Экогенетические заболевания

Собственно наследственные болезни

Причина: мутации (генные, хромосомные, геномные).

Примеры: моногенные (фенилкетонурия, гемофилии А и В, мукополисахаридозы, галактоземия, гемоглобинопатии) и хромосомные болезни (синдром Дауна, синдромы Шерешевского-Тернера, Кляйнфельтера, трисомии X).

Термин «мутация» применяют в двух значениях - расширительном и узком. В расширительном значении термин «мутация» относят ко всему генетическому материалу (пара нуклеотидов, ген, цистрон, аллели, хромосомы, ядерный и митохондриальный геном). В узком значении термин «мутация» соотносят с изменениями на уровне гена (в этом случае изменения хромосом обозначают термином «аберрация»).

Проявление патологического действия мутации как этиологического фактора практически не зависит от факторов внешней среды. Последняя может только модифицировать клиническое течение болезни: выраженность симптомов и тяжесть. Болезнь может проявляться в любом возрасте, не обязательно в детском, в соответствии с временными закономерностями генной экспрессии.

Эта группа наследственных болезней возникает при действии на организм только определённого (специфического) фактора среды.

Причина: генные мутации.

Необходимое условие: действие на организм специфического фактора внешней среды.

Примеры: анемия у индивидов, гетерозиготных по Hb S, при снижении р0₂ во вдыхаемом воздухе; постанестетическое апноэ под влиянием суксаметония из группы деполяризующих миорелаксантов периферического действия; гемолиз эритроцитов при приёме сульфаниламидов (при дефекте глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы).

Благодаря большому объему человеческого генома и менее интенсивному воздействию естественного отбора, в генофонде человечества накоплено огромное количество аллелей разнообразных генов, в том числе, имеющих прямое отношение к патологии человека. У человека как социального существа естественный отбор протекал своеобразно, и зачастую сохранялось то, что "отметалось" у животных, и, наоборот, терялось то, что нужно животным. Человек заплатил за свою разумность накоплением патологических мутаций. По оценке многих авторов, каждый индивид несет 2-3 новые вредные мутации, которые могут давать летальный эффект или подхватываться отбором, увеличивая разнооб­разие человеческих популяций.

Таким образом, наследственная патология - часть наследственной изменчивости, накопившейся за время эволюции человека.

Причинами наследственных болезней являются так называемые мутагены.

Мутагены классифицируют:

- по происхождению: 1) экзогенные (большинство) и 2) эндогенные;

- по природе: 1) физические, 2) химические (большинство), 3) биологические

К физическим мутагенным факторам относятся различные виды излучений, температура, влажность и др. К экзогенным физическим мутагенам относятся все виды ионизирующей радиации (альфа, бета, гамма, рентгеновские лучи, нейтроны). К эндогенным физическим мутагенам (точнее сказать, условно эндогенным) относится ионизирующая радиация, из-за наличия в тканях организма радиоактивных изотопов (Ро, К 40, С 14, родона и т.д.). Основные механизмы их действия: 1) нарушение структуры генов и хромосом; 2) образование свободных радикалов, которые вступают в химическое взаимодействие с ДНК; 3) разрывы нитей ахроматинового веретена деления; 4) образование димеров.

К химическим мутагенам относятся: а) природные органические и неорганические вещества (нитриты, нитраты, алкалоиды, гормоны, ферменты и др.); б) продукты промышленной переработки природных соединений - угля, нефти) синтетические вещества, ранее не встречавшиеся в природе (пестициды, инсектициды, пищевые консерванты, лекарственные вещества); г) некоторые метаболиты организма человека. Химические мутагены обладают большой проникающей способностью, вызывают преимущественно генные мутации и действуют в период репликации ДНК. К экзогенным химическим веществам относятся промышленные соединения (формальдегид, ацетальдегид, уретан, эпоксиды, бензол, хлоропрен и т.д.); пестициды (гербициды, фунгициды, инсектициды); лекарственные вещества (цитостатики, акрихин, ртутные соединения, мышьяк, кофеин и т. д.). К эндогенным химическим соединениям относят: метаболиты (перекись водорода, липидные перекиси); свободные радикалы (оксигенные, гидроксильные, липидные и др.). Механизмы их действия: 1) дезаминирование; 2) алкилирование; 3) замены азотистых оснований их аналогами; 4) ингибиция синтеза предшественников нуклеиновых кислот.

К биологическим мутагенам относятся: а) вирусы (краснухи, кори, гриппа); б) невирусные паразитарные агенты (микоплазмы, бактерии, риккетсии, простейшие, гельминты). Механизмы их действия: 1) вирусы встраивают свою ДНК в ДНК клеток хозяина; 2) продукты жизнедеятельности паразитов - возбудителей болезней – действуют как химические мутагены.

Классификация мутаций

1. По причинам, вызвавшим мутации, их подразделяют на спонтанные и индуцированные. Спонтанные (самопроизвольные, естественные) мутации возникают под действием нормальных естественных мутагенных факторов внешней или внутренней среды без специального (целенаправленного) вмешательства человека – например, в результате действия химических веществ, образующихся в процессе метаболизма; воздействия естественного фона радиации или УФ-излучения; ошибок репликации и т.д. Индуцированные мутации - результат направленного воздействия определенных мутагенных факторов. Индуцированный мутационный процесс может быть контролируемым и неконтролируемым. Неконтролируемые мутации возникают, например, при случайном выбросе радиоактивных элементов в среду обитания. Контролируемые мутации – в эксперименте с целью изучения механизмов мутагенеза и/или его последствий. Так, впервые в 1925 году Г.А. Надсон и Г.С. Филиппов получили мутации у дрожжей под действием ионизирующей радиации.

2. По мутировавшим клеткам мутации подразделяются на генеративные и соматические. Генеративные мутации происходят в половых клетках, передаются по наследству при половом размножении и, как правило, обнаруживаются во всех клетках организма. Любые мутационные изменения в наследственном материале гамет становятся достоянием следующего поколения, если такие гаметы участвуют в оплодотворении. Соматические мутации происходят в соматических клетках, проявляются у самой особи, передаются по наследству только при вегетативном размножении (дочерним клеткам) и не наследуются следующим поколением индивида. Если соматическая мутация возникает на ранних стадиях дробления зиготы (но не первого деления), возникают клеточные линии с различными генотипами. Чем раньше в онтогенезе происходит соматическая мутация, тем больше клеток содержит данную мутацию. Подобные организмы получили название мозаичных.

3. По исходу для организма мутации бывают: отрицательные (неблагоприятные) — летальные (несовместимые с жизнью) и полулетальные (снижающие жизнеспособность организма); нейтральные – существенно не влияющие на процессы жизнедеятельности их носителей – возникают реже (например, мутации, вызывающие веснушки, изменение цвета волос, радужной оболочки глаза); положительные – оказывающие благоприятное действие, повышающие жизнеспособность организма (например, тёмная окраска кожных покровов у жителей африканского континента). Последние возникают крайне редко, но имеют большое значение для прогрессивной эволюции.

4. По виду изменений генетического материала мутации подразделяют на: а) генные (точечные) – любые изменения молекулярной структуры ДНК – последовательности или состава нуклеотидов в гене, микроскопически не выявляются; подразделяются на изменения структурных и функциональных генов; б) хромосомные (аберрации) – изменяются структура и число хромосом, выявляются микроскопически. Особым вариантом хромосомных мутаций являются геномные мутации, характеризующиеся изменением не структуры, а числа хромосом. Это - полиплоидия, гаплоидия и анеуплоидия.

Дата добавления: 2015-05-09