Причиной хромосомных болезней человека могут быть

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?

Синдром хромосомной болезни

Причина

Частота

Проявление хромосомных болезней человека

Аномалии аутосом

Синдром Дауна

Трисомия по 21й хромосоме

1 на 500 — 700 новорожденных; носителей в четыре раза больше, но они гибнут во внутриутробном периоде

Умственная отсталость, изменение строения лица (монголо-идность), у 40% имеют место различные пороки сердца; больные редко живут более 20 лет и крайне редко имеют детей

Синдром Патау

Трисомия по 13й хромосоме

1 на 5000 — 7000 новорожденных

Расщепление губы («заячья губа»), расщепление нёба («волчья пасть»), пороки развития головного мозга, глазных яблок и внутренних органов (особенно сердца, почек и половых органов), полидактилия (многопалость): около 90% детей погибают в течение первого года жизни

Синдром Эдвардса

Трисомия по 18й хромосоме

1 на 7000-10 000 новорожденных

Нарушения в развития всех систем органов; около 90% детей погибают в течение первого года жизни

Синдром «кошачий крик»

Частичная мо-носомия по 5й хромосоме

1 на 40 000 — 50 000 новорожденных

Плач очень высокого тона

Аномалии половых хромосом

Синдром Ше-решевского -Тернера

Комплекс половых хромосом ХО (моно-сомия)

1 на 2500 новорожденных; носителей гораздо больше, но они гибнут во внутриутробном периоде

Женский фенотип. Разнообразные нарушения физического и (иногда) умственного развития. Диагноз ставится, если одновременно имеется гипогонадизм и недоразвитие половых признаков (как первичных, так и вторичных), врожденные соматические пороки развития, низкий рост

Синдром Клайнфель- тера

Комплекс половых хромосом XXY

1 на 500 мужчин

Мужской фенотип. Нарушения проявления первичных (недоразвитые уменьшенные яички с дегенерированным сперматогенным эпителием) и вторичных половых признаков, умственная отсталость (иногда), олигоспермия (поэтому обычно бесплодны)

Трисомия X

Комплекс половых хромосом XXX

1 на 700 женщин

Аномалии развития половых органов и скелета, умственная отсталость, однако симптомы выражены не всегда, пониженная репродуктивная способность

Трисомия XY

Комплекс половых хромосом XXXY

Очень редко

То же, что и у XXY, но более выражено

Тетрасомия X

Комплекс половых хромосом ХХХХ

Очень редко

То же, что и у XXX, но более выражено

Тетрасомия XY

Комплекс половых хромосом XXXXY

Описано более 100 случаев

То же, что и у XXXY, но более выражено

Пентасомия XX

Комплекс половых хромосом ХХХХХ

Единичные случаи

То же, что и у ХХХХ, но более выражено

Пентасомия XY

Комплекс половых хромосом XXXXXY

Единичные случаи

То же, что и у XXXXY, но более выражено

Дисомия XY

Комплекс половых хромосом XYY

1 на 1000

Более высокий рост, слабые мышцы и импульсивное поведение (среди заключенных доля мужчин с таким генотипом составляет около 2%); все фенотипические отклонения обычно выражены слабо

Трисомия XY

Комплекс половых хромосом XYYY

Очень редко

Выраженные половые и соматические нарушения

Синдром тестикулярной феминизации

Нарушение развития половых признаков

Женский фенотип наружных половых органов, но развиваются нормальные яички; большая физическая сила, сопоставимая с мужской (из-за высокого содержания тестостерона, обладающего анаболическими свойствами); детей иметь не могут

Андрогенитальный синдром

Тоже

Мужской фенотип наружных половых органов, но развиваются нормальные яичники и другие внутренние женские половые органы; детей иметь не могут

Современный уровень развития медицины доказал, что предрасположенность к некоторым болезням или возникновение заболеваний в любом возрасте может обуславливаться наследственными причинами или поражением наследственного материала (мутацией хромосом) родителей. На сегодняшний день доказано, что хромосомные болезни могут становиться причиной развития нарушений в работе различных органов и систем организма, причем степень выраженности патологии зависит от множества факторов.

Хромосомные болезни – «небесная» кара или воздействие окружающей среды?

Причинами появления данного типа недугов становятся нарушения строения отдельных хромосом или изменения их количества. Мутации, которые провоцируют хромосомные болезни человека, могут возникать в половых клетках родителей (в этом случае изменения будут выявляться во всех клетках организма потомка) или на очень ранних стадиях эмбрионального развития. В этом случае при генетическом исследовании изменения будут выявляться только в части клеток – возникает мозаицизм. Степень выраженности нарушений во многом зависит от того, в какой момент возникло поражение родительских хромосом, а также от того, насколько выраженно такое изменение.

Дефект хромосомного набора может возникать в половых хромосомах и в аутосомах, причем и в том, и в другом случае возможны перестройки (мутации), а также изменение количества – уменьшение или увеличение числа носителей наследственной информации. В подавляющем большинстве случаев хромосомные болезни имеют яркое клиническое проявление, причем есть разница между заболеваниями, которые связаны с поражением аутосом и изменением половых хромосом. В первом случае клиническая картина заболевания ярко проявляется уже в первые дни жизни новорожденного, тогда как патология половых хромосом может ярко проявиться только к периоду полового созревания ребенка.

Причины хромосомных болезней

В подавляющем большинстве случаев причиной возникновения хромосомных мутации становится отрицательное воздействие вредных факторов внешней среды на половые клетки и наследственный материал, в них содержащийся. Повреждающими факторами могут быть ионизирующая радиация, высокие и низкие температуры, химические агенты, в том числе лекарственные препараты, вирусные агенты и изменения метаболизма в организмах родителей.

Когда исследование кариотипа необходимо?

Доказано, что изменения в половых клетках могут накапливаться с возрастом, именно поэтому «возрастных» родителей при планировании семьи или во время наблюдения в период беременности обязательно направляют на медико-генетическое консультирование. Требуется проведение исследований хромосом (изучение кариотипа будущих родителей) при спонтанных абортах и мертворождениях, а также обязательно проведение исследований в том случае, если врач подозревает любую хромосомную патологию у ребенка.

Современный уровень развития медицины доказал, что одни и тоже хромосомные болезни могут вызываться как изменением числа хромосом, так и перестройкой хромосом в отдельно взятой группе. К таким болезням, прежде всего, относится болезнь Дауна, которая может вызываться как увеличением (трисомией 21 пары хромосом), так и прикреплением «лишней» 21 хромосомы к другим парам. В этом случае проведение исследования при наличии в семье детей с этой наследственной патологией помогает составить прогноз вероятности рождения здорового ребенка.

Хромосомные болезни – возможно ли лечение?

Каждый врач, которому приходится сталкиваться с любыми хромосомными болезнями, с горечью вынужден констатировать, что радикальное лечение пациентов невозможно. Именно поэтому при поражении аутосом проводится симптоматическое лечение, призванное лишь в небольшой степени компенсировать развивающиеся нарушения. В любом случае у больных обнаруживаются множественные пороки развития, в том числе умственная отсталость, дефекты сердечно-сосудистой системы, грубые изменения метаболизма.

Поражение половых хромосом, например, трисомия по Х хромосоме, может проявляться у девушек только при достижении возраста полового созревания. При этом заболевании редко встречаются грубые пороки развития, а возникающие нарушения половой дифференцировки в некоторой степени могут компенсироваться приемом гормональных препаратов. Нужно понимать, что такая терапия не оказывает влияние на наследственный аппарат клетки (сами хромосомы), но помогает справиться с возникающими отклонениями в физическом и психическом статусе пациенток.

Хромосомные болезни – недуги наследственного характера, которые обуславливаются изменением структуры или количества хромосом. К этой группе заболеваний также относятся те, которые вызываются геномными мутациями. Возникают патологии вследствие изменений, происходящих в половых клетках родителей.

Понятие о хромосомных болезнях

Это большая группа врожденных недугов, которая занимает одно из лидирующих мест в списке наследственных патологий человека. Цитологические исследования материалов ранних абортов показывают, что хромосомоные болезни человека могут проявляться еще у эмбрионов. То есть, заболевания развиваются еще в процессе оплодотворения или на ранних этапах дробления зиготы.

Виды хромосомных болезней

Специалисты привыкли разделять все недуги на три больших вида. Классификация хромосомных болезней зависит от нарушений:

• плоидности;
• количества хромосом;
• структуры хромосом.

Самые распространенные аномалии, вызванные нарушением плоидности – триплодия и тетраплодия. Такие изменения, как правило, фиксируются только в материале, получаемом в результате абортов. Известны лишь единичные случаи рождения детей с подобными нарушениями, и они всегда мешали нормальной жизнедеятельности. Триплодия – результат оплодотворения диплоидных яйцеклеток гаплоидными сперматозоидами или наоборот. Иногда аномалия является последствием оплодотворения одной яйцеклетки двумя сперматозоидами.

Нарушение числа хромосом

В большинстве случаев хромосомные болезни, к которым привело нарушение числа хромосом, проявляются целой моносомией или трисомией. При последней все три нуклеопротеидные структуры являются гомологами. При первой аномалии числа хромосом одна из двух имеющихся в наборе остается нормальной. Целая моносомия бывает только по хромосоме Х, поскольку эмбрионы с другими наборами погибают очень рано – еще на начальных этапах внутриутробного развития.

Нарушение структуры хромосом

Недуги, развивающиеся на фоне нарушения структуры хромосом, представлены большой группой синдромов с частичной моно- или трисомией. Возникают они, когда имеют место структурные изменения в родительских половых клетках. Такие нарушения влияют на процессы рекомбинации. Из-за этого в мейозе происходит утрата или переизбыток фрагментов нуклеопротеидных структур. Частичные хромосомные аномалии могут наблюдаться в любых хромосомах.

Причины хромосомных болезней

Ученые долгое время работали над этим вопросом. Как выяснилось, хромосомные мутации болезни вызывают. Они приводят к отклонениям в строении и функциях нуклеопротеидных структур. Знать нужно не только причины возникновения хромосомных болезней, но и факторы, располагающие к проявлению мутаций. Значение имеют:

• особенности участвующей в аномалии;
• генотип организма;
• тип аномалии;
• размеры недостающего или избыточного генетического материала (при структурных нарушениях);
• степень клеточной мозаичности организма (в расчет берутся только те клетки, у которых есть отклонения в строении или функциях).

Хромосомные болезни – список

Каждый год он пополняется новыми названиями – недуги исследуются постоянно. Рассматривая, какие есть хромосомные болезни, самые известные сегодня это:

1. Синдром Дауна. Развивается по причине трисомии. То есть, потому, что в клетках присутствует три экземпляра 21-й хромосомы, вместо двух. Как правило, «лишняя» структура передается новорожденному от матери.
2. Синдром Клайнфельтера. Эта хромосомная болезнь проявляется не сразу при рождении, а только после полового созревания. В результате данного отклонения мужчины получают от одной до трех Х-хромосом и теряют возможность иметь детей.
3. Миопия. Близорукость является генетическим отклонением, из-за которого изображение формируется не там, где положено – на сетчатке глаза, – а перед нею. Главная причина этой проблемы – увеличение глазного яблока в длину.
4. Дальтонизм. Дальтоники не могут различать один или сразу несколько цветов. Причина – в «дефектной» хромосоме Х, получаемой от матери. У представителей сильного пола данное отклонение встречается чаще, потому как у мужчин Х-структура только одна, и «исправить дефект» – как то происходит в случае с женскими организмами – их клетки не могут.
5. Гемофилия. Хромосомные болезни могут проявляться и нарушением свертываемости крови.
6. Мигрень. Заболевание, проявляющееся сильными болями в голове, тоже передается по наследству.
7. Муковисцидоз. Для этого недуга характерно нарушение работы желез внешней секреции. Люди с таким диагнозом страдают от повышенной потливости, обильного отделения слизи, скапливающейся в организме и мешающей корректной работе легких.

Методы диагностики хромосомных болезней

Генетические консультации, как правило, обращаются за помощью к таким методам:

1. Генеалогический. Заключается в сборе и анализе данных о родословной пациента. Этот метод позволяет понять, в самом ли деле болезнь наследственная и если так, определить тип наследования.
2. Антенатальной диагностики. Определяет наследственные нарушения плода, который находится в утробе матери на сроке 14-16 недель беременности. Если в околоплодной жидкости выявляются аномалии аутосом, может быть сделан аборт.
3. Цитогенетический. Используется для выявления синдромов и отклонений.
4. Биохимический. Уточняет болезни и помогает выявить мутированные гены.

Лечение хромосомных болезней

Терапия не всегда помогает избавиться от недуга, но может замедлить его течение. Хромосомные аномалии плода лечатся такими методами:

1. Диетотерапия. Предполагает добавление в рацион или исключение из него определенных веществ.
2. Медикаментозная терапия. Применяется с целью повлиять на механизмы синтеза ферментов.
3. Хирургическое лечение. Помогает справиться с врожденными пороками сердца, разными костными дефектами и деформациями.
4. Заместительная терапия. Суть ее – в возмещении тех веществ, которые самостоятельно в организме не синтезируются.

Частота хромосомных болезней

Очень часто хромосомные аномалии человека встречаются в материалах, полученных в результате спонтанных абортов, сделанных в первом триместре. Общая частота нарушений в популяции на самом деле не так велика и составляет около 1%. Дети с генетическими отклонениями могут рождаться и у здоровых родителей. Новорожденные девочки и мальчики, как показывает медицинская практика, поражаются хромосомными болезнями с одинаковой частотой.