Этиология и патогенез наследственных болезней. Виды мутаций. Влияние алкоголя, курения, радиации и других факторов. Болезни с наследственным предрасположением.

З А Н Я Т И Е № 16

Тема: НАСЛЕДСТВЕННЫЕ и врожденные БОЛЕЗНИ.

РОЛЬ КОНСТИТУЦИИ В ПАТОЛОГИИ

Понятие об основах наследственности. Генотип, фенотип, кариотип. Мутации и их виды. Понятие о наследственных и врожденных болезнях. Фенокопии.

Наследственность - это свойство живых существ и клеток организма передавать свои признаки (анатомо-физиологические особенности) потомкам. Она обеспечивает относительную стабильность вида. Материальными носителями наследственной информации являются гены - участки молекулы ДНК.

Изменчивость - свойство организма и его клеток, проявляющееся в возникновении новых признаков. В настоящее время известно около 2000 видов наследственной патологии и генетически детерминированных синдромов. Число их постоянно растет, ежегодно описываются десятки новых форм наследственных болезней.

Геноти́п - совокупность генов данного организма, характеризует особь.

Фенотип - совокупность признаков, присущих данному организму, это результат взаимодействия генов организма друг с другом и различными факторами среды. На протяжении жизни организма его фенотип может изменяться, однако генотип при этом остается неизменным. Это объясняется тем, что фенотип формируется под влиянием генотипа и условий среды.

Кариоти́п - совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток.

Мутация - это скачкообразное изменение генетического материала под влиянием факторов внешней или внутренней среды.

Любая мутация всегда влечет за собой те или иные нарушения в структуре и функциях организма. Эти нарушения будут тем сильнее, чем сложнее перестройка гена. Чем сильнее изменена структура молекулы ДНК при генной мутации, тем сильнее нарушается процесс обмена веществ в организме.

В большинстве случаев мутации, которые проявляются на уровне фенотипа, имеют пагубные последствия, и мутантный организм погибает либо сам собой, либо под влиянием окружающей среды. Однако в очень редких случаях мутация может случайно привести к появлению у организма новых полезных признаков, и тогда последствия мутации оказываются положительными.

По причинам, вызвавшим мутации, их подразделяют на спонтанные и индуцированные.

· Спонтанные (самопроизвольные) мутации происходят под действием естественных мутагенных факторов внешней среды без вмешательства человека, например, наследственные болезни обмена веществ. Их причинами являются ошибки репликации и репарации ДНК, действие перекисей и альдегидов, образующихся у организмов, различные виды естественных излучений.

· Индуцированные мутации- результат направленного воздействия определенных мутагенных факторов. Так, впервые в 1925 г. Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов получили мутации у дрожжей под действием ионизирующей радиации.

По локализации в клетках мутации подразделяются на:

· гаметические (генеративные) – происходят в половых клетках, передаются по наследству при половом размножении (гемофилия, фенилкетонурия)

· соматические мутации происходят в соматических клетках, проявляются у самой особи (разный цвет глаз, белая прядь волос, опухоли) и передаются по наследству только при вегетативном размножении.

В зависимости от уровня нарушения наследственного материаларазличают следующие мутации:геномные, хромосомные, генные.

Геномные мутации обусловлены изменениями числа хромосом. К ним относятся полиплоидия, гаплоидия и анеуплоидия.

Полиплоидия — это кратное гаплоидному увеличение числа хромосом (Зn, 4n, 5n и т.д.). Полиплоидия, как правило, используется в селекции растений и приводит к повышению урожайности.
Гаплоидия(1n) — одинарный набор хромосом, например у трутней пчел. Жизнеспособность гаплоидов снижается, так как в данном случае проявляются все рецессивные гены, содержащиеся в единственном числе. Для млекопитающих и человека - это летальная мутация.
Анеуплоидия- некратное гаплоидному уменьшение или увеличение числа хромосом (2n +1, 2n +2, 2 n -1 и т. д.):

а) трисомия- три гомологичные хромосомы в кариотипе, например, при синдроме Дауна (трисомия по 21-й хромосоме);

б) моносомия- в наборе одна из пары гомологичных хромосом, например

при синдроме Шерешевского-Тернера (моносомия X). Моносомии по первым крупным парам хромосом являются для человека летальными мутациями.

Геномные мутации всегда проявляются фенотипически и легко обнаруживаются цитогенетическими методами.

Хромосомные мутации обусловлены изменением структуры хромосом. Они могут быть внутрихромосомными и межхромосомными.

К внутрихромосомным мутациям относятся перестройки внутри одной хромосомы:

· делеция (нехватка) - отсутствие части хромосомы;

· дупликация - умножение участка хромосомы;

· инверсия- отрыв участка хромосомы, поворот его на 180° и прикрепление к месту отрыва. При этом наблюдают нарушение порядка расположения генов.

Межхромосомныеперестройки происходят между негомологичными хромосомами.

· Транслокация- это обмен сегментами между негомологичными хромосомами.

Хромосомные аберрации выявляются цитогенетическими методами с помощью специальной дифференциальной окраски хромосом.

Генныемутациисвязаны с изменениями структуры гена (молекулы ДНК). Генные мутации могут затрагивать как структурные, так функциональные гены.

В медицинской генетике выделяют еще одно понятие - фенокопии.

Фенокопия представляет собой клинический синдром, возникающий под влиянием факторов внешней среды в период эмбрионального развития, сходный по своим проявлениям с наследственным заболеванием, но имеющий негенетическую природу возникновения. Например, такие аномалии, как «волчья пасть», «заячья губа», могут быть и наследственно обусловленными (синдром Патау), и ненаследственными, возникающими в результате нарушения эмбрионального развития. Гипотиреоз наследуется как аутосомно-рецессивный признак, но может встречаться и как фенокопия у людей, проживающих в районах, где питьевая вода бедна йодом. Ранняя глухота может наследоваться как рецессивный или доминантный признак, а может встречаться как фенокопия у детей, рожденных женщинами, переболевшими во время беременности краснухой. Таким образом, фенокопии представляют собой заболевания, внешне похожие на наследственные болезни, но не связанные с изменением генотипа.

Причинами фенокопии могут быть кислородное голодание плода, эндокринные нарушения в организме беременной женщины, инфекционные заболевания беременной женщины (токсоплазмоз, краснуха, сифилис и др.), особенно в ранний период беременности, и др.

Этиология и патогенез наследственных болезней. Виды мутаций. Влияние алкоголя, курения, радиации и других факторов. Болезни с наследственным предрасположением.

Факторы, вызывающие наследственные заболевания могут быть экзогенного и эндогенного происхождения.

Их подразделяют на физические, химические и биологические.

К физическим относятся различные виды излучений (преимущественно ионизирующих, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи), температура, влажность и др. Механизмы их действия: нарушение структуры генов и хромосом; образование свободных радикалов, вступающих в химическое взаимодействие ДНК; разрывы нитей веретена деления.

К химическим относятся:

а) природные органические и неорганические вещества (нитриты, нитраты, алкалоиды, гормоны, ферменты и др.);

б) продукты промышленной переработки природных соединений - угля, нефти;

в) синтетические вещества, ранее не встречавшиеся в природе (пестициды, инсектициды, пищевые консерванты);

в) лекарственные препараты, которые могут вызывать у человека врожденные пороки развития (иммуносупрессанты, некоторые антибиотики, наркотические вещества, синтетические кортикостероиды и др.).

Химические факторы обладают большой проникающей способностью, вызывают преимущественно генные мутации и действуют в период репликации ДНК.

К биологическим относятся невирусные паразитарные агенты (микоплазмы, бактерии, риккетсии); вирусы (краснухи, кори, гриппа); продукты метаболизма паразитов (токсоплазмы, кошачьего сосальщика, трихинеллы).

Механизм их действия: они нарушают течение митоза, вызывают разрывы хромосом и хроматид, встраивают свою ДНК в ДНК клеток хозяина; продукты жизнедеятельности паразитов - возбудителей болезней действуют как химические мутагены.

Инициальным («стартовым») звеном патогенеза наследственных форм патологии являются мутации (генные, геномные и хромосомные.

Особенности патогенеза наследственных болезней в основном определяются тремя факторами:

1) характером повреждения наследственных структур;

2) генетически возникающими морфо-физиологическими особенностями организма;

3) воздействиями окружающей среды.

Эти факторы и обусловливают уникальный характер протекания патологических процессов в каждом конкретном организме.

По причинам, вызвавшим мутации, их подразделяют на спонтанные и индуцированные.

· Индуцированные мутации - результат направленного воздействия определенных мутагенных факторов. Так, впервые в 1925 г. Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов получили мутации у дрожжей под действием ионизирующей радиации.

По исходу для организма мутации бывают:

· отрицательные, или летальные, - несовместимые с жизнью (например, отсутствие головного мозга)

· полулетальные- снижающие жизнеспособность организма (например, болезнь Дауна);

· нейтральные- существенно не влияющие

· полезные.

По локализации в клетках мутации подразделяются на:

· гаметические (генеративные) – происходят в половых клетках, передаются по наследству при половом размножении (гемофилия, фенилкетонурия)

· соматические мутации происходят в соматических клетках, проявляются у самой особи (разный цвет глаз, белая прядь волос, опухоли) и передаются по наследству только при вегетативном размножении.

По локализации в клетках мутации подразделяются на:

· гаметические (генеративные) – происходят в половых клетках, передаются по наследству при половом размножении (гемофилия, фенилкетонурия)

· соматические мутации происходят в соматических клетках, проявляются у самой особи (разный цвет глаз, белая прядь волос, опухоли) и передаются по наследству только при вегетативном размножении.

В зависимости от уровня нарушения наследственного материала различают следующие мутации:геномные, хромосомные, генные.

Геномные мутации обусловлены изменениями числа хромосом. К ним относятся полиплоидия, гаплоидия и анеуплоидия.

Полиплоидия — это кратное гаплоидному увеличение числа хромосом (Зn, 4n, 5n и т.д.). Полиплоидия, как правило, используется в селекции растений и приводит к повышению урожайности.

Гаплоидия(1n) — одинарный набор хромосом, например у трутней пчел. Жизнеспособность гаплоидов снижается, так как в данном случае проявляются все рецессивные гены, содержащиеся в единственном числе. Для млекопитающих и человека - это летальная мутация.

Анеуплоидия- некратное гаплоидному уменьшение или увеличение числа хромосом (2n +1, 2n +2, 2 n -1 и т. д.):

а) трисомия- три гомологичные хромосомы в кариотипе, например, при синдроме Дауна (трисомия по 21-й хромосоме);

б) моносомия- в наборе одна из пары гомологичных хромосом, например

при синдроме Шерешевского-Тернера (моносомия X). Моносомии по первым крупным парам хромосом являются для человека летальными мутациями.

Геномные мутации всегда проявляются фенотипически и легко обнаруживаются цитогенетическими методами.

К внутрихромосомным мутациям относятся перестройки внутри одной хромосомы:

· делеция (нехватка) - отсутствие части хромосомы;

· дупликация - умножение участка хромосомы;

Межхромосомныеперестройки происходят между негомологичными хромосомами.

· Транслокация- это обмен сегментами между негомологичными хромосомами.

Алкоголь, курение, радиация и многие др. факторы являются мутагенами, в результате чего возникают различного рода мутации: причем, чаще летального или полулетального характера. Если организм не погибает, то возникающее наследственное заболевание приводит к нарушению различных органов и систем организма.

Болезни с наследственным предрасположением называют также многофакторными, так как их возникновение определяется взаимодействием наследственных факторов и разнообразных факторов внешней среды.К ним относится подавляющее число болезней зрелого и пожилого возраста: гипертоническая болезнь, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, злокачественные новообразования и др.

Наследственная предрасположенность к различным заболеваниям может иметь различную генетическую основу. В некоторых случаях наследственная предрасположенность определяется одним-единственным мутантным геном (моногенная предрасположенность). В других случаях наследственная предрасположенность обусловлена совместным действием нескольких генов (полигенная предрасположенность).

Для патологического проявления мутантного гена в случае моногенной предрасположенности требуется обязательное действие специфического внешнесредового фактора. Без воздействия специфического (разрешающего) фактора даже при наличии в генотипе мутантного гена заболевание не развивается.

Полигенная предрасположенность определяется сочетанием аллелей нескольких генов. Такое заболевание развивается всегда под воздействием нескольких факторов

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1215; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!