефалия, гипертелоризм, клювовидный нос, часто встречаются расщелина губы и неба, аномалии глазных яблок, деформация стоп. Из внутренних органов чаще поражаются сердце и почки (гипоплазия почек сочетается с поликистозом). Характерны грубая задержка умственного развития и судорожные припадки. Продолжительность жизни резко снижена. Большинство больных умирают на первом году жизни.

В последнее время описано более 50 новых хромосомных синдромов. Кроме того, в ряде случаев удалось установить нарушения кариотипа у больных с ранее известными клиническими синдромами.

Показаниями для пренатальных исследований с целью диагностики хромосомной патологии у плода служат: 1) возраст матери: у беременных женщин старше 35 лет рекомендуется провести амниоцентез, так же как и у женщин, у которых в истории семьи обнаружена хромосомная аномалия; 2) повышенная или пониженная активность щитовидной железы; 3) привычный выкидыш.