Родословная для аутосомно рецессивного. Рецессивный тип наследования. Как наследуются рецессивные заболевания

К полигенным болезням относятся расщелина губы (изолированная или с расщелиной неба), изолированная расщелина неба, врожденный вывих бедра, стеноз привратника, дефекты нервной трубки (анэнцефалия, позвоночная расщелина), врожденные пороки сердца. 3. Генетический риск полигенных болезней в большой степени зависит от семейной предрасположенности и от тяжести заболевания у родителей. 4. Генетический риск значительно снижается с уменьшением степени родства. 5. Генетический риск полигенных болезней оценивают с помощью таблиц эмпирического риска. Определить прогноз нередко бывает сложно. В. Не так давно благодаря достижениям молекулярной генетики были изучены другие типы наследования, отличные от моногенного и полигенного. 1. Мозаицизм - наличие в организме двух или более клонов клеток с разными хромосомными наборами. Такие клетки образуются в результате хромосомных мутаций.

Тип наследования аутосомно-доминантный. типы наследования признаков у человека

Х-сцепленные рецессивные заболевания Одной из самых частых и тяжелых форм наследственных забо­леваний с Х-сцепленным наследованием является псевдогипер­трофическая мышечная дистрофия Дюшенна, относящаяся к груп­пе нервно-мышечных заболеваний. Впервые она была описана в 1868 г. Частота ее составляет 1:3000 -5000 мальчиков. Заболевание обусловлено нарушением синтеза белка дистро-фина, ген которого локализован в коротком плече Х-хромосомы.
Основная симптоматика заболевания - прогрессирующее нара­стание дистрофических изменений мышц с постепенным обездви­живанием больного. У детей до трехлетнего возраста диагностиро­вать заболевание достаточно сложно. Известно, что эти дети не­сколько отстают в моторном развитии на первом году жизни, поз­же, чем в норме, начинают сидеть, ходить.

Классическая картина заболевания проявляется у детей 3 - 5 лет.

Аутосомно-доминантный тип наследования

IX. 1). При­мером может служить ахондроплазия - тяжелое поражение скеле­та с выраженным укорочением конечностей и увеличенным раз­мером головы (псевдогидроцефалия). При этом у 80 % больных за­болевание регистрируется как спорадический случай, являющий­ся следствием мутации, возникшей в зародышевых клетках одного из родителей. Очень важно идентифицировать подобные случаи (новой мутации), так как риск рождения следующего больного ребенка в данной семье не превышает популяционный.
В целом основными признаками, позволяющими заподозрить аутосомно-доминантный тип наследования заболевания, являют­ся следующие: 1) заболевание проявляется в каждом поколении без пропус­ков.

Аутосомно-рецессивный тип наследования

Внимание

Чаще всего патологии передает тип наследования аутосомно-доминантный. Это моногенное наследование одного из признаков. Помимо этого, болезни могут передаваться детям аутосомно-рецессивным и аутосомно-доминантным типом наследования, а также по митохондриальному признаку. Типы наследования Моногенное наследование гена может быть рецессивным и доминантным, митохондриальным, аутосомным или сцепленным с половыми хромосомами.

При скрещивании может получиться потомство с самыми разными типами признаков:

• аутосомно-рецессивными;
• аутосомно-доминантными;
• митохондриальными;
• Х-доминантное сцепление;
• Х-рецессивное сцепление;
• У-сцепление.

Разные типы наследования признаков — аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный и другие, способны передавать разным поколениям мутантные гены.

Аутосомно-рецессивный тип наследования заболевания

Инфо

Так, новыми мутациями обусловлено 80-90% всех случаев ахондроплазии, 30-50% случаев нейрофиброматоза-1. Исключением из этого правила являются болезни с поздним началом, когда к началу болезни деторождение уже закончено. Для родителей ребенка с новой мутацией, возникшей в половой клетке одного из них, повторный риск рождения больного ребенка не превышает популяционный, а для самого ребенка равен 50% .

Вероятность возникновения доминантной мутации в половой клетке у пожилых отцов выше, чем у молодых. Для распознавания аутосомно-доминантного типа наследования наиболее важными являются следующие признаки: . признак (болезнь) проявляется в каждом поколении без пропусков (вертикальный тип наследования), исключая случаи неполной пенетрантности (проявляемости) гена; .
При низком уровне пенентрантности мутантный ген может проявляться не в каждом поколении. Чаще всего тип наследования аутосомно-доминантный передает заболевания из поколения в поколение. При этом виде наследования у больного ребенка один из родителей болеет тем же заболеванием.

Однако, если в семье болеет только один родитель, а второй имеет здоровые гены, то дети могут и не получить по наследству мутантный ген. Пример наследования по аутосомно-доминантному типу Тип наследования аутосомно-доминантный может передавать более 500 разных патологий, среди них: синдром Марфана, Элерса-Данло, дистрофия, болезнь Реклингхайзена, Гентингтона. При изучении родословной можно проследить аутосомно-доминантный тип наследования.

Примеры этому могут быть разные, но самый яркий – это болезнь Гентингтона. Она характеризуется патологическими изменениями нервных клеток в структурах переднего мозга.

Аутосомно доминантный и аутосомно рецессивный тип наследования

Все характерные признаки нашего организма проявляются под действием генов. Иногда за это отвечает только один ген, но чаще всего бывает, что сразу несколько единиц наследственности несут ответственность за проявление того или иного признака. Уже научно доказано, что для человека проявление таких признаков, как цвет кожи, волос, глаз, степень умственного развития, зависит от деятельности сразу множества генов.
Это наследование совсем не в точности подчиняется законам Менделя, а выходит далеко за его рамки. Изучение генетики человека не только интересно, но и важно с точки зрения понимания наследования различных наследственных заболеваний. Сейчас уже достаточно актуальным становится обращение молодых пар в генетические консультации, чтобы, проанализировав родословную каждого супруга, можно было бы с уверенностью утверждать, что ребенок родится здоровым.

Введение

Важно

Заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования клинически выражено только в случае, когда обе аутосомы являются дефектными по данному гену. Распространённость болезней, наследуемых по аутосомно-рецессивному типу, зависит от частоты встречаемости рецессивного аллеля в популяции. Наиболее часто рецессивные наследственные болезни встречаются в изолированных этнических группах, а также среди населения с высоким процентом близкородственных браков.

• Медицинская генетика

1. Тарантул В.З.

Толковый биотехнологический словарь. Русско-английский. - М.: Языки славянских культур, 2009. - 936 с. - ISBN 978-5-9551-0342-6.

1 2 Медицинская генетика. Аутосомно-рецессивный тип наследования.medichelp.ru. Проверено 22 января 2015.

1 2 Асанов А. Ю.. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей, 2003.med-books.info.

Типы наследования болезней

По аутосомно-рецессивному типу наследуется абсолютное большинство наследственных заболеваний обмена ве­ществ (ферментопатий). Наиболее частыми и значимыми в клини­ческом отношении являются такие болезни с аутосомно-рецес­сивным типом наследования, как муковисцидоз (кистофиброз поджелудочной железы), фенилкетонурия, адреногенитальный синдром, многие формы нарушения слуха или зрения, болезни накопления. На сегодняшний день известно более 1600 аутосомно-рецес-сивных заболеваний. Основные методы их предупреждения - медико-генетическое консультирование семей и дородовая диаг­ностика (в случае заболеваний, для которых разработаны методы внутриутробной диагностики). Аутосомно-рецессивные болезни формируют значительную часть сегрегационного генетического груза за счет высокой частоты патологического аллеля в популя­ции.

Аутосомно-доминантный и аутосомно-рецессивный тип наследования

Наиболее часто в клинической практике встречаются следующие моногенные заболевания с аутосомно-до­минантным типом наследования: семейная гиперхолестеринемия, гемохроматоз, синдром Марфана, нейрофиброматоз 1 -го типа (бо­лезнь Реклингхаузена), синдром Элерса-Данло, миотоническая дистрофия, ахондроплазия, несовершенный остеогенез и другие. На рис. IX.6 изображена родословная, характерная для аутосом-но-доминантного типа наследования. п Типичным римером ауто-сомно-доминантного заболевания является синдром Марфана - генерализованное поражение соединительной ткани. Больные с син­дромом Марфана высокого роста, у них длинные конечности и пальцы, характерные изменения скелета в виде сколиоза, кифоза, искривления конечностей. Часто поражается сердце, характерным признаком является подвывих хрусталика глаза. Интеллект таких больных обычно сохранен.

В древности знахари и колдуны использовали магические обряды для того, чтобы выяснить причину заболевания и устранить ее. В некоторых случаях такой подход себя оправдывал. Однако время от времени попадались необъяснимые, казалось бы, случаи появления неожиданных уродств или отклонений в развитии. Вплоть до 20 века они оставались непонятными и пугающими. Но прогресс не стоит на месте. Постепенно медики накапливали опыт, а биология и химия соединялись воедино для лучшего понимания функционирования организма. В результате опытов было установлено, что существуют определенные механизмы передачи наследственной информации от родителей потомкам. Дальнейшие исследования привели к открытию структуры ДНК, которая формируется из отдельных нуклеотидов, ее базовых элементов. Они располагаются в определенной последовательности и кодируют всю информацию, необходимую для правильного развития и функционирования организма. Подобно тому, как поставленные рядом буквы соединяются в слова, расположенные по соседству нуклеотиды могут кодировать отдельное вещество, например, структурный белок. А поскольку человек устроен очень сложно, число генов просто огромно. Однако молекулы ДНК не просто так плавают в клетке. Наследственный материал объединяется в более крупные единицы, которые были названы хромосомами. В норме каждая клетка тела содержит в точности 23 хромосомных пары, при этом наследственный материал внутри пары продублирован. Отличие есть только в последней паре, которая отвечает за определение пола и потому носит название половых хромосом. Более крупный вариант считается женским и носит название X-хромосомы, в то время как меньший по размеру именуется Y-хромосомой. Если в организме имеется Y-хромосома, то он развивается по мужскому пути. В противном случае «по умолчанию» запускается процесс формирования женского тела. Впрочем, далеко не всегда процесс передачи генетического материала происходит в точности так, как это должно осуществляться. Дело в том, что время от времени могут возникать различные мутации в генах. При этом функция гена нарушается, что может вызывать развитие болезни. Ведь баланс производства белков, которым кодируются последовательности нуклеотидов, складывался в течение длительного процесса эволюции, и зависит от всех своих компонентов. Изменение может оказаться незначительным и лишь слегка изменить фенотип организма, а может привести к развитию патологических повреждений органов. Если изменение генетического материала приводит к возникновению нарушения, то его называют генетическим заболеванием. Кроме того, имеется класс хромосомных болезней. В этом случае повреждение наследственной информации происходит на уровне хромосом. Причиной может стать нарушение нормального хода клеточного деления. Обычно каждая из дочерних клеток получает свою копию хромосом. Однако в некоторых случаях они не могут полноценно разойтись, поэтому возникают различные аномалии. В частности, участок хромосомы может переместиться на новое место – подобное изменение называется транслокацией. Если при этом не был утрачен генетический материал (к примеру, хромосомы обменялись своими частями), то говорят о сбалансированной транслокации. Нарушения генетического материала могут передаваться от родителей детям. Поскольку каждый ребенок получает часть генов от отца, а часть от матери, иногда при этом получается сочетание, вызывающее болезни. Изучение способа наследования по этой причине является одним из важных этапом исследования болезни.

Аутосомы и половые хромосомы

Поскольку имеется специальная пара хромосом, отвечающих за вопрос определения пола, ее обычно рассматривают отдельно. Все остальные пары называются аутосомами. Они имеются в одинаковом количестве (22 пары) у любой особи биологического вида. Аутосомы отличаются по размеру, что позволяет для определенности нумеровать их. При этом минимальный номер говорит о наибольшем размере. Такое именование позволяет точно указывать положение конкретного гена, поскольку они располагаются всегда в одной и той же хромосоме. Большее количество аутосом по сравнению с половыми хромосомами обуславливает большую распространенность связанных с ними генетических нарушений. Из наиболее часто встречающихся 94 хромосомных болезней значительная часть (77 штук) является следствием аутосомных мутаций.

Доминантные и рецессивные мутации

Характер наследования заболевания сильно зависит от того, каким образом проявляется мутация. В норме каждый ген имеется в хромосоме в двух копиях. И если мутация возникает в одной из них, вторая может остаться неповрежденной. Влияние на организм зависит от того, окажется ли возможностей здорового гена достаточно для полноценного выполнения своих обязанностей. В некоторых случаях мутантный ген инактивирует здоровый вариант, нарушая тем самым сложившийся баланс биохимических превращений в организме. Наличие даже одной копии такого гена приводит к его доминированию – то есть мутация является доминантной. Обратная ситуация складывается в том случае, когда здоровая копия гена может нормально выполнять свои функции даже будучи в единственном экземпляре. При этом возможно слабое проявление некоторых изменений, однако к критическому дисбалансу они обычно не приводят. Подобный эффект характерен для рецессивных мутаций. Чтобы они проявились, требуется обязательное отсутствие нормальной копии. Иными словами, организм должен быть гомозиготен по этому гену – обладать двумя экземплярами с одинаковым нарушением.

Что такое аутосомно-рецессивные заболевания?

Если мутация произошла в аутосоме и при этом имеет рецессивный характер, то она может стать причиной аутосомно-рецессивного заболевания. Обязательным условием для развития патологии является полная замена здоровых версий гена на мутантные. В результате изначальная экспрессия гена прекращается полностью любо частично. Чтобы сложилась подобная ситуация, ребенок должен получить по одной копии рецессивного мутантного гена от каждого из родителей. При этом у матери и отца может не наблюдаться признаков заболевания, если они являются гетерозиготными носителями мутации. Поэтому у здоровой пары может родиться больной ребенок.

Как происходит наследование аутосомно-рецессивных заболеваний?

Чтобы определить вероятность появления патологии у детей, необходимо рассмотреть различные случаи. Предположим, что в паре оба родителя имеют как здоровый, так и мутантный ген. Тогда по законам наследования существует 4 возможных варианта сочетаний: два здоровых гена (1 вариант), по одному здоровому и по одному мутантному гену (2 варианта – от отца и от матери), два мутантных гена (1 вариант). Только в последнем случае рецессивный ген будет оказывать воздействие на организм. Поэтому вероятность того, что у ребенка проявится наследственное заболевание аутосомно-рецессивного характера, равна 25%. С вероятностью 50% произойдет передача носительства, то есть риск дальнейшей передачи заболевания по наследству останется. И в 25 процентах случаев ребенок будет полностью здоров, в его генетическом материале не будет мутации. Ситуации, когда один из родителей сам страдает от заболевания, достаточно редки. Дело в том, что в основной своей массе такие больные из-за тяжелых нарушений в деятельности организма не способны стать родителями. Если же это все-таки происходит, то ребенок гарантированно получает одну копию мутантного гена и станет носителем. Вероятность заболевания при этом определяется генетическим материалом второго супруга. Если у него нет мутации, ребенок будет здоров. Если мутация имеется в гетерозиготном виде, то с равной вероятностью плоду будет передана здоровая или мутантная версия. Соответственно, риск заболевания составляет 50%.В некоторых случаях оба родителя имеют одинаковое рецессивное заболевание. В такой ситуации все их дети будут получать мутантные гены и от отца, и от матери. А это значит, что каждый ребенок тоже будет болен. Наконец, необходимо рассмотреть случай, когда у одного из родителей точно нет генетической аномалии. В таком случае он (или она) передает ребенку копию нормального гена. Соответственно, дети будут здоровы и могут унаследовать мутантную рецессивную копию только от второго родителя. Максимум, что им грозит в таком случае – носительство. Стоит отметить, что частота появления заболевания не зависит от пола малыша. Девочки и мальчики с одинаковой вероятностью могут унаследовать мутантный ген. В некоторых случаях в семье может родиться несколько детей с заболеванием. Подобное «горизонтальное» распространение болезни является косвенным подтверждением рецессивного наследования. Исследования родословных больных, у которых проявилось аутосомно-рецессивное заболевание, часто указывает на существование родства между родителями. Примерно в 60% от общего числа случаев можно проследить родственные связи либо обнаружить указания на проживание в одном районе или селе (указывает на возможное родство предков). Кроме того, чем реже встречается мутация в популяции, тем больше вероятность, что родители больного ребенка являются достаточно близкими родственниками. Существенным отличием от болезней с доминантным характером наследования является вероятность повторного появления заболевания в семье. Если у здоровых родителей рождается ребенок с аутосомно-доминантной патологией, то это указывает на спорадическую мутацию. Соответственно, шансы на то, что и другой ребенок будет ее иметь, крайне невелики. В аналогичной ситуации для аутосомно-рецессивного заболевания вероятность болезни для каждого последующего зачатия (при условии гетерозиготности родителей) остаются равны 25%.

Общие сведения

Общее число аутосомно-рецессивных заболеваний превышает 1600. Одним из обязательных условий проявления заболевания является отсутствие нормального гена. Соответственно, в генотипе должно присутствовать два мутантных гена. При этом мутации в них могут отличаться по характеру, если в обоих случаях нарушается экспрессия гена. В некоторых случаях заболевание возникает из-за сочетания двух различных рецессивных генов, отвечающих за один и тот же признак. В таком случае наблюдается двойная гетерозиготность по рецессивным версиям гена. В природе летальные рецессивные мутации встречаются редко. Большая часть аутосомно-рецессивных заболеваний развивается из-за нарушений в выработке ферментов. Кроме того, причиной может стать дефект структурного белка. Поэтому многие врожденные болезни, связанные с нарушением обмена веществ, относятся именно к этой категории. В некоторых случаях возникновение болезни с рецессивным характером у ребенка, чьи родители не болеют, является следствием новой мутации. Проверить, так ли это на самом деле, можно только при помощи генетической диагностики отца и матери. До проведения молекулярно-генетического исследования считается, что оба родителя имеют гетерозиготный генотип по этому гену, то есть являются носителями заболевания. Рецессивные заболевания характеризуются полной пенетрантностью, то есть при наличии двух мутантных копий всегда возникает отличие в фенотипе. При этом признаки заболевания обычно проявляются сильно. Поэтому для аутосомно-рецессивных заболеваний наблюдается меньший фенотипический полиморфизм. В целом аутосомно-рецессивные заболевания проявляются более однородно по сравнению с болезнями доминантного характера. Для них также бывает возможной более ранняя диагностика. В то же время ряд болезней проявляется лишь во взрослом состоянии. К ним относятся различные гемоглобинопатии, гемохроматоз, недостаточность альфа1-антитрипсина и другие заболевания. Относительно небольшая вероятность рождения больного ребенка у здоровых родителей (с гетерозиготным геном) приводит к тому, что в небольших семьях такие заболевания встречаются реже. В семьях с двумя детьми, к примеру, теория вероятности дает 9 шансов из 16 в пользу отсутствия больных детей. Шансы, что один из двух малышей будет здоров, составляют 6 к 16, и только в одном случае из 16 оба ребенка получат гомозиготный набор мутантных генов. Тенденция к снижению числа детей затрудняет определение аутосомно-рецессивных болезней на основе фенотипических признаков. В результате врачи не всегда могут указать на наследственный характер заболевания. Добиться повышения точности постановки диагноза можно при помощи молекулярно-генетической проверки, поскольку в этом случае не требуется обязательное наличие признаков у других членов семьи. Правильное определение причины заболевания очень сильно влияет на успех терапии. Поэтому для многих болезней уже созданы или разрабатываются специальные пробы на носительство мутантного гена. Также активно развиваются методы пренатальной диагностики, позволяющие еще до рождения определить состояние здоровья ребенка.

Муковисцидоз

Одним из наиболее распространенных аутосомно-рецессивных заболеваний является муковисцидоз или кистозный фиброз. Для него характерно поражение желез, отвечающих за внешнюю секрецию. Кроме того, отмечаются сопутствующие нарушения в дыхательной системе и желудочно-кишечном тракте. Причиной этого заболевания является рецессивный ген, располагающийся в 7 хромосоме. По статистике муковисцидозом болеет примерно 1 ребенок из 2000-2500 новорожденных. В то же время гетерозиготными по данному признаку является около 2-5 процентов населения. Болезнь может вызываться разнообразными нарушениями в гене. На сегодняшний день установлена ее связь с примерно 1000 различных мутаций. В результате изменения генетического материала нарушается структура кодируемого белка и его функция. Это приводит к тому, что железы внешней секреции начинают выделять более густой секрет с другими физико-химическими показателями. При этом изменения в строении желез, дыхательной системы и органов пищеварения начинаются уже на этапе внутриутробного развития. С течением времени отклонения накапливаются, что усиливает проявление симптомов. Из-за повышения вязкости секрета возникают застои, вызывающие расширение выводных протоков, атрофию железистой ткани, приводящие к прогрессирующему фиброзу. При этом ферментная активность в кишечнике снижена. В легких изменения напоминают хронические бронхиты, поскольку в просветах бронхов скапливается слизь и гной. Дополнительно ситуация осложняется попаданием в органы дыхания бактериальных инфекций, таких как золотистый стафилококк. Печень подвергается очаговой или диффузной форме дистрофии клеток, возможны желчные стазы и цирроз. Поскольку заболевание может вызываться различными причинами, степень проявления отдельных симптомов также меняется. В связи с этим принято выделять преимущественно легочную и преимущественно кишечную форму, смешанный вариант (повреждаются и ЖКТ, и органы дыхания), мекониевую непроходимость кишечника, а также стертые и атипичные формы (в том числе с развитием цирроза). Легочная форма (также известна как респираторная) начинается с вялости, бледности и незначительной прибавки массы ребенка при нормальном аппетите. Иногда сопровождается покашливанием с отделением мокроты, с переходом в гнойно-слизистую форму. Из-за вязкого секрета начинает развиваться мукостаз, закупориваются мелкие бронхи, поэтому развивается также эмфизема. Итогом становится двусторонняя пневмония, переходящая в хроническую форму. Также развивается сердечная и легочная недостаточность. Одновременно формируется типичная деформация фаланг пальцев, которые начинают напоминать барабанные палочки, и грудины («клиновидная»). Постепенно падает аппетит, уменьшается двигательная активность, начинается потеря массы. В редких случаях отмечаются пневмоторакс и легочное кровотечение. Если болезнь развивается во взрослом возрасте, вместо пневмонии медленно прогрессирует бронхит. Постепенное накопление изменений приводит к поражению носоглотки: развиваются синуситы, полипы носа, тонзиллит (хроническая форма). В легких при помощи рентгенологической проверки выявляются многочисленные нарушения. Наличие в мокроте бактерий является негативным признаком. При кишечной форме развивается нарушение секреторной деятельности ЖКТ. Особенно сильно это проявляется в период, когда ребенок переводится на прикорм или искусственное вскармливание, поскольку белки, жиры и углеводы не могут быть расщеплены и впитаны. Вместо нормальной работы кишечника отмечаются гнилостные процессы с выделением газов, вызывающие вздутия. Стул частый, с превышением нормы каловой массы в разы. Часто отмечается сухость во рту. С течением времени аппетит падает, снижается тонус мышц. Фиксируются различные боли в животе. В результате у больного может развиться язвенный процесс. В дополнение к нему возможен пиелонефрит, сахарный диабет в латентной форме. Дисбаланс в работе кишечника приводит к увеличению печени из-за холестаза. При смешанной форме симптомы легочного и кишечного вариантов совмещаются, что делает ее самым тяжелым случаем. При мекониевой непроходимости, которая фиксируется примерно у 30-40 процентах больных в первые дни жизни, в петлях тонкого кишечника скапливается плотный меконий. Нормального выделения на первые-вторые сутки после родов не происходит, живот вздувается, отмечается беспокойство. Спустя сутки или двое состояние ухудшается, становится заметна бледность кожи. При обследовании фиксируется тахикардия, одышка. Аналогичная картина может наблюдаться и при течении болезни у взрослых. Постепенное накопление отклонений приводит к тому, что бронхолегочная система перестает справляться со своими функциями. Обычно заболевание заканчивается кардио-респираторной недостаточностью, приводящей к смерти. Согласно статистике, порядка 50-60% заболевших взрослых умирают, причем болезнь в некоторых случаях растягивается на десятилетия. Смертность среди детей выше. Чем позднее диагностировано заболевание, тем менее благоприятен прогноз для пациента. Из выявленных случаев более двух третей фиксируются в первые два года жизни. При этом результаты исследований указывают, что выявляется лишь порядка 1 процента от общего числа заболеваний. Лечение заболевания предусматривает лишь коррекцию возникающих симптомов. При этом особое внимание уделяется питанию, поскольку организм не может полноценно усваивать необходимые вещества. Для компенсации больших потерь солей из-за активного выделения пота необходимо подсаливать пищу и предоставлять достаточное количество питья. Коррекция недостаточного выделения ферментов производится при помощи специальных препаратов, содержащих панкреатин. Уход за таким больным всегда тяжелым бременем ложится на плечи его родственников.

Важность генетической диагностики в вопросах определения аутосомно-рецессивных заболеваний

Пример муковисцидоза наглядно показывает, насколько тяжелым может быть течение заболевания, обусловленного аномалиями в генетическом материале. Вместе с тем своевременное диагностирование позволяет быстро начинать лечение. В таком случае у больных появляется шанс на относительное облегчение симптомов болезни. По статистическим данным, средняя продолжительность жизни после обнаружения симптомов муковисцидоза может различаться. В России этот показатель составляет в среднем 22-29 лет. В то же время в развитых странах Европы не редки случаи, когда люди с таким диагнозом проживают более 40 лет. Этот же показатель в США и Канаде доходит до 48 лет. В чем же отличие? Принципиальная разница заключается в моменте обнаружения заболевания и в выборе верного способа терапии. Если не выявлены истинные причины болезни, если врач не знает особенностей пациента, скорее всего, прогноз будет крайне неблагоприятный. В то же время установление точного диагноза осложняется различными формами заболеваний. Повысить точность определения болезни помогут молекулярно-генетические методы тестирования. Они позволяют не просто получить данные о состоянии здоровья пациента, но обратиться к началу начал – наследственному материалу. Кроме того, точность подобного метода достаточно велика. Дополнительно пациент может узнать, насколько велик риск передачи заболевания детям.

Возможные варианты тестирования

Для всех, желающих пройти процедуру генетического диагностирования, доступны несколько вариантов. Выбирать нужно наиболее подходящий в каждом конкретном случае. К примеру, для анализа наследственного материала взрослого человека оптимальным вариантом будет проверка пробы крови. При помощи ПЦР взятый материал подготавливается к анализу. После этого производится диагностика на наличие конкретных мутаций или общее исследование генотипа. В зависимости от объема информации, который потребуется обработать, время выполнения тестирования может отличаться. Нередки случаи, когда ответ приходит через несколько недель. Методы пренатальной диагностики позволяют выполнить проверку плода на наличие различных генетических аномалий. При этом существуют инвазивные и неинвазивные способы. К первым относится амниоцентез и биопсия ворсинок хориона. При амниоцентезе основным материалом для исследования служат околоплодные воды. Достаточно небольшого количества хватает для выделения генной информации о зародыше. Биопсия ворсинок хориона также не требует большого объема материала. Однако оба этих варианта предусматривают проникновение в святая святых – утробу матери. Альтернативный подход обеспечивается неинвазивными методами. В частности, свободные ДНК плода могут быть получены из материнской крови. В этом случае не требуется повреждать плодные оболочки, соответственно, не увеличивается риск преждевременного прерывания беременности. Методы генетического тестирования имеют свои плюсы и минусы. К отрицательным сторонам обычно относят достаточно высокую стоимость. В то же время генетическая диагностика обеспечивает высокую точность результата. Кроме того, данные о состоянии здоровья могут быть получены задолго до того, как проблема проявится. В некоторых случаях своевременная профилактика позволяет полностью нивелировать или свести к минимуму негативные проявления болезни. Особенно важным является генетическое исследование для тех, кто беспокоится о судьбе следующего поколения. При помощи диагностики и анализа родословной генетический консультант может рассчитать вероятность возникновения патологий у детей. Если есть подозрение на наличие у одного из родителей (или у обоих) передающейся по наследству генетической аномалии, то подобная проверка позволит разобраться в ситуации. Также следует правильно относиться к результатам теста. Прежде всего, стоит отметить, что ложноположительные и ложноотрицательные результаты не исключены. Просто их вероятность намного ниже, чем при других методах исследования. Кроме того, даже если по результатам теста обнаружена генетическая аномалия, это не является указанием на то, что само заболевание разовьется. Подробно разобраться со всеми нюансами этого сложного процесса поможет специалист по генетическому консультированию. Он не только обладает необходимыми для этого познаниями в генетике, но и владеет достоверной статистической информацией по различным аномалиям

Аутосомно-рецессивные заболевания проявляются только при гомозиготном носительстве мутантных аллелей. При этом происходит частичная или полная инактивация функции мутантного гена. Одну из мутаций больной ребенок наследует от матери, другую – от отца. В общем случае родители больного, будучи сами здоровы, являются гетерозиготными носителями мутации. Вероятность рождения больного ребенка в такой семье в соответствии с законом Менделя составляет 25%. Девочки и мальчики болеют с одинаковой частотой, при этом рождение больного ребенка совершенно не зависит от возраста родителей, очередности беременности и родов. Часто в одной семье может наблюдаться несколько больных сибсов.

При многих формах аутосомно-рецессивных заболеваний больные в силу тяжести своего состояния не оставляют потомства. Чаще всего больные дети рождаются в браке здоровых родителей, каждый из которых несет мутацию в гетерозиготном состоянии. Таким образом, при анализе родословной прослеживается «горизонтальный» характер наследственной передачи заболевания. Две трети здоровых детей в браке гетерозиготных родителей также оказываются гетерозиготными носителями мутации. В браке гетерозиготного носителя рецессивной мутации с супругом, не имеющим мутантного аллеля, все дети будут здоровы, но половина из них окажутся гетерозиготными носителями мутации. Анализ родословных больных с аутосомно-рецессивными заболеваниями показывает, что часто (примерно в 60%) родители таких больных являются родственниками или их предки происходят родом из одного села или района, что так же является косвенным признаком инбридинга.

Анемия Фанкони

Анемия Фанкони - это генетическое заболевание, которое встречается в 1 человека среди 350000 новорожденных, выше частота заболевания у евреев ашкенази и жителей Южной Африки. АФ возникает в результате генетических дефектов в кластере белков, ответственных за репарацию ДНК.

Аргининосукцинатная ацидурия

Аргининосукцинатная ацидурия (аргининосукцинатная ацидемия) - это наследственное заболевание, вызванное накоплением аргининосукцинатной кислоты в крови и моче. У некоторых пациентов кроме этой кислоты накапливается аммиак и другие токсичные химические вещества, которые могут воздействовать на нервную систему.

Бета-талассемия

Бета-талассемия (β-талассемия) является одной из форм талассемии, которая возникает в результате мутаций в гене HBB (β-глобин) на 11 хромосоме, наследуются за аутосомно-рецессивным типом.

Болезнь I клеток

Болезнь I-клеток (также известна под названиями (англ.) Inclusion-cell disease, и муколипидоз II типа (англ. ML II)) - относится к классу заболеваний, общее название которых - лизосомальные болезни накопления. Расстройство возникает из-за присутствия в организме дефектной фосфотрансферазы (фермент аппарата Гольджи).

Болезнь Вильсона - Коновалова

Болезнь Вильсона - Коновалова - наследственное заболевание, характеризующееся сочетанием цирроза печени с дистрофическим процессом в головном мозге. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу

Болезнь Гирке

Болезнь Гирке (БГ), (гликогеноз фон Гирке, болезнь Гирке, гликогенозная болезнь I типа) является наиболее распространенным гликогенозным заболеванием. Этот генетическое расстройство обусловлено дефицитом фермента глюкозо-6-фосфатазы, в результате которого ухудшается способность печени образовывать глюкозу посредством расщепления гликогена и в процессе глюконеогенеза. Поскольку в результате действия этих двух механизмов печень обеспечивает поддержание нормального уровня глюкозы для обеспечения ею всех метаболических потребностей организма, то при недостаточности этого фермента, упомянутые процессы происходят неправильно, что приводит к гипоклигемии.

Болезнь Канавана

Болезнь Канавана (БК), которая еще известна под названиями болезнь Канавана-ван Богарта-Бертрана, дефицит аспартоацилазы или дефицит аминоацилазы - это аутосомно-рецессивное нейродегенеративное заболевание, вызывающее прогрессивное повреждение нервных клеток в головном мозге.

Болезнь кленового сиропа

Болезнь мочи кленового сиропа (англ. MSUD, рус. БМКС) (другое название заболевания - кетоацидурия с разветвленной цепью или лейциноз) - это аутосомно-рецессивное нарушение обмена веществ, вызванное нарушением метаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Это расстройство является одним из видов органических ацидемий. Свое название, заболевание получило от специфического сладкого запаха мочи у больных младенцев.

Болезнь Краббе

Болезнь Краббе (БК) (также известная как глобоидно-клеточная лейкодистрофия или галактозилцерамидный липидоз) - это редкое, дегенеративное заболевание, которое часто заканчивается смертью больного. В процессе развития заболевания повреждается миелиновая оболочка нервной системы. Тип наследования болезни – аутосомно-рецессивный. Расстройство названо в честь датского невролога Кнуда Гаралденсена Краббе (Knud Haraldsen Krabbe).

Болезнь Тея-Сакса

Болезнь Тея-Сакса (БТС) (также известная как GM2 ганглиолипидоз, дефицит гексозаминидазы или ранняя детская амавротическая идиотия) - это аутосомно-рецессивное генетическое заболевание, которое вызывает прогрессирующее ухудшение умственных и физических способностей ребенка. Первые признаки заболевания, обычно проявляются в возрасте примерно 6 месяцев. Расстройство, как правило, приводит к смерти больного человека в возрасте около 4 лет.

Гемоглобин Е

Гемоглобин Е - это аномальный тип гемоглобина, который вызван одной точечной мутацией гена, кодирующего синтез β-цепей гемоглобина. В 26 позиции β-глобина происходит замена глутамата лизином.

Гемоглобин С

Гемоглобин С (сокращенно Hb C) - это аномальный гемоглобин, в котором остаток лизина заменяется остатком глютаминовой кислоты в 6-м положении цепи β-глобина.

Гемохроматоз

Гемохроматоз (без уточнения) или гемосидероз в основном определяется как избыток в организме железа по наследственной причине (первичный), или же - это результат другого метаболического расстройства. Однако более широко этот термин используется сегодня для обозначения избытка железа в организме, который возникает через определенные конкретные причины, например, наследственный гемохроматоз.

Дефицит 3-метилкротонил-коэнзим А карбоксилазы

Дефицит 3-метилкротонил-коэнзим А карбоксилазы (дефицит 3-MКК), известный также как 3-Метилкротонилглицинурия 1 типа или дефицит 3-MКК - это наследственное аутосомно-рецессивное заболевание, при котором в организме происходит нарушение белкового обмена.

Дефицит альфа 1 антитриптисина

Дефицит альфа 1-антитрипсина (α1-антитрипсина, A1AD или просто Альфа-1) - это аутосомно - кодоминантное генетическое заболевание, которое вызвано нарушениями в образовании альфа-1-антитрипсина (A1AT), что ведет к снижению A1AT активности в крови и легких, а это в свою очередь приводит к аномальному оседанию белка A1AT в клетках печени

Дефицит бета-кетотиолазы

Дефицит бета-кетотиолазы является редким, аутосомно-рецессивным метаболическим заболеванием, при котором организм не может правильно метаболизировать аминокислоту изолейцин или продукты распада липидов. Обычно данное заболевание проявляется в возрасте между 6-м и 24-м месяцами.

Дефицит биотинидазы

Дефицит биотинидазы - это аутосомно-рецессивное метаболическое расстройство, при котором биотин, не может быть выделен из белков (содержащихся в продуктах питания) в процессе пищеварения или во время метаболизма белка в клетке. Наличие таких нарушений приводит к недостаточности биотина в организме.

Дефицит дигидропиримидин дегидрогеназы

Дефицит дигидропиримидин дегидрогеназы (дефицит ДПД) - это аутосомно-рецессивное генетическое нарушение обмена веществ, при котором вообще отсутствует или существенно снижена активность ферментов дигидропиримидин дегидрогеназы, участвующих в метаболизме урацила и тимина.

Дефицит метилентетрагидрофолат редуктазы

Тяжелый дефицит метилентетрагидрофолат редуктазы - это редкое заболевание (известно около 50 случаев во всем мире), которое обусловлено мутациями гена MTHFR, в результате которых фермент метилентетрагидрофосфат редуктаза или вообще дезактивируется, или же действует только до 20% от уровня нормальной активности.

Дефицит синтетазы голокарбоксилазы

Дефицит синтетазы голокарбоксилазы (ДСГ) - это наследственное метаболическое расстройство, при котором организм не может правильно усваивать витамин биотин. Это заболевание относится к группе болезней, с общим названием множественный дефицит карбоксилазы, которые характеризируются нарушением активности некоторых ферментов, деятельность которых зависит от биотина.

Дефицит фактора ХI

Дефицит фактора XI (factor XI deficiency) - аутосомно-рецессивное заболевание, которое приводит к нарушению процесса свёртывания (гемофилии С) с возникновением соответствующих клинических симптомов повышенной кровоточивости.

Иминоглицинурия

Иминоглицинурия (или семейная иминоглицинурия)- это аутосомно-рецессивное наследственное заболевание, при котором нарушается процесс транспорта веществ через мембрану почечных канальцев, что в свою очередь ухудшает процесс реабсорбции аминокислоты глицина и иминокислот пролина и гидроксипролина, в следствие чего имеем чрезмерную экскрецию всех трех кислот (- урия (-uria, лат.) означает, то, что кислоты содержатся "в моче").

Муковисцидоз

Муковисцидоз встречается у людей белой расы, в Европе - 1:2800-1:9800. Одинаково склонны к болезни оба пола с небольшим перевесом мужской стати. Часто устанавливается кровное родство между родственниками. Наследуется заболевание согласно аутосомно-рецессивного типа.

Первичный системный дефицит карнитина

Первичный системный дефицита карнитина (англ. - CDSP, рус.- ПСДК), известный также под названиями: дефицит транспортера карнитина плазменной мембраны, дефицит транспортера карнитина или нарушение поглощения карнитина - это аутосомно-рецессивное нарушение обмена веществ, которое препятствует образованию организмом энергии из жиров, особенно в периоды когда человек некоторое время не принимает пищи.

Перманентный неонатальный сахарный диабет

Перманентный неонатальный сахарный диабет - недавно обнаруженная и потенциально излечимая форма моногенного диабета, который диагностируют у новорожденных. Он вызван мутацией гена KCNJ11, который кодирует Kir6.2 субъединицы каналов KATФ бета-клеток поджелудочной железы. Мутации также могут происходить и в таких генах как - GCK, KCNJ11, INS и ABCC8.

Пропионовая ацидурия

Пропионовая ацидурия (также известна под названиями пропионовая ацидемия, дефицит пропионил-коэнзим А карбоксилазы и кетотическая глицинемия) - это аутосомно-рецессивное нарушение обмена веществ, относят к классу органических разветвленно-цепочечных ацидемий.

Псевдополидистрофия Гурлера

Псевдополидистрофия Гурлера, также известная как муколипидоз III (МЛ III), которая является лизосомальной болезнью накопления, тесно связанной с болезнью I-клеток (МЛ II, inclusion-cells).

Семейная вегетативная дисфункция

Семейная вегетативная дисфункция (СВД, FD или синдром Райли Дея) - это расстройство вегетативной (автономной) нервной системы, при котором нарушается развитие и функционирование сенсоров симпатической и некоторых нейронов парасимпатической автономной и сенсорной нервных систем и, как следствие, возникает большое количество разнообразных признаков, свидетельствующих о наличии СВД. Основными из которых являются нечувствительность к боли, отсутствие слезоотделения, медленное физическое развитие, лабильное (часто переменное) артериальное давление (периодические гипертензия и ортостатическая гипотензия).

Серповидно-клеточная анемия

Серповидно-клеточная болезнь (CКБ) или серповидно-клеточная анемия (или анемия СКА), или дрепаноцитоз - это аутосомно-рецессивное сверхдоминантное генетическое заболевание крови, характеризующееся присутствием неправильных красных кровяных клеток (эритроцитов), устойчивой, серповидной формы.

Синдром Бартера

Синдром Бартера является редким наследственным дефектом в дистальном прямом канале петли Генле. Он характеризуется низким уровнем калия в крови (гипокалиемия), нарушение кислотно-щелочного равновесия организма (алкалоз), и снижением кровяного давления.

Синдром Блума

Синдром Блума (СБ), (англ. Bloom syndrome), также известен как синдром Блума-Торре-Махачека - это редкое аутосомно-рецессивное хромосомное расстройство, которое характеризуется высокой частотой разрывов и перестроек в хромосомах больного человека. Этот синдром был впервые описан врачом дерматологом Девидом Блумом (Dr. David Bloom) в 1954 году.

Синдром Дабина Джонсона

Синдром Дабина-Джонсона (СДД) - это аутосомно-рецессивное заболевание, вызывающее повышение уровня билирубина без повышения активности печеночных ферментов (АЛТ, АСТ). Эта болезнь связана с нарушением способности гепатоцитов секретировать (выделять) конъюгаты билирубина в желчь. Обычно заболевание протекает бессимптомно, но может быть диагностировано в раннем детстве на основании лабораторных анализов.

Синдром Криглера Найара

Синдром Криглера-Найара (СКН) - это редкое заболевание, нарушающее метаболизм билирубина (желчный пигмент, который образуется в организме из гемоглобина крови). Это расстройство характеризуется врожденной, злокачественной гипербилирубинемией, которая в свою очередь возникает вследствие нарушения процесса конъюгации в печени билирубина с глюкуроновой кислотой. Это нарушение обусловлено отсутствием или недостаточностью фермента глюкоронилтрансферазы.

Церебротендинальный ксантоматоз

Церебротендинальный ксантоматоз другое название которого мозговой холестероз, относится к аутосомно-рецессивной форме ксантом.

Цитрулинемия

Цитрулинемия (синоним цитрулинурия) - это аутосомно-рецессивное расстройство, которое приводит к нарушению цикла мочевины, что в свою очередь приводит к накоплению аммиака и других токсичных веществ в крови.

Энтеропатический акродерматит

Энтеропатический акродерматит (ЭА) (синдром Брандта, синдромДанбольта-Клосса, врожденный дефицит цинка) – это аутосомно-рецессивное нарушение обмена веществ, которое влияет на восприятие организмом цинка.



Что имеют в виду, когда говорят о доминантном и рецессивном наследовании?

Вернемся к тому, что гены в организме представлены парно (аллелями), а проявление внешнего признака или заболевания, определяемого тем или иным геном, зависит от комбинации пары аллелей гена, полученных от отца и матери.

Когда оба аллеля в паре совершенно одинаковы (например, ОО, АА), то такой генотип и его обладатель называются гомозиготным, а когда эти аллели разные (скажем, АО) - гетерозиготным. Известно, что если гомозиготные генотипы ОО и АА предопределяют первую и вторую группы крови соответственно, то у обладателей гетерозиготного генотипа АО будет также вторая группа крови. Это значит, что в такой комбинации проявляется эффект гена А и не проявляется эффект гена О, то есть ген А доминирует, а ген О по отношению к нему рецессивен (слово "рецессивный" означает исчезающий). Таким образом, доминантные гены проявляют свое действие как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии, а рецессивные гены могут проявиться только в гомозиготном состоянии и не дают внешних прoявлений у гетерозиготных людей.

Всякая наука создает свою терминологию и свой специфический лексикон, в котором порой трудно разобраться непосвященным. Известна полуанекдотическая история об одном серьезном ученом физике, который самостоятельно и с большим энтузиазмом начал изучать генетику по самым серьезным источникам. В результате он вызубрил наизусть как магическое заклинание одну умопомрачительную фразу, которой любил шокировать знакомых: "Генотип проявляется в фенотипе, когда рецессивный аллель находится в гомозиготном состоянии".

Смысл этого мудреного правила заключается в том, что по внешним признакам не всегда можно определить генотип их обладателя. Если про любого человека с первой группой крови наверняка можно сказать, что он имеет гомозиготный генотип ОО, то про людей со второй группой крови такого определенного вывода сделать нельзя, так как они могут быть или гомозиготными АА, или- гетерозиготными АО. Для того чтобы определить генотип при второй группе крови, необходимы дополнительные сведения о родственниках: отце и матери, братьях и сестрах, детях, но не всегда и они помогают прийти к однозначному выводу.

Если от групп крови перейти к более важным для будущих родителей проблемам наследования заболеваний, то принцип доминантности и рецессивности имеет решающее значение для характера семейного проявления болезни. В зависимости от того, является ли патологический ген доминантным или рецессивным по отношению к своему нормальному варианту, он проявляется в семьях совершенно по-разному. Поэтому и существуют доминантные и рецессивные заболевания.

Какие болезни передаются из поколения в поколение?

Доминантный тип наследования внешне наиболее прост и нагляден как раз потому, что именно доминантные заболевания передаются от родителей к детям в нескольких последующих поколениях. Теоретически доминантные заболевания могут проявляться у гетерозиготных и у гомозиготных (в отношении патологического гена) людей, а в жизни, как правило, больные все-таки гетерозиготны. Их больше, и большинство таких заболеваний обычно встречается только у одного из супругов. А это, в свою очередь, способствует наследованию патологического гена также в гетерозиготном состоянии.

Итак, если больной родитель имеет один измененный и один нормальный аллель, то в семьях, где один из родителей болен, измененный ген (следовательно, и само заболевание) передастся лишь в 50 % случаев рождения детей, то есть половина из них будут больными, а половина - здоровыми. Больные дети также могут передавать доминантное заболевание половине своих потомков в следующем поколении, что и создает непрерывную цепь наследования. Здоровые же дети больных родителей, не унаследовавшие патологического гена, не могут быть источником передачи заболевания в последующие поколения, и следовательно, все их прямые потомки будут здоровыми.

Мужчины и женщины подвержены этим заболеваниям в равной степени и также в равной степени передают их как своим сыновьям, так и дочерям. Сейчас известно более 1000 заболеваний, наследуемых по доминантному типу. К их числу относятся некоторые формы карликовости, глаукомы - основной причины слепоты, семейная гиперхолестеринемия (высокий уровень холестерина в крови, ведущий к сердечнососудистым заболеваниям), и многие другие.

Почему же у здоровых родителей рождаются больные дети?

Большинство признаков и заболеваний, наследуемых по рецессивному типу, также проявляется с одинаковой частотой у мужчин и у женщин, но на этом сходство с доминантным наследованием заканчивается. В подавляющем большинстве случаев у больных с рецессивными болезнями оба родителя здоровы, но являются гетерозиготными носителями одного и того же патологического гена. Наследование (рецессивное) происходит в том случае, если ребенок получает этот измененный ген от обоих родителей. Так патологический ген переходит из гетерозиготного состояния в гомозиготное, что и способствует проявлению заболевания как такового.

В браках двух гетерозиготных родителей, каждый из которых передает половине своих детей нормальный ген, а половине - измененный, доля потомков, которые получат "двойную дозу" измененного гена, составит только четверть, или 25 %. Еще 25 % детей, наоборот, будут гомозиготными по нормальному гену, полученному одновременно от отца и матери, то есть будут здоровыми. В оставшихся 50 % случаев будет унаследован от одного из родителей нормальный ген, а от другого - патологический, при этом дети будут здоровы, так как в гетерозиготном состоянии рецессивные признаки не проявляются.

Таким образом, при рецессивном наследовании доля здоровых детей составляет 75% (или 3/4), а соотношение здоровых и больных потомков 3:1 (классическое менделевское соотношение для рецессивных признаков).

Если больные доживают до детородного возраста и способны оставлять потомство (что при рецессивных заболеваниях наблюдается гораздо реже, чем при доминантных), то они обязательно передают своим детям патологический ген, однако этого еще недостаточно для того, чтобы ребенок унаследовал само заболевание. Ведь поскольку речь идет о достаточно редких заболеваниях, шансы на то, что и второй родитель также окажется носителем именно этого гена, крайне низки. И действительно, дети больных почти всегда бывают здоровыми, хотя и обязательно гетерозиготными носителями гена заболевания.

Поэтому еще одно отличие рецессивных заболеваний от доминантных заключается в том, что они обычно проявляются только в одном поколении у родных братьев и сестер. Всего известно более 800 рецессивно наследуемых заболеваний. Среди них такие, как неспособность усваивать молочный сахар и другие нарушения обмена веществ, некоторые формы тяжелой умственной отсталости, заболеваний крови.

Если при рецессивном наследовании рождаются больными четвертая часть, а здоровыми три четверти детей, то почему же в одной семье родилось трое больных детей и ни одного здорового?

Такой вопрос отражает одно из распространенных заблуждений людей, незнакомых с вероятностным характером проявления генетических закономерностей. Все числовые соотношения, открытые еще Менделем на растительных гибридах и совершенно справедливые для наследственных болезней человека, характеризуют средние соотношения для всех подобных случаев вообще. В конкретных же семьях, где число детей ограничено, могут быть отклонения от средних соотношений в любую сторону.

Поскольку передача одного из двух генов от родителей к детям носит случайный характер, то есть в известной мере подобна лотерее, генотип каждого последующего ребенка никоим образом не зависит от генотипа предыдущего, и каждый раз лотерея проводится по одним и тем же правилам. Вспомним, что при подбрасывании монеты выпадают одинаково часто "орел" и "решка", но отнюдь не строго поочередно. Поэтому принцип "вероятность не имеет памяти" в полной мере распространяется и на проявления наследственных болезней в семьях.

Это значит, что рождение одного или нескольких больных детей не гарантирует конкретной супружеской паре обязательной компенсации в будущем. Исходя из вероятностного характера законов наследования генетических заболеваний, для каждого последующего ребенка риск родиться больным строго постоянен, как и вероятность родиться здоровым (при том условии, что твердо установлены тип наследования конкретной болезни и генотипы родителей).

Почему опасны и вредны кровнородственные браки?

Браки между близкими родственниками издавна считаются нежелательными и во многих странах запрещены законом и обычаями общества. Это известно, однако даже между отцом и дочерью или родным братом и сестрой инцестные связи встречаются намного чаще, чем принято считать. Браки же между дядей и племянницей, двоюродными или троюродными братом и сестрой довольно часты, хотя и являются предметом социальных и религиозных ограничений в Европе, Северной Америке и других регионах с христианскими традициями, а во многих традиционно исповедующих мусульманство азиатских популяциях им вообще отдается предпочтение. В нашей стране эти традиции все еще дают себя знать в республиках Средней Азии и Азербайджане.

В чем же заключается генетическая опасность таких браков? Если вспомнить, что рецессивные заболевания проявляются в семьях, где оба родителя являются носителями одного и того же вредного гена, эта опасность станет более понятной. Дело в том, что большинство известных рецессивных заболеваний встречается довольно редко, и случайное совпадение по носительству одного и того же генетического дефекта у обоих супругов также представляет редкое событие. Но если в брак вступают родственники, то вероятность такого совпадения резко увеличивается.

Объясняется это довольно просто. Ведь кровные родственники - это родственники, которые имеют по крайней мере одного, чаще двух, а иногда и большее число общих предков. Например, у двоюродных брата и сестры одни и те же дедушка и бабушка. А выше уже упоминалось, что каждый человек является носителем по крайней мере одного-двух вредных рецессивных генов. Поэтому тот патологический ген, который был у дедушки или бабушки, вполне мог передаться обоим их внукам, которые, следовательно, в этом случае будут носителями одного и того же вредного гена, полученного из общего источника.

Поэтому у детей от таких супружеских пар гораздо чаще обнаруживаются различные рецессивные заболевания, а беременности чаще кончаются самопроизвольными абортами и мертворождениями, чем в неродственных браках. С другой стороны, в отягощенных семьях отмечена четкая зависимость между частотой рецессивных заболеваний и кровнородственных браков: чем реже встречается заболевание, тем чаще родители больных детей оказываются кровными родственниками. И еще одна зависимость: чем ближе степень родства между супругами, тем выше опасность генетических осложнений для их потомства.

Почему гемофилией (как и цветовой слепотой) болеют только мужчины?

Своеобразный характер наследования этих заболеваний был подмечен людьми еще в древности. Например, в Талмуде содержатся сведения об опасности обрезания у тех мальчиков, чьи матери имели отцов или братьев с повышенной кровоточивостью. Говоря же языком современной генетики, если передача заболевания зависит от пола, такой тип наследования называется сцепленным с полом, или еще более строго, Х-сцепленным наследованием.

В данном случае речь идет об особой разновидности проявления рецессивных генов, которые находятся в одной из половых хромосом, а именно Х-хромосоме. У женщин в норме имеются две Х-хромосомы, а у мужчин одна Х-хромосома и одна У-хромосома. Поэтому у женщин все гены Х-хромосомы парные, как и во всех других хромосомах, а у мужчин непарные, так как У-хромосома не имеет общих генов с Х-хромосомой.

Рецессивные вредные гены, находящиеся в Х-хромосоме у женщин в гетерозиготном состоянии, естественно, не проявляют своего патологического действия. У мужчин же действие этих генов может проявляться, хотя при этом патологические гены не переходят в гомозиготное состояние как при обычном рецессивном наследовании, а находятся в "одинарной" дозе (так называемый половинный генотип). Проявляются же эти вредные гены потому, что в У-хромосоме нет соответствующих им нормальных генов, которые не дали бы развиться заболеванию.

Подавляющее большинство Х-сцепленных заболеваний возникает тогда, когда мать является гетерозиготной носительницей измененного гена в одной из Х-хромосом. При этом никаких проявлений заболевания у матери нет, но каждый ребенок может получить от нее либо "больной", либо "здоровый" ген. Известно, что от отца наследуется или Х-хромосома, или У-хромосома, девочка родится при наличии комбинации XX, а мальчик при комбинации XV. Если девочка получит "больной" ген от своей матери, она тоже станет носительницей заболевания, так как второй - "здоровый" ген, полученный от отца, не даст проявиться заболеванию. Но если "больной" ген попадет будущему сыну, то он заболеет.

Общие критерии наследования заболеваний, сцепленных с полом, следующие:

• никогда не наблюдается передачи заболевания от отцов к сыновьям, поскольку сын никогда не наследует Х-хромосому от отца;
• все дочери больного мужчины обязательно получают измененный ген и являются носительницами;
• здоровые мужчины никогда не передают заболевание своим потомкам любого пола;
• половина сыновей женщин, являющихся носительницами заболевания, будут больными, а половина - здоровыми;
• половина дочерей женщин, носительниц заболевания, также будут носительницами.

Известно, что не бывает правил без исключений. Хотя Х-сцепленные заболевания и называются сцепленными с полом, однако в принципе возможно и появление больных женщин. Ведь теоретически можно провести аналогию с простым рецессивным наследованием и прийти к выводу, что гомозиготные по мутантному гену женщины будут больны точно так же, как и мужчины, с уполовиненным генотипом. Однако на практике это наблюдается исключительно редко. Поэтому последний критерий Х-сцепленного наследования таков: больные гомозиготные женщины при Х-сцепленном наследовании являются исключением, которое наблюдается только в том случае, когда больной мужчина вступает в брак с носительницей того же заболевания.

В общем-то, при редких заболеваниях такие браки почти никогда не встречаются, но их вероятность опять-таки выше при кровном родстве мужа и жены. Действительное подтверждение этому нам довелось наблюдать при исследованиях, проведенных в одном азербайджанском селении, где на протяжении нескольких поколений выявлялось много больных гемофилией . Большинство из них, конечно, составляли мужчины, но были и три явно больные женщины. Все они были дочерьми больных отцов, женатых на своих родственницах по материнской линии.

Что такое наследование по вертикали, по горизонтали и "ходом шахматного коня"?

При графическом изображении родословных (генеалогических древ) семей при заболеваниях с разным типом наследования можно заметить характерные особенности.

Так, в случае типичного доминантного наследования можно проследить прямую передачу заболевания от родителей к детям на протяжении нескольких поколений. Такой характер семейного накопления принято называть наследованием по вертикали.

В случае типичного рецессивного наследования, не зависящего от пола, заболевание чаще всего прослеживается только в одном поколении - у родных братьев и сестер. Это наследование по горизонтали.

И наконец, наиболее замысловатый рисунок имеют родословные с Х-сцепленными заболеваниями. По прямой нисходящей (в поколениях) линии могут чередоваться больные мужчины и их здоровые дочери, внучки, являющиеся, однако, носительницами патологического гена и вследствие этого имеющие больных сыновей.

Иначе говоря, по прямой нисходящей линии между двумя больными мужчинами обязательно должно быть одно или более промежуточных поколений здоровых женщин. Однако некоторые из этих здоровых носительниц в промежуточных поколениях имеют больных братьев (родных, двоюродных), относящихся к боковым нисходящим ветвям генеалогического древа. Вот почему если в родословной связать между собой больных мужчин разных поколений, то получается наследование "ходом шахматного коня".

Известно более 1600 таких болезней. Поскольку экспрессия рецессивного аллеля в присутствии нормального аллеля невозможна, больные всегда являются гомозиготными по рецессивному аллелю. Если болезнь определяется экспрессией двух разных генов, детерминирующих один и тот же признак, больной может быть дигетерозиготен по двум рецессивным аллелям. Летальные рецессивные гены редко встречаются в природных популяциях.

Признаки аутосомно-рецессивных болезней проявляются только у гомозигот или смешанных гетерозигот, то есть когда изменены оба аллеля одного гена. Различают фенотипических гомозигот (больных), которые могут быть как гомозиготами, так и смешанными гетерозиготами, и молекулярных гомозигот с идентичными мутациями в обеих аллелях.

Аутосомно-рецессивные болезни чаще всего обусловлены дефектами ферментов, реже - дефектами структурных белков. Именно поэтому многие врожденные нарушения обмена веществ попадают в эту группу болезней.

Эти болезни поражают мужчин и женщин с одинаковой частотой. Исключение составляют аутосомные дефекты, наследование которых зависит от пола.

Для рецессивных генов характерна полная пенетрантность и высокая экспрессивность. Фенотипический полиморфизм выражен в меньшей степени, чем при аутосомно-доминантном наследовании.

Проявление аутосомно-рецессивного заболевания у ребенка здоровых родителей может быть следствием вновь появившейся мутации рецессивного аллеля. Подтвердить это можно только путем молекулярно-генетического исследования хромосом родителей. Если такое исследование недоступно, оба родителя считаются гетерозиготами.

По определению, аллель, вызывающий аутосомно-рецессивную болезнь, находится на одной из 44 аутосом, поэтому заболеванию подвержены и мужчины, и женщины.

Чаще всего в семье есть только один больной, но в некоторых семьях их несколько, например:

Родители здоровы;

Больны только родные братья или сестры (происходит горизонтальное наследование - вертикального наследования обычно нет);

Мужчины и женщины болеют одинаково часто, за исключением болезней, ограниченных полом;

Кровное родство родителей повышает риск заболевания у детей.

Многообразие рецессивных аллелей и обязательное наличие двух мутантных аллелей для проявления признаков заболевания определяют особенности аутосомнорецессивного наследования:

Чем реже встречается мутантный аллель в популяции, тем больше вероятность, что больные - дети от близкородственных браков;

Если оба родителя - носители одного аутосомно-рецессивного аллеля, вероятность, что их дети будут больны, составляет 25%, гетерозиготны (носители) - 50% и здоровы (не унаследуют мутантный аллель) - 25%;

Если один из родителей болен, а другой гетерозиготен, то вероятность заболевания для каждого из их детей составляет 50%, как при доминантном наследовании;

Если у обоих родителей имеется одинаковая рецессивная болезнь, то все их дети будут больны.

Проявления аутосомно-рецессивных болезней в целом более однородны, чем проявления доминантных болезней, и первые чаще диагностируют в детском возрасте. Однако многие аутосомно-рецессивные заболевания проявляются лишь у взрослых, в том числе гемохроматоз, недостаточность альфа1-антитрипсина, гемоглобинопатии, некоторые формы гиперлипопротеидемий и лизосомные болезни накопления с поздним началом.

Поскольку вероятность заболевания такова, что у родителей- гетерозигот только один из четырех детей будет больным, аутосомно-рецессивные болезни в семье встречаются относительно редко, особенно если семьи невелики.

Рассмотрим, например, 16 семей, в которых оба родителя - гетерозиготы по одной рецессивной болезни, такой, как муковисцидоз. Если в каждой семье по два ребенка, то по теории вероятности в 9 из 16 семей больных детей не будет, в 6 семьях будет по одному больному и одному здоровому ребенку, и только в одной семье оба ребенка будут больны.

Из-за тенденции к снижению числа детей в семье врачи обычно наблюдают единичные случаи рецессивной болезни в семье и могут не распознать ее наследственный характер. Однако характерная клиническая картина рецессивных болезней и возможность их выявления с помощью биохимических или молекулярно-генетических исследований помогают поставить правильный диагноз, даже если другие члены семьи здоровы.

Наследование аутосомно-рецессивных болезней может быть ограничено полом, например мужской псевдогермафродитизм при недостаточности 5альфа-редуктазы.

Болезнь, обусловленная рецессивным генетическим дефектом, может не проявляться во всех поколениях одной семьи (родители и дети пробанда часто здоровы). Вероятность аутосомно-рецессивной болезни у ребенка составляет:

100%, если оба родителя гомозиготны по рецессивному гену;

50%, если один родитель гомозиготен, а второй гетерозиготен по рецессивному гену;

25%, если оба родителя гетерозиготны по рецессивному гену;

Повторный риск рождения больного ребенка у гетерозиготных родителей также составляет 25%. Носителями рецессивного аллеля являются примерно две трети здоровых детей таких родителей. Вероятность наличия у обоих родителей одного и того же рецессивного аллеля возрастает при браках между родственниками (особенно при кровно-родственных браках). У супружеских пар, в которых один родитель с неизвестным генотипом здоров, а второй является гетерозиготой, риск рождения больного ребенка невелик. Однако риск значительно возрастает, если брак близкородственный или если мутантный рецессивный ген сильно распространен среди населения (например, в случае муковисцидоза или фенилкетонурии).

4. Большинство эндокринных болезней, связанных с дефицитом гормонов, врожденные нарушения метаболизма белков и синтеза гликогена, а также лизосомные болезни накопления наследуются аутосомно-рецессивно. Наследственные нарушения биосинтеза тиреоидных гормонов и различные формы ВГКН - примеры аутосомно-рецессивных болезней, при которых гиперплазия эндокринных желез развивается вторично (вследствие нарушения механизмов отрицательной обратной связи). Успешность лечения аутосомно-рецессивных болезней зависит от точности диагноза. Для многих болезней этой группы разработаны молекулярно-генетические пробы на гетерозиготность (носительство мутантных генов) и методы пренатальной диагностики.