Наследственные заболевания

Наследственные заболевания являются результатом генетического состава человека. Неясно, в какой степени факторы окружающей среды влияют на течение наследственного заболевания, но оба они взаимодействуют. Наследственные заболевания не всегда появляются при рождении. Мягкая гемофилия (ICD-10: D66) и мышечная дистрофия (ICD-10: G71.0) могут оставаться незамеченными до юности или взрослой жизни.

Тысячи генетических заболеваний идентифицированы у людей — некоторые из них смертельны. Вся генетическая информация содержится в ДНК, сложной молекулярной структуре, обнаруженной в ядре клеток. ДНК включена в структуры, называемые хромосомами. Нормальное количество хромосом у людей составляет 46 (23 пары). При образовании клеток яйцеклетки и сперматозоидов (половых клеток или гамет) это число уменьшается вдвое, причем каждая гамет имеет 23 хромосомы. Когда две половые клетки объединяются во время оплодотворения, 23 хромосомы из яйцеклетки случайным образом объединяются с 23 хромосомами из спермы, производя клетку с полным комплементом из 46 хромосом. Две из этих хромосом определяют пол.

Ген является основной единицей наследственности. Каждый ген состоит из фиксированного сегмента ДНК на определенной хромосоме. Физические признаки являются результатом экспрессии пар генов.

Генетические пары являются гомозиготными, когда они обладают одинаковыми генами у каждого родителя для определенного признака и когда они оба доминируют (один из родителей вносит свой вклад) или оба рецессивных (оба родителя вносят вклад) в их выражение признака.

Генетические пары являются гетерозиготными, когда они обладают разными генами от каждого родителя для конкретного признака, и если один ген является доминирующим и один рецессивный.

Рецессивные гены экспрессируются только тогда, когда пара генов гомозиготна, тогда как доминантные гены экспрессируются независимо от того, гомогенна или гетерозиготна пара генов.

Чтобы определить генетический состав человека, исследуется семейная история, чтобы выяснить их генотип, который представляет собой описание комбинации генов человека по отношению к одному признаку или к более широкому набору признаков.

Генотип включает в себя все гены, которые унаследованы от родителей. Фенотип состоит из наблюдаемых физических характеристик, определяемых комбинированными влияниями генетического состава человека и воздействием факторов окружающей среды.

Фенотип проявляется в внешности человека — цвет и текстура волос, форма носа, высота и т. д. Связанное с X или сексом наследственное заболевание может возникать, когда один из родителей вносит дефектный ген из половой хромосомы.

В цветной слепоте (ICD-10: H53.50) невозможность отличить красные от зелени является результатом рецессивного гена, расположенного на Х-хромосоме.

Признак проявляется, когда нет доминирующего гена для нормального цветного зрения, чтобы переопределить рецессивный ген.

Изменения в структуре генов, называемые мутациями, могут вызывать нарушения функций организма. Мутации происходят, когда нормальная последовательность блоков ДНК нарушается. Как проявляется такое нарушение, зависит от того, является ли затронутый ген доминантным или рецессивным и является ли он гомозиготным или гетерозиготным.

Причины мутаций в основном неизвестны, но они могут быть результатом факторов окружающей среды, таких как воздействие определенных химических веществ или радиации.

Классификация наследственных заболеваний

Генетические заболевания являются результатом моногенных (менделевских) изменений, хромосомных аберраций и многофакторных ошибок и классифицируются аналогично.

Модели наследования моногенных нарушений.
A. Родословная, отображающая аутосомно-доминантное наследование. Аутосомально-доминантные черты могут быть унаследованы по полу. Женская I-1 является гетерозиготной аутосомной доминантой. Если бы она была гомозиготной по мутантному признаку, тогда все потомство в поколении II продемонстрировало бы эту черту.
B. Родословная, отображающая аутосомно-рецессивное наследование. Аутосоматические рецессивные черты могут быть унаследованы по полу. Рецессивный аллель должен быть унаследован как от матери, так и от отца, чтобы увидеть эту черту. Рецессивные признаки могут не наблюдаться в течение нескольких поколений, как показали потомки III-3 и III-4, которые получили оба аллеля.
C. Родословная, показывающая наследство, связанное с полом. Мужчины чаще всего страдают от связанных с полом расстройств из-за мутации на Х-хромосоме. Мужчины II-3 поражены, поэтому его мать, индивидуальная I-1, должна была быть носителем. У женщин-индивидуумов II-2 и III-3 у каждого был сын с признаком, поэтому оба являются носителями. Обратите внимание, что у женской III-1 было потомство с мужчиной, которое несет мутантный признак. Женское потомство IV-1 показывает черту, потому что она унаследовала две мутантные Х-хромосомы, поэтому III-1 также должен быть носителем.

Моногенные (менделевские) расстройства

Моногенные нарушения — это те, которые вызваны мутацией в одном гене. Способ передачи беспорядка последующим поколениям (шаблон наследования) определяется тем, является ли ген доминирующим, рецессивным или связанным с полом. (Ген, связанный с полом, переносится на Х-хромосому. Поскольку самцы имеют только одну Х-хромосому, ген, связанный с сексом, будет выражен у самцов, является ли он доминирующим или рецессивным). На рис. 1.1 показаны три наиболее распространенные закономерности наследования Моногенных нарушений. Моногенные нарушения классифицируются как аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные, X- или связанные с полом, хромосомные и многофакторные. Они описаны ниже.

Аутосомная наследственность

Только один аномальный ген от родителя необходим для того, чтобы аутосомно-доминантное заболевание генов было унаследовано. У одного из родителей часто есть болезнь. Когда у одного из родителей есть дефектный ген, вероятность 50% у потомства будет иметь дефект. Примеры аутосомно-доминантных заболеваний включают:

Болезнь Хантингтона (ICD-10: G10): также называемая хорея Хантингтон, это заболевание вызвано генетическим дефектом хромосомы 4, что приводит к дегенерации нейронов в определенных областях мозга. У индивидов проявляются признаки неконтролируемых движений, эмоциональных расстройств и умственного ухудшения. Симптомы часто не развиваются до тех пор, пока пострадавший не достигнет 30 или 40 лет. Бета-блокаторы часто даются, чтобы минимизировать ненормальные движения и поведение. Препараты tetrabenazine (Xenazine) и амантадин (Symmetrel) могут уменьшить отрывистые, непроизвольные движения болезни, увеличивая количество допамина, доступного в мозге.
Ретинобластома (ICD-10: C69.20): редкий тип рака глаз, который развивается в сетчатке, ретинобластома появляется в раннем детстве и имеет тенденцию встречаться только в одном глазу. Рак часто можно вылечить, если его диагностировать рано, но он может распространиться на другие участки тела и стать опасным для жизни. Лечение варьируется и частично зависит от распространения заболевания.

Аутосомно-рецессивное наследование

Для развития аутосомно-рецессивного заболевания или признака должно быть два экземпляра (оба родителя) аномального гена. Некоторые примеры включают:

Кистозный фиброз: это хроническое, генерализованное заболевание, которое поражает клетки, которые продуцируют слизь, пот и пищеварительные соки. Дефектный ген делает засорения толстыми и липкими, заставляя трубки, протоки и проходы забиваться. В первую очередь поражаются железы, поджелудочная железа, дыхательная система и потовые железы.
Болезнь Тэй-Сакса (ICD-10: E75.02). Это заболевание является редкой аномалией липидов, в которой в нервных клетках головного и спинного мозга накапливаются вредные количества жировых веществ. Он отличается прогрессирующим неврологическим ухудшением и вишнево-красным пятном с серой рамкой на обеих сетчатке. Это главным образом затрагивает младенцев восточноевропейской еврейской (ашкеназской) родословной. Это также наблюдается в некоторых французских канадских районах Квебека, в общине аистов старого порядка в Пенсильвании и в населении штата Каджун Луизиана. Прогрессирующее заболевание может привести к глухоте, слепоте и параличу. Повторная бронхопневмония является проблемой после возраста 2. Смерть обычно возникает в возрасте 5 лет.
Фенилкетонурия (PKU): PKU — редкое наследственное заболевание, вызванное неспособностью метаболизировать фенилаланин, незаменимую аминокислоту. Аминокислоты являются органическими соединениями, которые составляют первичные строительные блоки белков. Результаты умственной неполноценности, если только специальная диета не начнется в течение первых нескольких недель жизни.
Серповидноклеточная анемия: заболевание, поражающее преимущественно черные популяции во всем мире, является одним из наиболее распространенных заболеваний одного гена. Это происходит потому, что организм вырабатывает дефектную форму гемоглобина, которая заставляет эритроциты становиться шероховатой и становиться серпом в дезоксигенации. Эти клетки собираются вместе, что затрудняет их прохождение через кровеносные сосуды.

Заболевание, вследствие мутации в половой хромосоме

Заболевание, возникающее вследствие мутации в половой хромосоме возникают, когда один ненормальный ген в Х-хромосоме может вызвать заболевание; Этот аномальный ген доминирует над геномной парой. Существует только несколько известных доминантных Х-связанных заболеваний, в том числе:

Витамин D-устойчивый рахит (ICD-10: E83.39, E83.31, E83.30, E83.32): Это заболевание определяется как таковое, потому что оно Устойчив к лечению витамина D, обычно назначаемому для рахита, и подтверждается недостаточным количеством минерала в пластинах роста хряща и остеомаляцией или размягчением костей.
Реттронный синдром (ICD-10: F84.2): Это тяжелое расстройство, влияющее на развитие мозга. Это происходит чаще всего у девочек, что приводит к симптомам, сходным с аутизмом. У детей с синдромом Ретта возникают проблемы с двигательными функциями, которые влияют на их способность говорить, ходить, жевать, использовать свои руки и даже дышать. Им может понадобиться питающая трубка, чтобы получить достаточное количество питательных веществ.

Рецессивные Х-связанные заболевания возникают, когда оба гена в паре являются ненормальными. Если только один ген в паре ненормален, расстройство довольно мягкое или вообще не проявляется. Двумя идентифицированными здесь являются гемофилия и мышечная дистрофия Дюшенна:

Гемофилия: это редкое кровотечение расстройства вызвано дефицитом конкретных типов сывороточных белков, называемых факторами свертывания крови. Человек с гемофилией кровоточит дольше после любого вида травмы, потому что кровь не сгущается нормально. Гемофилия может быть легкой, умеренной или тяжелой, в зависимости от количества факторов свертывания крови. Это чаще встречается у мужчин.
Мышечная дистрофия Дюшенна: это расстройство проявляется как прогрессирующее двустороннее истощение скелетных мышц у мужчин. Симптомы появляются в возрасте от 2 до 5 лет и включают трудности ходьбы. Ребенок имеет спотыкающуюся походку и легко падает.

Хромосомные расстройства

Хромосомные расстройства вызваны аномалиями в числе хромосом или изменениями хромосомной структуры, такими как добавления (более чем необходимо), делеции (отсутствующие гены) или транслокации (гены, смещенные от одной хромосомы к другой или в другое место на той же хромосоме). Заболевания, вызванные хромосомными изменениями, включают:

Синдром Клайнфелтера (ICD-10: Q98.4): это состояние возникает, когда у мужчин есть дополнительная Х-хромосома. Мужская форма тела удлиненная, семенники маленькие, молочные железы аномально большие, а мужчины с этим синдромом не производят сперму.
Синдром Тернера (ICD-10: Q96.9): Это условие вызвано потерей или неполной Х-хромосомой в яйце или сперме. Он затрагивает только женщин и часто характеризуется сокращенным ростом; опухшими руками и ногами; грубыми, расширенными, выдающимися ушами. Большинство больных женщин являются бесплодными.
Трисомия 21 или синдром Дауна: это условие, при котором у индивида три копии хромосомы 21 вместо двух; Он чаще встречается у детей, родившихся от родителей в возрасте от 35 до 50 лет. Младенцы с этим состоянием обычно имеют наклонный лоб и складки кожи по внутренним углам их глаз, и у них могут быть сердечные дефекты. Как правило, они свидетельствуют о умеренной и тяжелой психической инвалидности. Это условие является одним из наиболее распространенных врожденных дефектов.

Многофакторные расстройства

Многофакторные расстройства связаны с взаимодействием многих факторов, как наследственных (мутации в нескольких генах), так и окружающей среды. Среди многофакторных заболеваний:

Сахарный диабет: это расстройство углеводного, жирового и белкового метаболизма обусловлено прежде всего недостаточным производством инсулина поджелудочной железой.
Врожденные аномалии сердца: эта категория включает шесть основных анатомических дефектов, которые изменяют кровоток через сердце, вызывая проблемы кровообращения.