Билет 13

1.Генные и хромосомные болезни человека. Примеры. Механизмы развития.

Особенности наследования. Виды мутаций:

1) генные — изменение структуры или последовательности расположения в ДНК отдельных генов. Фенотипически при этом изменяется состав аминокислот в белках, кодируемых геном;

2) хромосомные — изменение структуры хромосом (утрата или удлинение их участков). Фенотипически проявляются тоже через изменение состава белка;

3) геномные — изменение числа хромосом (недостаток или избыток) в наборе, не сопровождаемое изменениями их структуры.

По характеру изменения генетического материала (гена или хромосомы) выделяют следующие мутации: а) делеции — выпадение какого-либо участка гена или хромосомы; б) транслокации — перемещение участка; в) инверсии — поворот участка на 180° (хромосома перекручивается, гены располагаются в обратном порядке; г) дупликация — вставляется лишний ген.

П. Генные болезни

Итак, в результате мутаций образуется аномальный ген с измененным кодом. Реализация действия аномального гена — завершающее звено патогенеза наследственных болезней. Различают три основных пути реализации действия аномального гена, образовавшегося вследствие мутаций. Рассмотрим их и приведем примеры моногенных заболеваний.

1-й путь реализации действия аномального гена: аномальный ген, утративший код нормальной программы синтеза структурного или функционально важного белка, — прекращение синтеза информационной РНК — прекращение синтеза белка — нарушение жизнедеятельности — наследственная болезнь.

Примеры моногенных болезней, возникающих в связи с этим вариантом:

• гипоальбуминемия — резкое снижение количества альбуминов в крови, что предрасполагает к пастозности, наследуется как аутосомно-рецессивный признак;

• гипофибриногенемия — резкое снижение количества фибриногена в крови, что ведет к несвертыванию крови и кровоточивости, наследуется по аутосомно-рецессивному типу;

2-й путь: аномальный ген, утративший код нормальной программы синтеза фермента,  прекращение синтеза информационной

РНК  прекращение синтеза фермента  нарушение жизнедеятельности  наследственная болезнь.

Фенилкетонурия — последствия недостаточности ряда ферментов, наиболее частая форма возникает в результате мутации структурного гена, кодирующего биосинтез фенилаланингидроксилазы. В этом случае фермент отсутствует в печени, что блокирует превращение фенилаланина в тирозин. Концентрация фенилаланина в крови уже через 4–7 дней после рождения резко повышается. Его высокая концентрация индуцирует биосинтез аминотрансферазы, которая катализирует переход фенилаланина в фенилпируват. Кроме того, образуется фенилацетат, придающий моче мышиный запах. Высокая концентрация фенилаланина обусловливает токсическое поражение мозга, поскольку фенилаланин ингибирует активный транспорт многих аминокислот в нейроны. Это, в свою очередь, ведет к снижению биосинтеза белков. У такого ребенка, начиная с 6-месячного возраста, отмечается отставание умственного развития. Он не может научиться стоять и ходить, не умеет говорить, развивается идиотия. Отмечается обесцвечивание кожи и волос (недостаток меланина), повышается тонус мышц, развивается гиперрефлексия.

Диагностика: «пеленочный тест». В пеленки вкладывается индикаторная бумага, смоченная FeCl3. В присутствии фенилаланина цвет становится оливково-зеленым.

Терапия основана на быстрейшем ограничении потребления фенилаланина. С этой целью в рационе питания природные белки заменяются гидролизатом казеина. Лечение должно быть начато в первую неделю и продолжаться не менее 8–10 лет.

Альбинизм (кожно-глазного типа). Причиной заболевания является недостаток фермента тирозиназы в меланоцитах — клетках, синтезирующих пигмент меланин. При отсутствии меланина кожа приобретает молочно-белый цвет с белесым оволосением, наблюдается светобоязнь, снижение остроты зрения. Солнечное облучение вызывает эритему. Альбинизм может сопровождаться глухотой, немотой и эпилепсией.

3-й путь реализации действия аномального гена: аномальный ген с патологическим кодом  синтез патологической информационной РНК  синтез патологического белка  нарушение жизнедеятельности  наследственная болезнь.

Серповидно-клеточная анемия (S-гемоглобиноз) — характеризуется синтезом патологического S-гемоглобина, отличающегося от нормального А-глобулина тем, что в 6-м положении бета-полипептидной цепи Hb вместо глютаминовой кислоты находится валин, благодаря этому молекулы S-гемоглобина (в восстановленной форме) становятся электронейтральными и легко образуют комплексы, особенно при нехватке кислорода; эти комплексы (тактоиды) деформируют эритроциты, которые вследствие этого приобретают серповидную форму и легко подвергаются гемолизу. В результате возникает тяжелая гемолитическая анемия (с серповидными эритроцитами — отсюда название, с гипоксией, заканчивающаяся у гомозигот смертью еще в детском возрасте).

Муковисцидоз — множественное поражение экзокринных желез, сопровождающееся накоплением и выделением ими вязких секретов. Среди новорожденных частота примерно составляет 1:1500. Кистозный фиброз является одним из самых распространенных моногенных заболеваний в Европе. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Наиболее часто в основе лежит мутация delF508, приводящая к отсутствию фенилаланина в 508-м положении трансмембранного регуляторного белка. При мутации нарушается регуляция переноса хлора через мембраны эпителиальных клеток (транспорт хлора тормозится, а натрия усиливается). Болезнь характеризуется закрытием протоков желез вязким секретом, который образуется в связи с повышенной резорбцией натрия клетками протоков экзокринных желез. Нередко в протоках образуются кисты и развивается воспаление. При хроническом течении в железах развивается склероз. У новорожденных нередко выявляется непроходимость кишечника. У детей наиболее часто развивается легочная или легочно-кишечная форма.

Хромосомные болезни

Они являются особым видом наследственной патологии, связанной с повреждением их структуры (хромосомными мутациями) или нарушением их количества (геномные мутации). Структурные аномалии хромосом встречаются реже и обычно приводят к более тяжелым, по сравнению с количественными изменениями хромосом, последствиям.

Хромосомные болезни классифицируют по критериям изменения структуры и числа хромосом, а также типа клеток (половые или соматические):

Большинство геномных мутаций летальны. Насчитываются сотни болезней, вызванных нарушением структуры хромосом в результате делеции, дупликации, инверсии или транслокации их отдельных участков. Их клиническая картина и тяжесть определяются характером перестройки, величиной вовлеченных фрагментов и их функциональной значимостью. Общим для всех форм хромосомных болезней является множественность поражения: черепно-лицевые дисморфии, врожденные пороки развития внутренних органов, замедление роста и развития, задержка психического развития. При хромосомных болезнях наблюдается от 30 до 80 различных отклонений от нормы, касающихся физического и психического развития.

Мутации в гаметах приводят к развитию так называемых полных форм хромосомных болезней, когда изменения кариотипа выявляются во всех клетках организма. Мутации в соматических клетках на ранних этапах эмбриогенеза приводят к развитию мозаицизма: часть клеток организма имеет нормальный кариотип, а другая часть — аномальный. Это вызывает так называемые мозаичные формы хромосомных болезней (часть клеток имеет нормальный кариотип, а другая часть — аномальный).

По патогенезу хромосомных болезней можно сделать два вывода:

Клиническое сопоставление полных и мозаичных форм показывает, что мозаичные формы протекают легче, что объясняется присутствием нормальных клеток, частично компенсирующих генный дисбаланс абберантных форм.

2. Аутосомные болезни протекают тяжелее, чем аномалии по половым хромосомам. Это связано с различной генотипической активностью хромосом: Y-хромосома несет мало генов, а одна из X-хромосом у женщин находится в неактивном состоянии.

Клинические проявления одних и тех же форм хромосомных болезней сильно варьируют: от летального эффекта до незначительных отклонений. До сих пор остается неясным, какие факторы (генотипические или внешней среды) являются здесь ведущими. Например, без объяснения остаются факты, что 2/3 случаев трисомии по 21-й паре хромосом заканчивается гибелью во внутриутробном периоде, а

1/3 — это дети с болезнью Дауна.

Аномалии соматических хромосом. Синдром Дауна. Встречается у мужчин и у женщин с частотой 1:750 новорожденных. Как правило (в 96 % случаев), он характеризуется простой трисомией по 21-й паре аутосом. В части случаев отмечается транслокация лишней хромосомы в 21-й паре в 14-ю или 22-ю и мозаицизм (1 %). Признаками болезни являются низкий рост, иногда карликовый, резко выраженная умственная отсталость, полуоткрытый рот с толстым «географическим» языком, узкие глазные щели, плоское лицо с выступающими скуловыми дугами. Кроме того, для больных характерны кожная складка поперек всей ладони, пятна на радужной оболочке, предрасположенность к лимфолейкозу, как правило, бесплодие. Однако описаны женщины с синдромом Дауна, рожавшие детей, часть из которых также страдали данной патологией. В раннем детстве больные поздно начинают ходить, имеют неуверенную походку. Речь бедна, не развито абстрактное мышление.

Трисомия по 18-й паре — синдром Эдвардса (частота 1:7000). Дети рождаются слабыми, имеют скошенный подбородок, очень маленький рот, низко посаженные уши. Имеются диспропорции в строении скелета — длинные пальцы, указательный палец прикрывает 3-й и 4-й. Дети рано погибают, так как имеют различные пороки внутренних органов (2/3 детей с синдромом Эдвардса умирают в первые 6 месяцев жизни).

Трисомии по 8,9,13-й паре — приводят к развитию синдрома Патау (1:6000). Дети очень рано гибнут (96 % больных погибают до 1,5 лет). Характерна микроцефалия, дефекты мягкого и твердого неба, низкие уши, тяжелые изменения со стороны внутренних органов, увеличение количества пальцев (паучьи). Со стороны нервной системы — атрофия зрительных нервов и обонятельных долей.

Аномалии, связанные с половыми хромосомами. Половые хромосомы контролируют развитие признаков пола, поэтому нарушение их структуры или числа определяет отклонения в половом развитии. Напомню, что X-хромосомы определяют развитие яичников и половых органов по женскому типу, обеспечивают менструальный цикл. У-хромосомы определяют развитие яичек и половых органов по мужскому типу.

Синдром Кляйнфельтера. Заболевание встречается у мужчин. Частота 2 на 1000 новорожденных мальчиков. Возникает при слиянии патологической женской гаметы, содержащей две X-хромосомы, с нормальной мужской гаметой с Y-хромосомой или при слиянии нормальной женской гаметы, содержащей одну Х-хромосому, с патологической мужской гаметой с ХY-хромосомами. Кариотип у таких больных чаще: XXY, общее количество хромосом — 47. У больных мужчин содержится тельце Бара (половой хроматин). Все аутосомы с 1-й по 22-ю пару без отклонений от нормы. До полового созревания развитие мальчиков мало чем отличается. В дальнейшем для больных характерен высокий рост, астеническое телосложение, длинные ноги, широкий таз, гинекомастия, слабое оволосение на теле, азооспермия (отсутствие сперматозоидов), умственная отсталость.

Описаны и другие цитогенетические варианты: ХХYY (клинически: глубокая дебильность и страшный садизм), 48 ХХХУ, 49ХХХХУ и др.

Лечение направлено на коррекцию вторичных половых признаков половыми гормонами. Однако и после терапии больные остаются бесплодными.

Синдром трисомии X. Встречается только у женщин (1:1000), кариотип — 47 (XXX). В неделящихся клетках видны два тельца Бара. У больных отмечается гипоплазия яичников, бесплодие матки и умственная отсталость. У 60–70 % больных может быть слабоумие легкой степени. Нередко у женщин с трисомией X перечисленные проявления вообще отсутствуют.

Синдром Шерешевского — Тернера. Встречается у женщин (1:3000). Возникает при слиянии патологической женской гаметы, лишенной Х-хромосомы, с нормальной мужской гаметой, имеющей Х-хромосому, или при слиянии нормальной женской гаметы, содержащей одну Х-хромосому, с патологической мужской, лишенной половых хромосом. Кариотип характеризуется наличием одной Х-хромосомы вместо двух (ХО).Но могут быть и другие варианты (делеция короткого или длинного плеча Хp-,Xq-).

Аутосомы без отклонений от нормы. Половой хроматин отсутствует. Больные низкорослые. Наружные половые органы сформированы по женскому типу, внутренние — недоразвиты, яичники представлены фиброзными тяжами. Имеет место гипоплазия ногтей, лимфатический отек рук и ног, дискообразная форма грудной клетки. Характерно наличие на шее широких кожных складок (Pterigium coli). В половом отношении — инфантилизм. Больные чаще умственно отсталые. Раннее лечение женскими половыми гормонами может оказаться эффективным. И наконец, существуют наследственные аномалии, сцепленные с половой хромосомой. Описано много (около 60) патологических наследственных признаков, связанных с Х-хромосомой. Большинство из них рецессивны. Это значит, что болезни проявляются только у мужчин, в то время как женщины остаются здоровыми, являясь, однако, носительницами этого признака. У женщин наличие Х-хромосомы с патологическим геном компенсируется наличием второй нормальной X-хромосомы. По такому типу передаются, например, гемофилия, дальтонизм, атрофия зрительных нервов, юношеская глаукома и др.

2. В 12- дефицитные анемии. Причины. Основные проявления, механизм их развития. Картина периферической крови

В12-дефицитная анемия. Впервые эту разновидность ДА описал Аддисон в 1849 г., а затем в 1872 г. Бирмер, назвавший ее «прогрессирующей пернициозной» (злокачественной) анемией.

Причины: нарушение поступления с пищей в организм витамина В12 или нарушение его усвоения.

Эти анемии протекают тяжело и трудно поддаются лечению. Напомню, что В12 содержится в животных продуктах (яйца, сыр, мясо, печень, молоко). В этих тканях он связан с белком. При кулинарной обработке, а также в желудке (под влиянием ферментов) он освобождается от белка. В свободном состоянии В12 образует комплекс с синтезирующимся в желудке гликопротеином (внутренний фактор Кастла) и в таком виде всасывается в кровь. Только 1 % витамина всасывается без участия внутреннего фактора. Запасы витамина в организме велики: 2–5 мг. В основном он депонирован в печени. В связи с этим дефицит витамина при значительном снижении его потребления и усвоения развивается лишь через 3–6 лет.

Недостаток витамина в результате снижения его всасывания может быть следствием: 1) уменьшения или прекращения синтеза внутреннего фактора (не исключен аутоиммунный механизм повреждения); 2) нарушения всасывания комплекса витамин + гликопротеин в подвздошной кишке; 3) повышенного расходования витамина, «конкурентного» использования его в кишечнике микробами.

Неусвоение В12 в кишечнике может быть обусловлено паразитарной инфекцией. Конкурентом хозяина по отношению к витамину является широкий лентец. Вспомогательным диагностическим признаком дифилоботриозной анемии служит возникающая при этом эозинофилия. Парентеральное введение В12 в количестве, потребляемом лентецом, способно вызвать у хозяина ремиссию. Однако присутствие лентеца не всегда вызывает мегалобластную анемию. Так, фиксация паразита ниже подвздошной кишки — основного места всасывания В12, не приводит к развитию анемии.

Патогенез. Недостаток витамина В12 любого происхождения обусловливает нарушение синтеза нуклеиновых кислот в эритрокариоцитах, а также обмена жирных кислот в них и в клетках других тканей.

Проявления. В костном мозге обнаруживается в большем или меньшем количестве мегалобласты (d > 15 мкм), а также мегалокариоциты. Нарушается дифференцировка и других клеток миелоидного ряда.

В периферической крови значительно снижается число эритроцитов, иногда до 0,7-0,8 х1012/л. Они большего размера, овальной формы, без центрального просветления. Как правило, встречаются мегалобласты. Во многих эритроцитах обнаруживаются остатки ядерного вещества (тельца Жолли) и нуклеолеммы (кольца Кебота). Характерны анизоцитоз и пойкилоцитоз. Эритроциты избыточно насыщены Нb. ЦП=1,1–1,3. Однако общее содержание Нb в крови существенно снижено в связи с уменьшением числа эритроцитов. Количество ретикулоцитов чаще снижено, как правило, наблюдается лейкопения (за счет нейтрофилов). В связи с повышенным гемолизом — билирубинемия.

В12-дефицитная анемия сопровождается и другими признаками авитаминоза: в связи с нарушением деления и созревания клеток наибольшие изменения в слизистых оболочках ЖКТ. Это сопровождается глосситом, формированием «полированного» языка (атрофия его сосочков), стоматитом, гастроэнтероколитом и неврологическим синдромом (вследствие изменений в нейронах). Все это усугубляет течение анемии.

1. 3. Кретинизм (гипотиреоз).

2. Аплазия или гипоплазия щитовидной железы в результате приема матерью во время беременность препаратов радиоактивного йода.

3. Те же что и в предыдущей задаче, умственная отсталость – дефицит тиреоидных гормонов тормозит развитие ткани мозга и угнетает ВНД.