Что нужно знать о генетических заболеваниях
Генетическое нарушение - это состояние, которое возникает из-за мутации в ДНК.
Практически каждая клетка человеческого организма содержит молекулу ДНК - ту самую тонкую и невероятно сложную нить, в которой записаны инструкции для работы клетки. Именно она определяет, как клетка растёт, делится, восстанавливается и выполняет свои функции.
Когда в этой молекуле происходит изменение - мутация, - привычный порядок нарушается. Клетка начинает работать не так, как должна, и это может привести к развитию болезни.
В этом материале рассматривается, что такое генетические нарушения, какие разновидности таких состояний существуют, какие симптомы характерны для разных типов и как именно формируются эти нарушения.
Определение
Генетические нарушения - это состояния, возникающие из-за изменений или мутаций в ДНК, которая находится внутри клеток организма.
Большинство клеток содержит длинные нити ДНК, несущие набор инструкций для их работы. Каждая такая нить плотно намотана на белковые структуры - гистоны. В таком свернутом виде ДНК образует хромосому.
Хромосомы состоят из небольших участков ДНК - генов. Именно гены обеспечивают организм точными инструкциями, определяющими его функции. В норме каждая клетка человека содержит 23 пары хромосом - по одной хромосоме в паре получает от каждого родителя. Поэтому у человека всегда две копии каждого гена.
Любое изменение или ошибка в ДНК может привести к развитию генетического расстройства. Поскольку гены передаются от родителей детям, подобные нарушения могут быть наследственными. Однако наличие генетического изменения в семье ещё не означает, что у каждого члена семьи обязательно появятся симптомы.
Генетические состояния могут затрагивать любой ген или хромосому. Поэтому существует множество различных генетических нарушений, каждое из которых проявляется своими особенностями и симптомами.
Что такое человеческий геном
Человеческий геном - это совокупность всех генов и всей ДНК, необходимых для создания и поддержания работы человеческого организма.
Глобальный исследовательский проект под названием Human Genome Project (HGP) был посвящён тому, чтобы полностью «карты» генома человека. Учёные определили последовательность ДНК и описали функции различных генов.
По оценкам проекта, в человеческом геноме содержится примерно 20 000-25 000 генов. ДНК внутри этих генов состоит из четырёх химических оснований - своеобразных единиц информации:
- аденина,
- цитозина,
- гуанина,
- тимина.
Каждая молекула ДНК состоит из двух закрученных спиралей. Пары химических оснований соединяют обе нити, напоминая перекладины лестницы. Сочетания оснований всегда строго определённые: например, аденин на одной нити ДНК неизменно соединяется с тимином на противоположной.
Последовательность этих оснований определяет, какие инструкции ДНК передаёт организму. Процесс считывания этой последовательности называют секвенированием ДНК.
Секвенирование человеческого генома стало ключевым шагом к пониманию того, каким образом гены могут приводить к развитию болезней.
Как развиваются генетические нарушения
Генетические состояния часто встречаются в семьях, поскольку родители передают свои гены детям. И среди этих генов могут оказаться те, что несут основу генетического нарушения.
Однако каждый родитель передаёт ребёнку только половину своего генетического материала. Версия гена, которую получает ребёнок, называется аллелью.
Если у ребёнка оказываются две разные аллели - одна от матери, другая от отца, - организм может «выбирать», от какой из них брать инструкции. Та аллель, с которой клетка работает, называется доминирующей. Вторая - та, чьи инструкции не используются, - считается рецессивной.
Некоторые генетические нарушения передаются доминирующей аллелью, другие - рецессивной. В общем случае человек наследует конкретное генетическое состояние, если получает хотя бы одну доминирующую аллель, связанную с заболеванием, или две рецессивные аллели, обе несущие то же нарушение.
Моногенные нарушения
Моногенное - или однонаследственное - нарушение развивается тогда, когда сбой происходит внутри одного-единственного гена.
Ниже приведены примеры таких состояний.
Болезнь Хантингтона
Болезнь Хантингтона - это дегенеративное заболевание мозга, которое приводит к:
- неконтролируемым движениям,
- эмоциональной нестабильности,
- постепенному ухудшению когнитивных функций.
Причиной заболевания является мутация в доминирующей аллели на 4-й хромосоме. Если у человека есть эта аллель, заболевание рано или поздно проявится.
Лечение
На сегодняшний день не существует способа остановить или замедлить развитие болезни Хантингтона.
Тем не менее некоторые препараты помогают контролировать проявления заболевания. Сюда относятся средства, снижающие непроизвольные движения, а также лекарства, которые помогают справляться с перепадами настроения, раздражительностью и депрессией.
Серповидноклеточные заболевания
Серповидноклеточные заболевания (SCDs) - это группа состояний, связанных с нарушениями работы красных кровяных клеток.
При серповидноклеточной анемии - одном из вариантов таких заболеваний — эритроциты, которые переносят кислород, приобретают неправильную форму. Из-за этого они хуже выполняют свою функцию и легче слипаются между собой.
Скопления таких клеток могут блокировать кровеносные сосуды и приводить к:
- болевым эпизодам,
- инфекциям,
- острому грудному синдрому,
- инсульту.
Причина серповидноклеточных заболеваний - мутация в гене HBB, который отвечает за производство красных кровяных клеток.
Эти нарушения являются рецессивными: чтобы болезнь проявилась, человек должен унаследовать две аллели с мутацией.
Лечение
Терапия SCD направлена на предотвращение осложнений и продление жизни пациента.
Врач может назначить препарат гидроксимочевину, который увеличивает размер красных кровяных клеток и тем самым повышает количество переносимого ими кислорода.
Мышечные дистрофии
Мышечные дистрофии — это группа генетических заболеваний, при которых мышцы постепенно повреждаются и слабеют. Причиной служат мутации в гене DMD.
Эти заболевания относятся к Х-сцепленным, то есть связаны с геном, расположенным на Х-хромосоме. По этой причине мышечные дистрофии чаще встречаются у мужчин.
У женщин есть две Х-хромосомы, и здоровая копия гена способна компенсировать работу повреждённой. У мужчин же имеется только одна Х-хромосома и одна Y-хромосома, поэтому компенсирующего варианта гена нет.
Лечение
На сегодняшний день не существует терапии, способной остановить или обратить вспять развитие мышечных дистрофий.
Поэтому лечение направлено на предотвращение осложнений и улучшение качества жизни. К таким мерам относятся:
- физиотерапия - помогает поддерживать силу и гибкость мышц;
- дыхательная терапия - укрепляет мышцы, участвующие в дыхании;
- логопедическая терапия - используется, если слабость мышц лица или горла влияет на речь;
- эрготерапия - помогает человеку осваивать использование вспомогательных средств, например инвалидных колясок;
- медикаментозная поддержка, включающая:
глюкокортикоиды, повышающие силу мышц и замедляющие развитие слабости;
иммуносупрессанты, которые могут отсрочить повреждение мышечных клеток;
противосудорожные препараты, уменьшающие мышечные спазмы и судороги;
антибиотики, применяемые при респираторных инфекциях.
Многофакторные наследственные нарушения
Многофакторные наследственные нарушения (MIDs) - это состояния, которые развиваются под влиянием сочетания генетических факторов и условий окружающей среды или образа жизни.
К немедицинским факторам, повышающим риск таких нарушений, могут относиться:
- курение,
- употребление алкоголя,
- несбалансированное питание,
- недостаток сна,
- жизнь в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха.
К заболеваниям, которые могут относиться к категории многофакторных нарушений, относятся:
- астма,
- сердечно-сосудистые заболевания,
- диабет,
- некоторые виды рака,
- шизофрения,
- болезнь Альцгеймера,
- рассеянный склероз.
Определённые генетические мутации способны повышать риск этих состояний. Однако чёткой и однозначной наследственной схемы для них не существует.
Хромосомные аномалии
Хромосомные аномалии - это нарушения, связанные с повреждением или изменением хромосомы. Они могут проявляться по-разному:
- отсутствие одной хромосомы,
- наличие дополнительной хромосомы,
- структурные изменения в хромосоме.
Чаще всего такие нарушения возникают из-за ошибки, произошедшей в момент деления клетки. Обычно сбой происходит в яйцеклетке или сперматозоиде, но иногда аномалия формируется уже после зачатия.
Некоторые хромосомные нарушения могут быть унаследованы от родителей, однако нередко они возникают у человека впервые.
Ниже приведены примеры хромосомных аномалий.
Синдром Дауна
Синдром Дауна - это хромосомное нарушение, которое влияет на физическое и интеллектуальное развитие.
Причина синдрома - наличие дополнительной копии 21-й хромосомы. В этом случае клетки содержат три копии хромосомы 21 вместо обычных двух.
Лечение
Синдром Дауна является пожизненным состоянием, однако различные виды терапии помогают поддерживать развитие человека. Среди них:
- дополнительная помощь в учёбе,
- логопедическая терапия,
- физиотерапия,
- эрготерапия.
Синдром Вольфа - Хиршхорна
Синдром Вольфа - Хиршхорна - это хромосомное нарушение, влияющее на работу всего организма. Основные проявления включают:
- замедление роста и развития,
- сниженный мышечный тонус,
- интеллектуальные нарушения,
- судороги.
Причиной синдрома является утрата части 4-й хромосомы. В большинстве случаев эта аномалия возникает у человека впервые, но возможна и наследственная передача от родителя, у которого присутствует такое же хромосомное изменение.
Лечение
Полного излечения синдрома Вольфа - Хиршхорна на сегодняшний день не существует. Однако некоторые виды терапии помогают облегчать симптомы и улучшать качество жизни:
- физиотерапия или эрготерапия,
- консультирование,
- препараты для контроля отдельных проявлений, например судорог.
Митохондриальное наследование
Митохондрии - это особые структуры внутри клеток, которые обеспечивают их энергией. Именно они производят большую часть энергии, необходимой для биохимических реакций организма.
Митохондриальные нарушения представляют собой группу генетических состояний, при которых мутации возникают в ДНК самих митохондрий. Такие изменения приводят к тому, что митохондрии перестают вырабатывать достаточное количество энергии для поддержания работы клеток.
Поскольку митохондрии присутствуют практически во всех клетках организма, эти нарушения могут затрагивать любые органы и системы. Симптомы зависят от того, какая область тела пострадала.
К возможным проявлениям митохондриальных нарушений относятся:
- замедленный рост,
- мышечная слабость,
- потеря координации,
- проблемы со зрением,
- нарушения слуха,
- судороги,
- задержки развития,
- интеллектуальные нарушения,
- расстройства аутистического спектра,
- диабет,
- заболевания сердца, печени или почек,
- дыхательные расстройства.
Мутации в митохондриальной ДНК передаются только по материнской линии. Это означает, что только мать может передать такие нарушения ребёнку.
Лечение
На данный момент не существует лечения, способного полностью вылечить митохондриальные нарушения или эффективно остановить их развитие.
Тем не менее некоторые подходы могут помочь человеку справляться с проявлениями болезни:
- коррекция питания,
- витаминные добавки,
- аминокислотные добавки,
- препараты, направленные на контроль отдельных симптомов, например мышечной слабости или судорог.
Профилактика
Современная медицина выходит на новый виток понимания генетических заболеваний, и сегодня профилактика уже не сводится к сухому совету «следите за наследственностью». Учёные научились не просто видеть сам факт мутации, но и улавливать её последствия задолго до того, как болезнь подаст первый тревожный знак.
Развиваются панели расширенного генетического скрининга, позволяющие выявлять скрытые риски ещё на этапе планирования беременности или в раннем взрослом возрасте.
Появились методы неинвазивной пренатальной диагностики, способные определять хромосомные нарушения по одной пробе крови матери - без угрозы для ребёнка.
Всё активнее применяются технологии секвенирования нового поколения, которые помогают врачам подобрать персональные меры профилактики: от раннего мониторинга органов-мишеней до изменения образа жизни и точечного назначения медикаментов, снижающих риск развития тяжёлых осложнений.
В результате генетические заболевания перестают быть «приговором по наследству» - они превращаются в область, где ранняя осведомлённость даёт человеку время и инструменты, чтобы изменить собственную траекторию здоровья.
Итоги
Генетические нарушения возникают из-за мутаций ДНК. Такие изменения могут затрагивать как целые хромосомы, так и отдельные гены внутри них. Мутации возможны и в митохондриальной ДНК, которая обеспечивает клетки энергией.
Большинство генетических состояний передаются по наследству, однако некоторые возникают у человека впервые и не связаны с заболеваниями его родителей.
Генетические нарушения сохраняются на протяжении всей жизни, поэтому лечение в основном направлено на контроль симптомов, предотвращение осложнений и улучшение качества жизни.
В отдельных случаях существуют препараты, которые способны замедлить развитие конкретного заболевания.
Комментариев нет:
Отправить комментарий