§ 48. Наследственные болезни человека

Определения и обозначения

Наследственная болезнь — заболевание, причиной которого служат изменения наследственного материала и которое может передаваться потомству. Иными словами, причина связана с ДНК, а не только с образом жизни или случайным воздействием среды. Это понятие помогает отличать наследуемые нарушения от болезней, которые возникают по другим причинам.

Генная болезнь — заболевание, вызванное мутацией в отдельном гене. Ген содержит инструкцию для образования белка, поэтому изменение его последовательности может привести к изменённому белку или нарушить его синтез. Если белок работает неправильно или не образуется, это может повлиять на процессы в клетке и вызвать симптомы.

Хромосомная болезнь — заболевание, связанное с изменением структуры или числа хромосом. Хромосомы содержат множество генов, поэтому такое изменение может затронуть сразу несколько инструкций организма. Понятие помогает понять, почему последствия иногда касаются разных систем органов.

Мультифакториальное заболевание — заболевание, возникающее при сочетании наследственной предрасположенности и факторов среды. Предрасположенность сама по себе не означает, что болезнь обязательно появится: значение имеют и условия жизни, и другие влияния. Это понятие используют, когда нельзя объяснить заболевание одной мутацией.

Как это устроено

Наследственные болезни возникают, когда мутация меняет ген или хромосому. Мутация — изменение наследственного материала; её последствия зависят от места и масштаба изменения. Если нарушается инструкция, необходимая для важного процесса, организм может не производить нужное вещество или регулировать работу клеток иначе. Поэтому одинаковое слово «мутация» не означает одинаковые симптомы: они зависят от функции, которая пострадала.

При генной болезни исходной причиной служит изменение одного гена. Например, если ген задаёт строение белка, замена участка ДНК может изменить аминокислотную последовательность и форму белка. Тогда белок способен хуже выполнять свою задачу; в другом случае мутация мешает его образованию, и клетке не хватает нужного вещества. Так изменение инструкции на уровне ДНК приводит к нарушению работы организма.

При хромосомной болезни меняется число хромосом или их строение. Поскольку в каждой хромосоме находятся многие гены, лишняя, недостающая или повреждённая часть может изменить работу сразу нескольких систем. Клетки получают избыток или недостаток генетической информации, а это способно повлиять на развитие органов и тканей. Поэтому последствия нередко представляют собой сочетание признаков, а не нарушение одной функции.

Наследственное и врождённое — не одно и то же. Наследственная болезнь может долго не проявляться: например, признаки становятся заметны лишь тогда, когда с возрастом меняется работа организма или накапливается влияние других факторов. А врождённое нарушение уже есть при рождении, но его причина не обязательно связана с изменением, переданным от родителей. Чтобы выяснить причину, врач оценивает состояние человека и результаты обследований.

Риск для семьи оценивают с помощью генетического консультирования, медицинской диагностики и семейного анамнеза — сведений о заболеваниях родственников и их проявлениях. Врач уточняет, какие диагнозы встречались в семье, и сопоставляет эту информацию с результатами обследований. При необходимости проводят генетические исследования, которые помогают обнаружить конкретные изменения. Так можно точнее оценить вероятность рождения ребёнка с заболеванием, но оценка риска не равна гарантированному прогнозу.

Основные группы наследственных болезней

Чтобы определить группу, сначала выясните, на каком уровне возникло изменение: в отдельном гене, в хромосомах или под влиянием сочетания факторов. Затем сопоставьте причину с тем, что изменяется в организме. Примеры в таблице помогают сориентироваться, но конкретный диагноз устанавливают медицинские специалисты.

Разбор задач

Задача 1. У человека обнаружена мутация в гене, нарушающая образование определённого белка. Определите, к какой группе наследственных болезней относится заболевание. Для решения важно не отвлекаться на то, какой именно белок затронут. Нужно определить уровень изменения наследственного материала.

1. В условии прямо указано, что мутация находится в гене. Это изменение отдельного участка наследственного материала, а не числа или структуры хромосом. Следовательно, речь идёт о генной болезни.
2. Нарушение образования белка объясняет возможный механизм проявления болезни. Ген содержит инструкцию для синтеза белка, а изменённая инструкция может помешать его образованию. Этот признак подтверждает связь задачи с геном, но для определения группы достаточно указанного уровня мутации.

Ответ: заболевание относится к группе генных болезней, поскольку вызвано мутацией отдельного гена.

Задача 2. В кариотипе пациента выявлена лишняя хромосома. Объясните, почему связанное с этим заболевание относят к хромосомным. Кариотип — набор хромосом клетки, который можно исследовать при медицинской диагностике. В условии изменение обнаружено именно в этом наборе, а не в последовательности одного конкретного гена.

1. Лишняя хромосома означает, что изменилось число хромосом. Это один из видов хромосомного нарушения. Поэтому заболевание относят к хромосомным.
2. В хромосоме находятся многие гены, и дополнительная копия меняет количество генетического материала. Из-за этого могут нарушаться разные процессы развития. При этом конкретные проявления определяют по медицинским данным, а не только по общему названию группы.

Ответ: заболевание хромосомное, потому что выявлено изменение числа хромосом в кариотипе.

Задача 3. У двух здоровых родителей родился ребёнок с наследственным заболеванием. Объясните, почему это возможно, и укажите, какие сведения помогут оценить риск повторения заболевания. Нельзя заключить, что родители не передали наследственных изменений, только по отсутствию у них симптомов. Также нельзя назвать вероятность повторения без сведений о заболевании и типе его наследования.

1. Родители могут быть носителями мутации, которая не вызывает у них заметных проявлений. Ребёнок способен унаследовать варианты генов от обоих родителей, и сочетание может привести к болезни. Возможна и новая мутация, возникшая впервые у ребёнка.
2. Чтобы оценить риск повторения, выясняют диагноз и возможный тип наследования. Врач собирает семейный анамнез, изучает медицинские документы и при необходимости назначает генетические исследования. Генетическое консультирование помогает истолковать эти данные, но не заменяет диагностику.

Ответ: здоровые родители могут быть носителями мутаций или у ребёнка может возникнуть новая мутация. Для оценки риска нужны сведения о диагнозе, типе наследования, заболеваниях родственников и результатах медицинского обследования.

Типичные ошибки

Считать наследственными все заболевания, присутствующие с рождения, — ошибка: врождённое состояние может возникнуть без наследуемой мутации. Так путают время появления признака с его причиной. Проверьте себя вопросом: известно ли, что изменение передалось от родителей, или речь только о наличии состояния при рождении?

Полагать, что наследственная болезнь обязательно проявляется у каждого носителя сразу, неверно. Проявление и возраст его начала могут различаться, а некоторые симптомы возникают позднее. Не делайте вывод только по тому, здоров ли человек сейчас: учитывайте диагноз и данные обследования.

Генные и хромосомные болезни иногда смешивают, потому что и те и другие связаны с наследственным материалом. Но при генной болезни изменён отдельный ген, а при хромосомной — число или структура хромосом. Для проверки найдите в условии указанный уровень изменения: ген или хромосома.

Здоровые родители не всегда исключают наследственное заболевание у ребёнка. Они могут быть бессимптомными носителями мутации, а иногда изменение возникает впервые. Проверяйте вывод по семейному анамнезу, типу наследования и результатам обследований; без этих сведений нельзя уверенно определить риск.

Связь с другими темами

Для понимания наследственных болезней нужны знания о строении ДНК и хромосом, а также понятия «ген», «аллель» и «мутация». Закономерности наследования помогают объяснить, как варианты генов передаются от родителей потомкам и почему носитель не всегда болен. Эти знания пригодятся при дальнейшем изучении генетики человека, изменчивости и эволюции. Они также помогают понимать, зачем применяют медицинскую диагностику и генетическое консультирование.

Что запомнить

• Причиной наследственных болезней служат изменения генов или хромосом.
• Генные болезни связаны с мутациями отдельных генов.
• Хромосомные болезни возникают при изменении числа или структуры хромосом.
• Мультифакториальные заболевания связаны с наследственной предрасположенностью и условиями среды.
• Врождённое заболевание не обязательно является наследственным.
• Генетическое консультирование помогает оценить риск, но не заменяет медицинскую диагностику.