§ 39. Спадкові захворювання людини. Генетичне консультування

Пригадайте, які методи застосовують у генетичних дослідженнях. Про що стверджує закон розщеплення? Які алелі називають летальними та сублетальними? Які особливості будови та функціонування імунної системи людини? Які є групи мутагенів?

Генетика людини - розділ генетики, що вивчає особливості організації та функціонування геному людини, закономірності її спадковості.

Системи шлюбів людини. У будь-яких організмів певного виду існують різні системи схрещування: споріднене та неспоріднене.

Споріднене схрещування відбувається між особинами, що мають спільних предків принаймні протягом попередніх шести поколінь. Неспорідненим вважають схрещування між особинами, у яких спільних предків протягом шести попередніх поколінь не було.

Відповідно, у людей розрізняють споріднені та неспоріднені шлюби. Споріднені шлюби у багатьох країнах заборонені. Так, у католиків навіть на шлюб троюрідних брата і сестри потрібно отримати дозвіл церкви. Одним з наслідків споріднених шлюбів є те, що у нащадків можуть проявитись у фенотипі рецесивні алелі (серед яких можуть бути летальні та сублетальні), які не проявились у гетерозиготних батьків, а у нащадків можуть перейти у гомозиготний стан. Тому небезпека народження дитини з певними спадковими захворюваннями або генетичними порушеннями розвитку зростає зі збільшенням ступеня спорідненості осіб, що беруть шлюб. Наприклад, якщо обоє батьків фенотипово здорові, але гетерозиготні за рецесивним алелем, який визначає глухоту, їхні діти можуть народитися з порушенням слуху (завдання: за допомогою решітки Пеннета вирахуйте ймовірність народження таких дітей у згаданій родині). Майже 20 % усіх альбіносів є нащадками від споріднених шлюбів. Відомо кілька рецесивних летальних алелів, здатних у гомозиготному стані спричиняти передчасну смерть.

Натомість неспоріднені шлюби часто супроводжуються підвищенням гетерозиготності. У нащадків від неспоріднених шлюбів рецесивні алелі, що здатні в гомозиготному стані спричиняти певні спадкові захворювання або вади, часто переходять у гетерозиготний стан і тому не проявляються у фенотипі.

Мал. 39.1. Каріотип людини. Завдання. Знайдіть статеві хромосоми, визначте стать людини із цим каріотипом

Ви вже знаєте, що каріотип людини складається з 22 нестатевих хромосом (аутосом) та двох статевих (XX - у жінок та ΧΥ - у чоловіків) (мал. 39.1).

Цікаво знати

Одним з міжнародних біологічних проектів кінця XX - початку XXI ст. було розшифрування геному людини. Вчені встановили нуклеотидні послідовності і створили генетичні карти, на які нанесли близько 20 тис. генів, які кодують білки або молекули РНК (що становить лише 1,5 % генома; інша його частина - або некодуюча, або ж бере участь у регуляції активності генів). Дослідники оцінили геном людини у 3,055 млрд пар нуклеотидів.

Кільцева молекула ДНК мітохондрій людини утворена 16 569 парами нуклеотидів і містить усього 37 генів, 13 з яких кодують білки мітохондрій, 2 - рРНК та 22-тРНК.

Дослідження геному засвідчили високу подібність послідовностей нуклеотидів ДНК у різних людей на 99,5 %. Таким чином, лише 0,5 % геному зумовлює різноманітність фенотипів. Різноманітність геномів людини збільшують і мутації.

Медична генетика розробляє методи діагностики спадкових захворювань, їхньої профілактики та лікування. Сучасна медична генетика насамперед орієнтується на профілактику спадкових захворювань, зокрема запобігання народженню дітей з певними спадковими захворюваннями або порушенням психофізичного розвитку.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, 5 зі 100 новонароджених мають чи інше важке спадкове захворювання, ще 5 мають генетичні порушення розвитку, а ще 2 народжуються мертвими внаслідок цих порушень. Ці показники зростають з року в рік унаслідок забруднення довкілля різноманітними мутагенами. Нині відомо понад 4000 спадкових захворювань і захворювань зі спадковою схильністю, тоді як у 1958 р. - не більше ніж 500.

Спадкові захворювання можуть мати різні прояви:

порушення будови організму, наприклад вовча паща (виникнення щілини, що сполучає носову та ротову порожнини внаслідок розщеплення верхніх губи, щелепи та піднебіння); заяча губа (розщеплення верхньої губи); багатопалість (мал. 39.2) чи зрощення пальців тощо;
розлад фізіологічних функцій, наприклад гемофілія та дальтонізм;
порушення процесів обміну речовин, зокрема цукровий діабет.

Деякі зі спадкових захворювань, наприклад синдром Дауна, проявляються відразу після народження. Інші, наприклад хорея Гентінгтона (захворювання клітин нервових вузлів, яке супроводжується мимовільними рухами, поступово прогресуючими інтелектуальними порушеннями тощо), - лише у певному віці.

Мал. 39.2. Приклад спадкового захворювання людини - полідактилії (поява 6-го, рідше 7-го пальця на всіх чи деяких кінцівках)

Певні спадкові захворювання та генетичні вади зумовлені зміною кількості або структури хромосом (наприклад, поява додаткових хромосом у 13-й, 18-й чи 21-й парі). У першому випадку (синдром Патау) спостерігають деформацію вушної раковини, ушкодження шкіри голови, вовчу пащу, шестипалість, порушення функцій мозочка, вади серця, глухоту, затримку психічного розвитку тощо. У другому випадку (синдром Едвардса) - деформацію вушної раковини, вкорочення великого пальця ноги, порушення функцій мозочка, вади серця, тяжку форму затримки розумового розвитку, часту захворюваність тощо.

Медико-генетичне консультування. Важливу роль у профілактиці спадкових захворювань відіграє медико-генетичне консультування. У медико-генетичних консультаціях працюють фахівці різних спеціальностей - генетики, біохіміки, цитологи, імунологи тощо. За допомогою різноманітних методів вони виявляють носіїв алелів, які зумовлюють прояви спадкових захворювань, вираховують імовірність успадкування і прояву спадкових захворювань у нащадків. Коли ймовірність появи нащадків зі значними спадковими порушеннями розвитку висока, майбутнім батькам пропонують утриматись від народження дитини. Це, передусім, спрямовано не лише на запобігання народженню дітей з певними генетичними дефектами, а й на запобігання подальшій передачі мутантних алелів наступним поколінням. За допомогою різноманітних методів визначають схильність людини до певного спадкового захворювання і прогнозують можливість його прояву в її фенотипі у майбутньому.

Медико-генетичне консультування є одним з видів спеціалізованої медико-генетичної допомоги населенню, яка здебільшого спрямована на запобігання появі у родині дітей із спадковими захворюваннями або порушеннями розвитку.

Ви вже знаєте, що запорукою успішного лікування будь-яких хвороб, серед яких і спадкові, є своєчасне і точне встановлення діагнозу. Характерною рисою спадкових захворювань є те, що багато з них можуть бути діагностовано ще до того, як починають проявлятись їхні симптоми. Для цього застосовують різні методи генетичних досліджень (поміркуйте яких). Деякі зі спадкових захворювань можуть бути діагностовано ще до народження дитини. Тому одним із завдань медико-генетичного консультування є встановлення генотипу особини, так зване генетичне тестування.

Фахівці з медико-генетичного консультування насамперед рекомендують пройти генетичне тестування таким категоріям людей:

майбутнім матерям, чий вік старше 35 років (оскільки що старший вік жінки, то більша імовірність виникнення хромосомних патологій плоду);
майбутнім батькам, якщо у них або серед їхніх найближчих родичів відомі особи зі спадковими хворобами або порушеннями розвитку;
батькам, у яких раніше народжувались діти зі спадковими хворобами або порушеннями розвитку;
подружжям, члени якого є близькими родичами;
особам, чиї умови праці або спосіб життя (наприклад, у разі впливу іонізуючої радіації, перенесених інфекційних захворювань, наявності шкідливих звичок) можуть негативно впливати на перебіг вагітності та розвиток плода.

Нині тестування на наявність багатьох спадкових захворювань у деяких країнах навіть обов’язкове. Зокрема, це стосується захворювань з генетичною схильністю: фахівці рекомендують обмежувати чи вилучати з харчового раціону продукти, що містять речовини, обмін яких порушений.

Важливим завданням фахівців з медико-генетичного консультування є не тільки проведення генетичного тестування та отримання відповідних результатів, а й створення рекомендацій щодо профілактики розвитку захворювань з генетичною схильністю, роз’яснення можливого характеру перебігу хвороби тощо. У разі можливості народження у родині дітей з генетичними хворобами або спадковими порушеннями розвитку, фахівці повинні не лише оцінити ймовірность цього, а й допомогти майбутнім батькам прийняти важливе для них рішення - народити дитину, не зважаючи на наявні ризики, або відмовитись від цього.

Важливим аспектом діяльності фахівців з медико-генетичного консультування є встановлення довірливих відносин з пацієнтами з безумовним збереженням лікарської таємниці. При цьому фахівці з медико-генетичного консультування не мають права нав’язувати пацієнтам свою точку зору, вони лише надають всю потрібну інформацію і допомагають прийняти, в деяких випадках - важке самостійне рішення.

Умови життя можуть як знижувати, так і підвищувати ризик прояву у фенотипі певних порушень розвитку або хвороб. Тому ще раз варто нагадати про необхідність вести здоровий спосіб життя. Наприклад, одним з поширених захворювань з генетичною схильністю є цукровий діабет II типу. На відміну від діабету І типу, при діабеті II типу підшлункова залоза виробляє гормон інсулін (пригадайте його функції), але або в недостатній кількості, або ж порушується взаємодія клітин з інсуліном. Тепер діабет II типу є одним з найпоширеніших захворювань у масштабах всієї планети. Якщо у 1985 р. було виявлено 30 млн осіб з діабетом, то вже у 2010 році їхня кількість становила 285 млн. Учені виявили близько 20 генів, які відповідають за ризик виникнення цієї хвороби. Але факторами ризику виникнення захворювання є зловживання солодощами, малорухливий спосіб життя, недостатність сну. Тому активний спосіб життя, раціональне харчування (розроблене за участі відповідного лікаря) полегшують перебіг хвороби та сприяють одужанню.

Перспективним напрямом у медичній генетиці є генна терапія.

Генна терапія (від грец. терапейа - лікування, оздоровлення) - медична процедура, під час якої у хворого вилучають певні типи клітин (крові, епітелію шкіри або кишківника та ін.), замінюють їхні дефектні алельні гени нормальними, а потім вводять в організм. Завдяки цьому в організмі людини із захворюванням починають синтезуватись білки, яких до цього не вистачало (мал. 39.3). Нормальні гени вилучають з організму здорової людини та методами генної інженерії отримують їхні численні копії. До 80 % розробок генної терапії спрямовано на боротьбу з пухлинними захворюваннями.

Мал. 39.3. Метод генної терапії. Зі шкіри руки (А) отримують клітину епітелію (Б). В її ядрі (В) містяться хромосоми (Г). Нормальні гени (Д), призначені для введення в хромосоми. Е. Введення клітин з нормальними генами в організм людини

За певних онкологічних та інфекційних захворювань методами генної терапії можна пригнічувати активність генів, не притаманну нормальній клітині, або посилювати її (наприклад, для збільшення синтезу гемоглобіну у хворих на серпоподібноклітинну анемію). Ще одна галузь її застосування - генетична модифікація клітин, спрямована на посилення імунних реакцій.

Введення «генів-убивць» призводить до загибелі пухлинних клітин. Особливе місце у генній терапії посідають методи боротьби зі СНІДом. Зокрема, учені створюють генетично модифіковані клітини, здатні виробляти антитіла проти ВІЛу.

Активний і здоровий спосіб життя не тільки дає змогу уникнути певних захворювань та збільшити тривалість життя, а й має фінансове підґрунтя. У людей з хворобою знижується працездатність, що позначається на їхніх заробітках, вони витрачають значні кошти на ліки. Отже, активний і здоровий спосіб життя дає змогу економити не тільки власні кошти, а й кошти в масштабах усієї країни. Зекономлені кошти можуть бути спрямовані на будівництво нових стадіонів, спортивних майданчиків, зон відпочинку тощо.

Ключові терміни та поняття: медико-генетичне консультування, генетичне тестування, генна терапія.

Перевірте здобуті знання

1. Які завдання медичної генетики? 2. Чим зумовлені спадкові захворювання та вади людини? 3. У яких формах можуть проявлятись спадкові захворювання та порушення розвитку людини? 4. Що таке медико-генетичне консультування та які його завдання? 5. Які завдання генної терапії?

Поміркуйте. Які проблеми етичного плану виникають під час медико-генетичного консультування?