Развитие здорового ребенка рожденного с патологическим генотипом это
Развитие здорового ребенка рождённого с патологическим генотипом это
О вреде развитой медицины для генофонда популяции.
УДК 577.1 Генная терапия неизбежна, но успеем ли? В.А.Кордюм. Препринт, Украинский филиал отделения Всемирной лаборатории Киев 1990.
Текст брошюры занимает 61 страницу, библиография включает 190 наименований. Автор – Виталий Кордюм – известный украинский генетик, академик. Написана брошюра весьма специальным языком, неспециалисту ее усвоить практически невозможно, и даже имея биологическое образование, мне пришлось приложить немало труда чтобы переработать и усвоить текст. Однако выводы, сделанные в этой брошюре, оказались столь впечатляющими для меня, что я счет необходимым сделать доступной ее смысл не только для генетиков и биологов-специалистов, а для любого человека, владеющего биологией хотя бы на уровне школьной пятерки. Поскольку речь идет о вещах весьма важных для любого человека.
В данной статье я извлек основные смысловые выводы работы Кордюма, разбив их на пункты, и изложив их более-менее понятным языком, стараясь избегать специальных терминов. Для неспециалиста смысл так будет гораздо доступнее. Однако вместе с этим текст, естественно, потерял доказательность. Тем не менее могу заверить, что в оригинальном тексте любой довод тщательно обоснован и во многих местах подкреплен примерами. Интересующимся могу порекомендовать обратиться к оригиналу текста.
Ниже я привожу эти пункты. Все они, хоть я и писал своими словами, являются возможно более точным воспроизведением выводов оригинального текста. В тех же местах, где я вставляю что-то “от себя”, я помечаю это курсивом.
Особенности аутосомно-доминантного наследования. Аутосомно-рецессивные заболевания
Поскольку доминантные гены, детерминирующие развитие заболевания, в гомозиготном состоянии являются, как правило, летальными, все браки между больными и здоровыми членами семьи относятся к типу Аа х аа, где А -доминантный ген, определяющий развитие наследственного заболевания, а -рецессивный ген.
При анализе аутосомно-доминантных заболеваний необходимо помнить, что в ряде случаев в родословных наблюдается единственный больной с данным типом заболевания. Это может быть обусловлено свежими (мутации), вновь возникшими мутациями в половых клетках одного из родителей. Например, высокий процент свежих мутаций как причина заболевания наблюдается при ахондроплазии, танатоформной дисплазии, нейрофиброматозе и других заболеваниях. В процессе выполнения программы «Геном человека» было отмечено, что новые мутации чаще возникают в мужском гаметогепезе, что приводит к тому, что в семье будет единственный случай заболевания. Вместе с тем, вновь возникшее заболевание будет передаваться потомству в том же проценте случаев (50 %), что и унаследованная форма болезни. Необходимо отметить, что больные с аутосомно-доминант-ным заболеванием имеют пониженную приспособленность (этим термином обозначают способность больного дожить до репродуктивного возраста и оставить потомство), хотя и выраженную в разной степени. Отклонения от указанных правил аутосомно-доминантного наследования могут связаны с моза-ицизмом зародышевых клеток т.е. при наличии в одном организме двух и более генетически различных клеточных линий. В связи с этим в семьях здоровых родителей могут рождаться несколько больных с аутосомно-доминантным заболеванием (например, с ахондроплазией, несовершенным костеобразованием и др.). Следует также учитывать возможность поздней проявляемости заболевания с аутосомно-доминантным типом наследования, что может привести к ложному заключению о неполной пенетрантности болезни.
Как следует из законов Г.Менделя, риск появления в семье ребенка с аутосомно-доминантным заболеванием, если им болен один из родителей, составляет 50 %, т.е. половина потомков будет страдать аналогичным заболеванием. Причем этот риск будет постоянным (50 %) для каждого последующего ребенка, поскольку половина гамет больного родителя несет патологический геи, а половина — нормальный. Этот процесс случайный, не зависящий от предыдущих гамет.
Что делать женщине, чтобы после 35 лет родить здорового ребенка
Но вот, наконец-то, это произошло! Тест на беременность положительный, о чем сказали две долгожданные полоски. Это значит, что ты скоро станешь мамой для самого дорогого на свете человечка. Однако врачи не настроены столь же оптимистично. Насколько оправданны их опасения?
Несмотря на некоторые риски, которыми и тебя наверняка уже напугали в женской консультации, специалисты отмечают, что шансы выносить и родить здорового ребенка у женщины среднего возраста, следящей за своим здоровьем, ничуть не меньше, чем у будущей юной мамы. Тщательное планирование беременности, правильное питание, здоровый образ жизни, а также позитивный настрой на благоприятный исход родов помогут произвести на свет крепкого, здорового малыша. В арсенале современной медицины есть методы, позволяющие проследить, как развивается плод на ранних сроках беременности, и в случае необходимости внести коррективы. Генетика не стоит на месте. Ученые изучают методы воздействия на геном человека и даже на гены «старения».
С течением лет в тканях утрачивается эластичность, и после тридцати лет детородные органы не так подвижны, как в двадцать.
Физический износ организма повышает вероятность родовых осложнений (разрывы и растяжения). Гестоз (появление отеков, повышенное артериальное давление) — чрезвычайно частый «спутник» беременных женщин средних лет. У «возрастных» беременных, по статистике, несколько чаще случаются выкидыши (у женщин 20 лет— 10%, 35 лет — 19 %. а в 40 лет -35 %). Возможными осложнениями поздних родов, согласно врачебной практике, становятся гипоксия плода (недостаток кислорода у ребенка при родах), преждевременное отхождение вод, слабость родовой деятельности, наличие кровотечений. Такое обилие отрицательных факторов повышает вероятность необходимости проведения кесарева сечения.
Помни! Если кроме возрастных, никакие другие показатели (размеры таза, артериальное давление, данные анализов, количество сердцебиений в минуту) не вызывают опасений, врач принимает решение о естественных родах.
Ослабление функций половых органов. Долговременный (на протяжении многих лет) прием противозачаточных препаратов, содержащих гормоны, как средство предохранения от беременности значительно ухудшает деятельность и функциональную направленность яичников. После тридцати пяти лет часто имеют место ановуляторные циклы, при которых яйцеклетка не созревает. Иногда после ановуляторного цикла может происходить созревание сразу нескольких яйцеклеток, что нередко приводит к многоплодной беременности. Возраст 35-39 лет врачами определяется, как считают пик «близнецовых» родов.
Генетический риск. С возрастом матери увеличивается риск родить ребенка с хромосомными патологиями. Если у 20-летних женщин вероятность родить ребенка с синдромом Дауна составляет 1:1300, то к 40 годам показатели значительно увеличивается: 1:110. Видоизменение хромосом в данном случае происходит под влиянием неблагоприятной экологии, хронических стрессов и того спектра заболеваний, которыми женщина уже успела переболеть к зрелому возрасту. Необходимость консультации у генетика в разы возрастает, когда среди родственников одного из родителей имеется наличие генетических расстройств, если женщина в прошлом сталкивалась с выкидышами и если пара долгое время проходила лечение от бесплодия.
Помни! Пугаться раньше времени не стоит. Если ваше с мужем здоровье не вызывает опасений, у вас в роду никто не болел наследственными заболеваниями, то шанс родить здорового малыша после 35 лет у вас довольно высок.
Обострение хронических заболеваний. Поздняя беременность может спровоцировать ишемическую болезнь сердца, гипертонию, диабет. Это может стать серьезной угрозой здоровью как самой женщины, так и будущего ребенка. Статистика гласит, что после 35 лет в три раза чаще, чем до 30, происходит развитие диабета беременных.
Помни! Если ранее имели место хронические заболевания, нужно обязательно проконсультироваться у врача по поводу эффективных мер профилактики.
Твой рацион должен содержать комплекс всех необходимых витаминов и минералов. Не забывай включать в свое меню хурму и плоды фейхоа. Они содержат множество полезных веществ: железо, йод, калий, витамины С и Е. Нужно много гулять, вообще как можно больше бывать на свежем воздухе. Обязательно выдели время для физических занятий. Особое внимание удели упражнениям, укрепляющим мышцы тазового дна, брюшную стенку. Заранее (за месяц до зачатия) и в течение первых трех месяцев беременности нужно принимать фолиевую кислоту. Этот препарат снижает риск развития нарушений нервной системы плода.
Помни! Постарайся не нервничать и не переутомляться. Душевное равновесие и положительный настрой — залог твоего хорошего здоровья.
Неправда, что роды в зрелом возрасте связаны с одними только рисками! Разумеется, нет! Поздние роды имеют немало различных преимуществ.
Во-первых, учеными давно доказано и обосновано, что поздние дети более развиты интеллектуально, у них открывается много талантов, а также они более сформированы психологически и эмоционально, чем их сверстники, которых родили более молодые матери. Почему? Все очень просто: «поздним» малышам родителями уделяется больше внимания и сил, потому что такие детки желанные и выстраданные. В плюс ко всему, мама с папой, как правило, имеют больше свободного времени. Огромное значение отводится и стабильному материальному положению, ведь обычно на момент рождения малыша родители зрелого возраста стоят на ногах твердо и будущее ребенка более защищено.
Во-вторых, мамы после 35 лет, как правило, серьезнее и ответственнее подходят к процессу беременности и родов. Им гораздо реже свойственно впадать в депрессию, чем молодым женщинам. Психологами тридцатилетний возраст определяется, как переходный рубеж, когда материнскому инстинкту отводится ведущее место. Он значительно преобладает над материальными мыслями и планами. Родив ребенка после 35 лет, женщина начинает чувствовать себя моложе, ведь в свои годы она в статусе не бабушки, а молодой мамы.
В-третьих, поздние роды имеют и ряд сугубо медицинских плюсов: у «старородящих» мам снижен уровень холестерина и значительно уменьшен риск получить инсульт, остеопороз. У них легче проходит менопауза, климакс наступает позднее, организм легче принимает естественные процессы старения. Такие мамочки реже сталкиваются с рисками возникновения мочеполовых инфекций.
Помни! Есть главный стимул родить – здоровый ребенок после 35 лет помогает женщине дольше сохранить молодость и красоту.
Всем будущим мамам, чей возраст превышает 35 лет, врачи рекомендуют пройти детальное обследование плода, которое включает ультразвуковое исследование на сроках 10-12 и 16-20 недель и «тройной» тест (анализ крови на альфа-фетопротеин, хорионический гонадотропин и свободный эстриол). Если по результатам возникают сомнения, применяются и инвазив-ные (оперативные) методы. В первом триместре это биопсия хориона (исследование клеток будущей плаценты), во втором — амниоцентез (анализ околоплодных вод) и кордоцентез (забор крови плода через сосуды пуповины). На поздних сроках беременности проводят кардиотокографию плода — анализ сердцебиения и движений ребенка, который позволяет определить, хватает ли ему кислорода и питательных веществ.
Развитие здорового ребенка рождённого с патологическим генотипом
5.1. Общие положения генетики
Прежде чем перейти к обсуждению общих механизмов возникновения наследственных болезней, представляется целесообразным обрисовать в сжатой форме, что представляет собой индивидуальное развитие высших организмов с точки зрения современной генетики.
У высших млекопитающих, размножающихся половым путем, индивидуальное развитие организмов каждого очередного поколения начинается со стадии одной клетки — оплодотворенной яйцеклетки или зиготы, образовавшейся при слиянии (оплодотворении) мужской н женской половых клеток (гамет), формирующихся в половых органах материнского и отцовского организмов.
Следует обратить внимание на следующие, важные для практической медицины, обстоятельства:
5.1.1. Независимо от того, происходит ли эмбриональное развитие внутриутробно (млекопитающие) или вне связи с материнским организмом (птицы, рыбы), в обоих случаях сформированный организм проявляет не только весь комплекс признаков, свойственных своему виду, по н ряд индивидуальных отличительных черт своих родителей и более отдаленных предков, следовательно, процесс индивидуального развития организма представляет собой развертывание кода наследственной информации, заложенной в зиготе.
Было бы, однако, глубоко неправильно понимать, что в зиготе обусловлены до деталей все признаки и свойства будущего организма (т.е. «все на роду написано») и их проявление не зависит от условий среды.
В действительности вся наследственная информация (генотип) организма может реализоваться в его формы (фенотип, болезнь) лишь во взаимодействии с условиями внешней среды, в которых протекает развитие организма.
Вывод: развитие патологического процесса, болезни зависит от взаимодействия 3-х факторов: генотип — фенотип — внешняя среда.
5.1.2. Необходимо принимать во внимание обстоятельство, которое заключается в том, что оба пола (мужской и женский) равноправны в передаче наследственных признаков.
Зигота, как и возникающие из нее клетки, содержит двойной набор хромосом (44 соматические и 2 половые) в любой клетке организма (пульпа, остеокласт, слизистая десен, гепатоцит, миокардиоцпт и т.д.). Лишь половые клетки (гаметы) содержат одинаковый набор хромосом (22 соматические и X- или У- половые). В результате деления половых клеток при их созревании (они-то и содержат генофонд, передающийся потомству) распределение генов парных хромосом в мейозе происходит случайно, поэтому каждая половая клетка может содержать хромосомы материнского и отцовского организмов в любом соотношении.
Вывод: для практической генетики важно, что по наследству передаются лишь мутации (изменения) в половых клетках. Мутации соматических клеток (например, кости, слизистой) возникают только во время онтогенеза и по наследству по передаются.
5.1.3. Понятия ген, хромосома, геном
Понятие ключевой ценности нуклеиновых кислот в биологических процессах дополнило известное определение Ф.Энгельса и позволило сказать, что жизнь — есть способ существования нуклеиновых кислот и белковых тел.
Согласно современным представлениям, хромосомы являются основными носителями наследственной информации (геном — совокупность хромосом). Как теперь хорошо известно, хромосомы представляют собой двойную спираль ДНК, уложенную в белковый «футляр».
Линейные полимеры хромосом разделены на дискретные единицы наследственной информации — гены — которых около 500 000 в геноме человека. В основе генотипического кода — последовательность азотистых оснований: аденина, цитозина, урацила, гуанина, тимина.
Аллельные гены (3 млн. пар) — равноценный участок ДНК, кодирующий одну и ту же полипептпдную цепь и располагающийся в противоположном витке ДНК.
Гены можно разделить на 2 группы: структурные, кодирующие информацию о всех белках, входящих в состав организма, и регуляторные, выполняющие роль координаторов работы структурных генов через синтез белка — регулятора активности структурного гена.
Таким образом, главное предназначение генетического материала — быть шифром для синтеза белков, определяющих обмен веществ.
Биологическая эволюция в соответствии с принципом Бауэра — процесс неуклонного накопления количества и качества информации (наследственной в современном понимании). Для сохранения этого устойчивого неравновесия система нуклеиновых кислот и соответствующих ей молекул белка, клеточных структур всех живых организмов постоянно исполняют работу против равновесия за счет АТФ, креатинфосфата. Т.о., биологические системы все более уходят от равновесия — случайного сочетания нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Полное равновесие, например температурное — означает тепловую смерть, а в случае наследственности — смерть биологическую.
Наследственный дефект генотипа будет приводить к нарушениям биосинтеза определенного белка (фенотипа), а это, в свою очередь, будет проявляться каким-то биохимическим, физиологическим или морфологическим признаками. В связи с этим Бидлом и Татумом была сформулирована гипотеза «ген-фермент-биохимический признак».
Однако, на уровне морфологических признаков однозначное соответствие «ген-признак» скорее исключение. Причина этого раскрывается в особенности расположения кодирующих и молчащих (не несущих информации) генов в ДНК.
5.1.4. «Мозаичное кодирование»
В ДНК обнаруживается чередование кодирующего гена (КГ) и молчащего гена (МГ-КГ-МГ-КГ-МГ и т.д.). Информационная ДНК, повторившая эту последовательность, подвергается сплайсингу — вырезанию молчащих генов. Остающиеся кодирующие гены соединяются между собой в различных комбинациях. Например, в опытах на животных и растительных объектах было обнаружено, что, с одной стороны, один структурный ген кодирует и вариантные, и постоянные цепи иммуноглобулинов, т. е. он может контролировать несколько признаков (так называемое явление плейотропии).
С другой стороны, один признак может находиться под контролем нескольких разных генов (биосинтез ферментов цитохрома Р-448, бутирилхолинэстеразы находится под контролем 2-х генов).
Сложное переплетение эффектов отдельных генов при формировании конечного фенотипа обеспечивает стабильность (видовые, родовые признаки) и, в то же время, адаптивность (определяющие приспособление к влияниям внешней среды). Можно сказать, что функцией генотипа является обеспечение устойчивости организма в различных условиях среды, т.е. его гомеостаза. Последний можно определить как генетический обусловленный фенотип. Иными словами, любое явление гомеостаза организма может рассматриваться как часть его фенотипа, который находится, как и фенотип в целом, под генетическим контролем.
5.1.5. Норма с точки зрения генетики
Пожалуй, самой значительной иллюстрацией генетической детерминированности гомеостаза организма может служить то, что в наследственной программе индивидуального его развития (в его генотипе) предусматривается формирование видоспецифических характеристик не в постоянных, а в изменяющихся условиях среды. Причем, организм каждого данного биологического вида реагируют на определенные условия среды, в которых протекает их здоровое развитие, вполне определенным образом в пределах некоторой наследственно обусловленной нормы, так называемой индивидуальной нормы реакций (например, на ксенобиотики, физические факторы). Наследственно определено количество зубов у человека — 32, но положение их, прикус индивидуальны у каждого.
5.1.6. Конституция с точки зрения генетики
Таким образом, при рассмотрении морфологических и функциональных признаков приходится сталкиваться не с наследованием неких стабильных и жестких по отношению к условиям среды свойств, а с передачей от родителей детям наследственных задатков, определяющих границы их нормы развития на меняющиеся условия среды. Это определение: зависимость особенностей реакции на меняющуюся среду от наследственных задатков, близко к определению фенотипа.
Фенотип и конституция — есть понятия тождественные
5.2.1. Три группы болезней
- Собственно наследственные болезни. Этиология — патологический ген, условие реализации — среда, которая вызывает лишь изменение проявлении болезни (фенилкетонурия, подагра, муковисцидоз, расщелина мягкого неба, незаращение верхней губы).
- Болезни с наследственной предрасположенностью. К ним относятся подавляющее число болезней (90%). Этиология — неблагоприятные воздействия среды. Условия реализации — наследственная предрасположенность. Примерами могут быть гипертоническая болезнь, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, злокачественные новообразования, пародонтоз. Т.е. патогенетическим фактором является наследственное снижение устойчивости гомеостаза (эндокринного, иммунного). Это видно из факта семейного накопления болезней: у здоровых лиц среди их родственников атеросклероз отмечается в 30%, у больных — уже в 72%. Сахарный диабет встречается в 3 раза чаще у детей больных им родителей.
- Болезни, в этиологии которых причина — исключительно неблагоприятное воздействие внешней среды (травма, ожог, лучевая болезнь).Врожденные заболевания (аномалии развития) — возникают при действии наследственных или ненаследственных причин, приводящих к нарушению эмбриогенеза и проявлению патологии сразу после рождения. Наследственные заболевания возникают при действии наследственных причин, и приводят к проявлению болезни в любом периоде онтогенеза.
5.2.2. Понятие о мутациях, их виды, биологическая роль Отдельные клетки и построенные из них организмы отличаются большой стабильностью формы и состава внутренней среды, т.е. то, что мы называем гомеостазом. Поддержание стабильности тканей осуществляется за счет ферментативных процессов метаболизма, каждая ступень которого контролируется генетически через механизм биосинтеза белка.Другим фундаментом живого является способность к размножению, к идентичности самовоспроизведения через воспроизведение хромосомного набора. Программа такого воспроизведения также заключается в генотипе. Вместе с тем, изменения генотипа — основа развития эволюции.Виды мутаций легче всего запомнить в соответствии с уровнем организации генетического материала (ген -хромосома — геном). Все мутации приводят через нарушение биосинтеза белка к нарушению физиологических или морфологических признаков фенотипа (болезни).
- Генные мутации — изменение структуры или последовательности расположения в ДНК отдельных генов. Фенотипически изменяется состав аминокислот в белках, кодируемых геном. Летальные мутации генов ведут к искажению аминокислотного состава принципиально важных участков белка, серьезным нарушениям функций. Часто проявляются во время внутреннего развития и могут быть причиной спонтанных абортов, мертворождения. Таким образом, действует механизм естественного отбора у человека на стадии эмбриогенеза.
- Хромосомные мутации — изменение структуры хромосом (утрата или удлинение их участков). Изменения фенотипа проявляются также через изменение состава белков. Около 40% спонтанных абортов обусловлены хромосомными мутациями.
- Геномные мутации — изменение числа хромосом (недостаток или избыток хромосом).
Причины мутаций Спонтанные мутации возникают самопроизвольно в любых генах при считывании информации с ДНК во время митозов. Индуцированные мутации вызываются действием: а) физических факторов (ионизирующие излучения), б) химических факторов (ксенобиотики), в) биологических факторов (вирусы, бактерии). Появляется возможность создания не просто индуцированных мутаций, но и наведенных, когда направленно осуществляется замещение гена — «генная инженерия».
