Роль наследственности и среды в наследственной патологии человека

Карагандинский государственный  медицинский университет

Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетика

 

 

 

 

 

СРС

Реферат: « Роль наследственности и среды в наследственной патологии человека» 

 

 

 

Выполнил:  Гуменюк Кристина 147 ОМ

Проверил: Мустафина Файза Хамзиевна

Рогова Нелли Радиковна  

 

 

 

 

 

 

 

 

Караганда 2012

Содержание

1. Введение………………………………………………………………….3
2. Мутации как этиологический фактор………………………………….4
3. Популяционные волны………………………………………………….5
4. Генетический груз ………………………………………………………7
5. Медицинские последствия генетического груза……………………...8
6. Генетический груз в популяции людей………………………………..9
7. Медико – генетическое консультирование. Профилактика наследственной патологии………………………………………………10
8. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний. Дородовая диагностика наследственной патологии……………………………….13
9. Заключение………………………………………………………………..16
10. Список используемой литературы……………………………………....17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Роль наследственности и  среды в наследственной патологии  человека ставит перед собой важные задачи. Это изучение наследственных форм патологии ( совершенствование диагностики и разработка новых методов лечения и профилактики), наследственной предрасположенности и резистентности к наследственным заболеваниями, изучение мутагенеза, роли наследственности в различных процессах, изучение биологических и теоретических вопросов медицины и др.

С помощью изучения данной темы мы можем рассуждать о таких  процессах как мутагенез, его  особенности, влияние на организм человека и т.д; кроме того, мы можем говорить о влиянии наследственности на дальнейшее развитие организма и так же влияние окружающей среды на жизнедеятельность, развитие и функционирование организма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мутации как этиологический фактор

Этиологическими факторами  наследственных болезней являются геномные, хромосомные и генные мутации. Заболевания, связанные с геномными (изменение  числа хромосом) и хромосомными ( изменения структуры хромосом)  мутациями, называются хромосомными болезнями. Как правило, при хромосомных болезнях нарушаются сбалансированность набора генов и строгая детерминированность нормального развития организма. Это приводит к внутриутробной гибели эмбрионов и плодов, появлению врожденных пороков развития и других элементов клинической картины хромосомных болезней.

Большинство форм наследственных заболеваний обусловлено генными  мутациями, т.е. молекулярными изменениями  на уровне ДНК ( муковисцидоз, гемофилия, фенилкетонурия, неврофиброматоз, миопатия Дюшшена и т. д.). Это генные болезни.

Мутации транскрибируемых участков (определяющих аминокислотную последовательность в молекуле синтезируемого белка) приводят к синтезу аномального продукта, в то время как мутации нетранскрибируемых областей могут приводить к снижению скорости синтеза незаменимого белка разной степени выраженности. Фенотипически генные мутации могут проявляться на молекулярном, клеточном, тканевом и органном уровнях.

Множественность метаболических путей, функций белков в организме, ограниченность наших представлений  о нормальном метаболизме затрудняют разработку обоснованной этиологической классификации генных болезней. Даже число генных болезней можно определить только ориентировочно, ( 3500-4500), потому что нет строгих критериев нозологических форм ни с клинической, ни с генетической точки зрения. Например, с клинической точки зрения миопатии Дюшшена и Беккера являются разными формами, а с генетической точки зрения это результат мутации в одном и том же локусе. Более точно можно говорить о тех генах, в которых индефицированы болезнь – обуславливающие мутации. В настоящее время известно около 1100 таких генов. Однако можно ожидать, что в ближайшее время на основе знаний генома человека процесс обнаружения генов и мутаций в них будет ускорен. В связи с тем что различные мутации в одном и том же гене часто приводят к отличающимся нарушениям, общее число болезней с общей установленной мутационной природой можно считать равным 1500.

Унаследование патологического  гена ( а в случае репрессивных мутаций – двух аллелей) не всегда сопровождается развернутой клинической картиной. Выше уже говорилось о возможном влиянии факторов внешней среды на проявление генов. Однако и другие гены, формирующие генотип особи, т.е генетическую конституцию индивида, могут модифицировать проявление патологического гена. В таких случаях говорят о неполной пенетрантности и варьирующей экспрессивности. Поскольку генетическая среда для патологического гена всегда индивидуальна, возникают широкие возможности для разного проявления этого гена у различных индивидов.

Многие генные мутации  обуславливают возникновение таких  молекулярных форм белков, патологическое действие которых выявляется не в  обычных условиях, а только при  взаимодействии со специфическими факторами  внешней среды. Это так называемые экогенетические варианты. Например, у лиц с мутациями в локусе глюкозо – 6- фосфатдегидрогеназы при лечении сульфаниламидами возникает гемолиз эритроцитов, у лиц с аномальной холинэстеразой введение дитилина приводит к длительной остановке дыхания. [1]

 

 

 

 

Популяционные волны     

 

Популяционными  волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или 
апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это 
явление распространяется на все виды животных и растений, а также на 
микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, 
размеры популяций «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на них со 
стороны популяций «хищника» (рыси, лисицы, волка). Отмечаемое в этом случае 
увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в 
свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы .

Вспышки численности организмов некоторых видов, 
наблюдавшиеся в ряде регионов мира, были обусловлены деятельностью человека. В 
XIX—XX вв. это относится к популяциям кроликов в Австралии, домовых 
воробьев в Северной Америке, канадской элодеи в Евразии. В настоящее время 
существенно возросли размеры популяций домовой мухи, находящей прекрасную 
кормовую базу в виде разлагающихся пищевых отбросов вблизи поселений человека. 
Напротив, численность 12 популяций 
домовых воробьев в городах падает вследствие прекращения широкого использования 
лошадей. Масштабы колебаний численности организмов разных видов варьируют. Для 
одной из зауральских популяций майских жуков отмечены изменения количества 
особей в 10⁶ раз.

Изменение генофондов популяций  происходит как на 
подъеме, так и на спаде популяционной волны. При росте численности организмов 
наблюдается слияние ранее разобщенных популяций и объединение их генофондов. Так как популяции по своему генетическому составу уникальны, в результате такого слияния возникают новые генофонды с измененными по сравнению с исходными частотами аллелей. В условиях возросшей численности интенсифицируются межпопуляционные миграции особей, что также способствует перераспределению аллелей. Рост количества организмов обычно сопровождается расширением занимаемой территории.

На гребне популяционной волны некоторые группы особей выселяются за пределы ареала вида и оказываются в необычных условиях существования. В таком случае они 
испытывают действие новых факторов естественного отбора. Повышение концентрации 
особей в связи с ростом их численности усиливает внутривидовую борьбу за существование.

При спаде численности  наблюдается распад крупных популяций. Возникающие 
малочисленные популяции характеризуются измененными генофондами. В условиях 
массовой гибели организмов редкие мутантные аллели могут быть генофондом потеряны. При сохранении редкого аллеля его концентрация в генофонде малочисленной популяции автоматически возрастает. На спаде волны жизни часть популяций, как правило, небольших по размерам, остается за пределами обычного ареала вида. Чаще они, испытывая действие необычных условий жизни, вымирают. Реже, при благоприятном 
генетическом составе, такие популяции переживают период спада численности. 
Будучи изолированными от основной массы вида, существуя в необычной среде, они 
нередко являются родоначальниками новых видов.

Популяционные волны — это эффективный фактор преодоления генетической инертности природных популяций. 
 Вместе с тем их действие на генофонды не является направленным. В силу этого 
они, так же как и мутационный процесс, подготавливают эволюционный материал к 
действию других элементарных эволюционных факторов. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Генетический  груз

Генетический груз – наличие  в популяции летальных и других отрицательных мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние  гибель особей или снижение их жизнеспособности.

Выделяют три категории  груза: мутационный, субституционный  ( переходный) и сегрегационный. Мутационный груз возникает в результате появления повторных вредных мутаций. Переходный генетический груз возникает в тех случаях, когда аллель,

обеспечивавший адаптационную норму, в измененных условиях среды становится отрицательным. Сегрегационный генетический груз возникает в результате того, что приспособленность гетерозигот выше, чем гомозигот. Примером этому может служить серповидно-клеточная анемия.

Генетический груз можно  обнаружить на всех этапах онтогенеза путем учета: 1 ) Гибели эмбрионов, то есть прентального генетического груза; 2) аномалий у новорожденных и соотношения полов; 3) проявления аномалий в последующие периоды онтогенеза.

Мортон и др. (1956) предложили понятие «груза», создаваемого летальными эквивалентами. Летальный эквивалент – это мутация, ведущая к смерти в 100% случаев, или две мутации , каждая из которых вызывает смерть с 50%-ой вероятностью или три мутации – с 33%-ой вероятностью смерти и т.д. Среднее число летальных эквивалентов можно определить по приросту в потомстве вредных дефектов, появившихся при инбридинге в сравнении с этим показателем при аутбридинге. Предполагают, что у человека имеются 8 вредных генов на индивид. У кур породы леггорн летальный эквивалент равен 4,2. У телят джерсейской породы летальный эквивалент, определенный от рождения до 4-месячного возраста, равен 2,1. Проверка быков – производителей с использованием инбридинга показала, что нет животных, полностью свободных от вредных генов.

В связи с этим необходимо знать величину генетического груза  в популяциях животных, геногеографию  аномалий и следить за изменением груза в процессе селекции. Для  решения этих задач следует проводить  мониторинг. Генетический мониторинг – слежение за динамикой генетической структуры популяций.

Важность слежения за генетическим грузом видна на следующем примере. За 24 года среди европейского населения  частота новорожденных с наследственными  дефектами увеличилась с 4 до 10,5%. Предполагают, что рост врожденных аномалий – следствие влияния  на наследственность мутагенов среды.

В популяции животных, так  же возможен рост генетического груза  вследствие увеличения давления мутагенов  среды. В некоторых популяциях возможно изменение генетического груза  в результате генетического дрейфа и миграции. Так, бык Галлюс М77, импортированный в 1890 г. из Восточной Финляндии в Швецию, через своих сыновей привел к широкому распространению рецессивной аномалии врожденного отсутствия конечностей. Импорт голландских хряков способствовал увеличению частоты интерсексуальности у немецких ландрасов. Это связано с тем, что частота этой аномалии была в 2 раза выше в Голландии, чем в ГДР. Эти примеры указывают на важность проведения мониторинга за генетическим грузом, особенно в связи с широким завозом в нашу страну крупного рогатого скота голштинской и других пород.

 

 

 

 

Медицинские последствия  генетического груза

Медицинские последствия  мутационного груза — повышенная потребность в медицинской помощи и сниженная продолжительность  жизни больных.

Медицинскую помощь лицам  с наследственными болезнями  в поликлинических условиях оказывают  в 5— 6 раз чаще. Среди контингента  детских больниц общего профиля  от 10 до 20% — дети с наследственной патологией, что в 5—10 раз выше частоты  таких больных в популяции. Более  частое обращение к врачу людей  с наследственной патологией вполне понятно, так же как и более  длительная их госпитализация. Во-первых, сама болезнь требует большого объёма медицинской помощи, а иногда и  постоянного лечения. Во-вторых, наличие  наследственной болезни не исключает  ожога, травмы, инфекционных заболеваний. Напротив, они возникают чаще, протекают  тяжелее и длительнее в связи  с меньшими возможностями поддержания  биохимического, иммунного и гормонального гомеостаза у больных с наследственной патологией.

Основные виды медицинской  помощи следующие: при врождённых пороках  развития — детская хирургия; при  хромосомных болезнях — социальная поддержка: при генных болезнях —  медицинское лечение и социальная поддержка.