Rolul geneticii pentru medicina practică. Importanța geneticii pentru medicină și asistență medicală. Natura familială a bolii

Importanța geneticii pentru medicină și asistență medicală

Subiectul și sarcinile geneticii umane. Genetica umană, sau genetica medicală, studiază fenomenele de ereditate și variabilitate în diferite populații umane, caracteristicile manifestării și dezvoltării caracteristicilor normale (fizice, creative, intelectuale) și patologice, dependența bolilor de predeterminarea genetică și condițiile de mediu, inclusiv condiţiile sociale de viaţă. Formarea geneticii medicale a început în anii 30. secolul XX, când au început să apară fapte care confirmă că moștenirea trăsăturilor la om este supusă acelorași legi ca și la alte organisme vii.

Sarcina geneticii medicale este de a identifica, studia, preveni și trata bolile ereditare, precum și de a dezvolta modalități de prevenire a efectelor nocive ale factorilor de mediu asupra eredității umane.

Metode de studiere a eredității umane. La studierea eredității și variabilității umane se folosesc următoarele metode: genealogică, gemene, citogenetice, biochimice, dermatoglifice, hibridizare celule somatice, modelare etc.

Metoda genealogică vă permite să aflați legăturile de familie și să urmăriți moștenirea caracteristicilor normale sau patologice între rudele apropiate și îndepărtate dintr-o familie dată pe baza întocmirii unui pedigree - genealogie. Dacă există pedigree, atunci, folosind date rezumative pentru mai multe familii, este posibil să se determine tipul de moștenire a unei trăsături - dominantă sau recesivă, legată de sex sau autozomal, precum și natura sa monogenă sau poligenă. Metoda genealogică a dovedit moștenirea multor boli, precum diabetul, schizofrenia, hemofilia etc.

Metoda genealogică este utilizată pentru diagnosticarea bolilor ereditare și consilierea genetică medicală; permite prevenirea genetică (prevenirea nașterii unui copil bolnav) și prevenirea timpurie a bolilor ereditare.

Metoda gemenilor constă în studierea dezvoltării trăsăturilor la gemeni. Vă permite să determinați rolul genotipului în moștenirea trăsăturilor complexe, precum și să evaluați influența unor factori precum creșterea, formarea etc.

Se știe că gemenii umani sunt identici (monozigoți) și fraterni (dizigoți). Gemeni identici sau identici se dezvoltă dintr-un ovul fertilizat de un spermatozoid. Sunt întotdeauna de același sex și se aseamănă izbitor între ei, deoarece au același genotip. În plus, au aceeași grupă de sânge, aceleași amprente și scris de mână, chiar și părinții lor îi încurcă și nu îi pot distinge după mirosul câinelui. Doar gemenii identici au succes 100% în transplantul de organe, deoarece au același set de proteine ​​și țesutul transplantat nu este respins. Proporția de gemeni identici la oameni este de aproximativ 35-38% din numărul total.

Gemenii fraterni sau dizigoți se dezvoltă din două ovule diferite, fertilizate simultan de spermatozoizi diferiți. Gemenii dizigoți pot fi fie de același sexe, fie de sexe diferite, iar din punct de vedere genetic nu sunt mai asemănători decât frații și surorile obișnuite.

Studiul gemenilor identici de-a lungul vieții, mai ales dacă trăiesc în condiții socio-economice și climatice diferite, este interesant, deoarece diferențele dintre ei în dezvoltarea proprietăților fizice și mentale se explică nu prin genotipuri diferite, ci prin influența mediului. conditii.

Metoda citogenetică se bazează pe un studiu microscopic al structurii cromozomilor la persoanele sănătoase și bolnave. Controlul citogenetic este utilizat în diagnosticul unui număr de boli ereditare asociate cu aneuploidie și diverse rearanjamente cromozomiale. De asemenea, face posibilă studierea îmbătrânirii țesuturilor pe baza unor studii ale dinamicii legate de vârstă a structurii celulare, pentru a stabili efectul mutagen al factorilor de mediu asupra oamenilor etc.

În ultimii ani, metoda citogenetică a căpătat o mare importanță în legătură cu posibilitățile de analiză genetică umană, care au fost deschise prin hibridizarea celulelor somatice în cultură. Obținerea de hibrizi interspecifici de celule (de exemplu, uman și șoarece) permite abordarea semnificativă a soluției problemelor asociate cu imposibilitatea încrucișărilor direcționate, localizarea unei gene pe un anumit cromozom, stabilirea unui grup de legătură pentru o serie de trăsături, etc. Combinând metoda genealogică cu metoda citogenetică, și De asemenea, cu cele mai recente metode de inginerie genetică, procesul de cartografiere a genelor la om s-a accelerat semnificativ.

Metodele biochimice pentru studierea eredității umane ajută la depistarea unui număr de boli metabolice (glucide, aminoacizi, lipide etc.) folosind, de exemplu, studiul fluidelor biologice (sânge, urină, lichid amniotic) prin analize calitative sau cantitative. Cauza acestor boli este o modificare a activității anumitor enzime.

Folosind metode biochimice, au fost descoperite aproximativ 500 de boli moleculare rezultate din manifestarea genelor mutante. În diferite tipuri de boli, este posibil fie să se determine proteina-enzimă anormală în sine, fie să se identifice produse metabolice intermediare. Pe baza rezultatelor testelor biochimice, este posibilă diagnosticarea bolii și determinarea metodelor de tratament. Diagnosticul precoce și utilizarea diferitelor diete în primele etape ale dezvoltării postembrionare pot vindeca unele boli sau cel puțin ameliorează starea pacienților cu sisteme enzimatice defecte.

Ca orice altă disciplină, genetica umană modernă folosește metode ale științelor conexe: fiziologie, biologie moleculară, inginerie genetică, modelare biologică și matematică etc. Un loc semnificativ în rezolvarea problemelor geneticii medicale îl ocupă metoda ontogenetică, care ne permite să luați în considerare dezvoltarea caracteristicilor normale și patologice în timpul dezvoltării individuale a organismului.

Bolile umane ereditare, tratamentul și prevenirea lor. Până în prezent, au fost înregistrate peste 2 mii de boli ereditare umane, majoritatea asociate cu tulburări mintale. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, datorită utilizării noilor metode de diagnostic, se înregistrează anual în medie trei boli ereditare noi, care sunt întâlnite în practica unui medic de orice specialitate: terapeut, chirurg, neurolog, obstetrician-ginecolog, medic pediatru, endocrinolog, etc. Boli care nu au absolut nimic de-a face cu ereditatea, practic inexistente. Cursul diferitelor boli (virale, bacteriene, micoze și chiar leziuni) și recuperarea acestora într-o măsură sau alta depind de caracteristicile imunologice, fiziologice, comportamentale și mentale ereditare ale individului.

În mod convențional, bolile ereditare pot fi împărțite în trei grupe mari: boli metabolice, boli moleculare, care sunt de obicei cauzate de mutații genetice și boli cromozomiale.

Mutații genetice și tulburări metabolice. Mutațiile genelor pot duce la creșterea sau scăderea activității anumitor enzime sau chiar absența acestora. Fenotipic, astfel de mutații se manifestă ca boli metabolice ereditare, care sunt determinate de absența sau excesul de produs al reacției biochimice corespunzătoare.

Mutațiile genelor sunt clasificate în funcție de manifestarea lor fenotipică, adică ca boli asociate cu tulburări ale metabolismului aminoacizilor, carbohidraților, lipidelor, mineralelor și a acidului nucleic.

Un exemplu de tulburare a metabolismului aminoacizilor este albinismul, o boală relativ inofensivă care apare în Europa de Vest cu o frecvență de 1:25.000. Cauza bolii este un defect al enzimei tirozinaze, care blochează conversia tirozinei în melanină. Albinii au pielea lăptoasă, părul foarte deschis și nu au pigment în iris. Au sensibilitate crescută la lumina soarelui, ceea ce provoacă boli inflamatorii ale pielii la ei.

Una dintre cele mai frecvente boli ale metabolismului carbohidraților este diabetul zaharat. Această boală este asociată cu o deficiență a hormonului insulină, care duce la întreruperea formării glicogenului și la creșterea nivelului de glucoză din sânge.

O serie de semne patologice (hipertensiune arterială, ateroscleroză, gută etc.) sunt determinate nu de una, ci de mai multe gene (fenomenul de polimerizare). Acestea sunt boli cu predispoziție ereditară, care depind în mare măsură de condițiile de mediu: în condiții favorabile, astfel de boli pot să nu se manifeste.

Boli cromozomiale. Acest tip de boală ereditară este asociat cu modificări ale numărului sau structurii cromozomilor. Frecvența anomaliilor cromozomiale la nou-născuți variază de la 0,6 la 1%, iar în stadiul de 8-12 săptămâni aproximativ 3% dintre embrioni le au. Dintre avorturile spontane, frecvența anomaliilor cromozomiale este de aproximativ 30%, iar în stadiile incipiente (până la două luni) - 50% și mai mult.

Toate tipurile de mutații cromozomiale și genomice au fost descrise la om, inclusiv aneuploidia, care poate fi de două tipuri - monosomie și polisomie. Monosomia este deosebit de severă.

Monosomia întregului organism a fost descrisă pentru cromozomul X. Acesta este sindromul Shereshevsky-Turner (44+X), care se manifestă la femeile care se caracterizează prin modificări patologice ale fizicului (statură scurtă, gât scurt), tulburări în dezvoltarea sistemului reproducător (absența majorității caracteristicilor sexuale secundare feminine) , și limitări mentale. Frecvența de apariție a acestei anomalii este de 1:4000-5000.

Femeile trisomice (44+XXX), de regulă, se disting prin tulburări ale dezvoltării sexuale, fizice și mentale, deși la unii pacienți aceste semne pot să nu apară. Sunt cunoscute cazuri de fertilitate la astfel de femei. Frecvența sindromului este de 1:1000.

Bărbații cu sindrom Klinefelter (44+XXY) se caracterizează printr-o dezvoltare și activitate afectată a gonadelor, un tip de corp eunuchoid (mai îngust decât pelvisul, umerii, creșterea părului de tip feminin și depunerea de grăsime pe corp, brațele și picioarele alungite în comparație cu corpul). De aici creșterea mai mare. Aceste semne, combinate cu o oarecare retard mintal, apar la un baiat relativ normal din momentul pubertatii.

Sindromul Klinefelter se observă cu polisomie nu numai pe cromozomul X (XXX XXXY, XXXXY), ci și pe cromozomul Y (XYY. XXYY. XXYYY). Frecvența sindromului este de 1:1000.

Dintre bolile autosomale, trisomia 21, sau sindromul Down, este cea mai studiată. Potrivit diverșilor autori, natalitatea copiilor cu sindrom Down este de 1:500-700 de nou-născuți, iar în ultimele decenii frecvența trisomiei-21 a crescut.

Semne tipice ale pacienților cu sindrom Down: un nas mic cu o punte larg plată, ochi înclinați cu epicant - un pliu deasupra pleoapei superioare, urechi mici deformate, o gură întredeschisă, statură mică, retard mintal. Aproximativ jumătate dintre pacienți au defecte cardiace și ale vaselor mari.

Există o relație directă între riscul de a avea copii cu sindrom Down și vârsta mamei. S-a stabilit că 22-40% dintre copiii cu această boală se nasc din mame peste 40 de ani (2-3% dintre femeile aflate la vârsta fertilă).

Aici luăm în considerare doar câteva exemple de boli genetice și cromozomiale umane, care, totuși, dau o anumită idee despre complexitatea și fragilitatea organizării sale genetice.

Principala modalitate de a preveni bolile ereditare este prevenirea acestora. În acest scop, în multe țări ale lumii, inclusiv în Belarus, există o rețea de instituții care oferă consiliere medicală și genetică populației. În primul rând, serviciile sale ar trebui să fie folosite de persoanele care se căsătoresc care au rude dezavantajate genetic.

Consultarea genetică este obligatorie pentru căsătoria rudelor, persoanelor cu vârsta peste 30-40 de ani, precum și a celor care lucrează în producție cu condiții de muncă periculoase. Medicii și geneticienii vor putea determina gradul de risc de a da naștere a urmașilor inferiori genetic și vor asigura monitorizarea copilului în timpul dezvoltării sale intrauterine. Trebuie remarcat faptul că fumatul, consumul de alcool și droguri de către mama sau tatăl copilului nenăscut crește semnificativ probabilitatea de a avea un copil cu boli ereditare severe.

Dacă se naște un copil bolnav, un tratament medicamentos, dietetic și hormonal este uneori posibil. Un exemplu clar care confirmă capacitățile medicinei în lupta împotriva bolilor ereditare este poliomielita. Această boală se caracterizează printr-o predispoziție ereditară, dar cauza directă a bolii este o infecție virală. Efectuarea imunizării în masă împotriva agentului cauzal al bolii a făcut posibilă salvarea tuturor copiilor predispuși ereditar la aceasta de consecințele severe ale bolii. Tratamentul dietetic și hormonal a fost folosit cu succes în tratamentul fenilcetonuriei, diabetului zaharat și a altor boli.

Lectura: Importanța geneticii pentru medicină

Genetica umana- acesta este unul dintre subdomeniile geneticii, în cadrul căruia se efectuează studii ale tiparelor și mecanismelor de variabilitate și moștenire la om.

Această știință este în strânsă legătură cu antropologia și medicina. Se împarte în:

antropogenetica este o știință care studiază ereditatea și variabilitatea trăsăturilor care se află în limite normale;

genetica medicală, care studiază modificările patologice ale genomului și previne apariția lor.

Genetica clinică (medicală), în special, studii:

caracteristicile manifestării semnelor patologice și normale;

probabilitatea bolilor cronice din cauza predispoziției genetice și a influențelor mediului.

Obiectivele sale principale sunt tratamentul bolilor ereditare, studiul, prevenirea, detectarea acestora, precum și identificarea modalităților de prevenire a impactului factorilor mutageni asupra genomului uman.

Statisticile arată că la populațiile umane frecvența bolilor de natură genetică este de 2-4%. Acestea includ diverse tulburări metabolice, iar mutațiile provoacă, de asemenea, dezvoltarea incorectă și disfuncția diferitelor organe și sistemele acestora. De exemplu, genele modificate provoacă surditate ereditară, persoane cu șase degete, atrofie a nervului optic și altele.

Dacă există un defect în gena care codifică structura enzimei care poate transforma fenilalanina în tirozină, apare boala fenilcetonurie. În același timp, fenilalanina acumulată în organism se transformă în diferite toxine care au un efect negativ asupra sistemului nervos al copilului. Apar crize convulsive, reflexe afectate și dezvoltare mentală slăbită. Frecvența sa este 1:8000.

Sunt cunoscute boli cromozomiale, cum ar fi sindromul Down, polisomia pe cromozomul X la femei și altele, care apar ca urmare a unei încălcări a divergenței cromozomiale în timpul formării gameților. Diagnosticat la 1 din 700 de copii.
Multe anomalii cromozomiale sunt atât de severe încât, chiar dacă se nasc copii, aceștia au numeroase defecte de dezvoltare și mor la o vârstă fragedă.

Factori mutageni ai tulburărilor genetice

Cauza tulburărilor genetice sunt factorii mutageni, care sunt împărțiți în fizici, chimici și biologici.

Fizic. Acestea includ diverse tipuri de radiații - ultraviolete solare, radioactive, alte forme de unde scurte, precum și temperaturi extrem de ridicate sau foarte scăzute.

Chimic. Aceasta este cea mai frecventă cauză a tulburărilor genomice. Ei pot fi:

nitrați și alții folosiți ca îngrășăminte;

forme chimic active de oxigen – inclusiv peroxid;

otrăvuri agricole;

unii dintre aditivii alimentari (ciclamați etc.);

produse petroliere;

medicamente.

La fel și multe tipuri de substanțe chimice utilizate necontrolat în cosmetică și viața de zi cu zi.

Biologic. Acestea sunt diverse substanțe biologice care intră sau sunt sintetizate în organism:

unele virusuri si toxinele acestora (virusuri gripale, rubeola, rujeola);

lipide oxidate și alte produse metabolice care nu sunt excretate din organism;

antigene ale diferitelor microorganisme.

Mutagenii activi din punct de vedere chimic pot forma compuși complecși cu ADN. Un astfel de ADN, „atârnat” cu molecule străine, nu numai că nu poate lua parte la transcripție și replicare, ci se modifică, reacționând cu substanțe agresive, pierde bucăți din structura sa, ceea ce duce la deteriorarea gravă a aparatului genetic.

În prezent se desfășoară cercetări active în domeniul medicinei genetice. Chiar și în comparație cu acum 20 de ani, au fost dezvoltate și puse în practică diverse metode de diagnosticare a tulburărilor genetice ale fătului în stadiile incipiente ale sarcinii și se efectuează diverse analize complexe. Se lucrează la secvențierea (descifrarea) genomul uman.

Rezultatele cercetării fac posibilă dezvoltarea de noi standarde pentru diverse industrii și agricultură, limitând utilizarea compușilor chimici care pot provoca modificări mutaționale.

Monitorizarea constantă a mediului se realizează în funcție de diverși parametri.

Subiectul și sarcinile geneticii umane. Genetica umană, sau genetica medicală, studiază fenomenele de ereditate și variabilitate în diferite populații umane, caracteristicile manifestării și dezvoltării caracteristicilor normale (fizice, creative, intelectuale) și patologice, dependența bolilor de predeterminarea genetică și condițiile de mediu, inclusiv condiţiile sociale de viaţă. Formarea geneticii medicale a început în anii 30. secolul XX, când au început să apară fapte care confirmă că moștenirea trăsăturilor la om este supusă acelorași legi ca și la alte organisme vii.

Sarcina geneticii medicale este de a identifica, studia, preveni și trata bolile ereditare, precum și de a dezvolta modalități de prevenire a efectelor nocive ale factorilor de mediu asupra eredității umane.

Metode de studiere a eredității umane. La studierea eredității și variabilității umane se folosesc următoarele metode: genealogică, gemene, citogenetice, biochimice, dermatoglifice, hibridizare celule somatice, modelare etc.

Metoda genealogică vă permite să aflați legăturile de familie și să urmăriți moștenirea caracteristicilor normale sau patologice între rudele apropiate și îndepărtate dintr-o familie dată, pe baza compilației unui pedigree - genealogie. Dacă există pedigree, atunci, folosind date rezumative pentru mai multe familii, este posibil să se determine tipul de moștenire a unei trăsături - dominantă sau recesivă, legată de sex sau autozomal, precum și natura sa monogenă sau poligenă. Metoda genealogică a dovedit moștenirea multor boli, precum diabetul, schizofrenia, hemofilia etc.

Metoda genealogică este utilizată pentru diagnosticarea bolilor ereditare și consilierea genetică medicală; permite prevenirea genetică (prevenirea nașterii unui copil bolnav) și prevenirea timpurie a bolilor ereditare.

Metoda gemenilor constă în studierea dezvoltării trăsăturilor la gemeni. Vă permite să determinați rolul genotipului în moștenirea trăsăturilor complexe, precum și să evaluați influența unor factori precum creșterea, formarea etc.

Se știe că gemenii umani sunt identici (monozigoți) și fraterni (dizigoți). Gemeni identici sau identici se dezvoltă dintr-un ovul fertilizat de un spermatozoid. Sunt întotdeauna de același sex și se aseamănă izbitor între ei, deoarece au același genotip. În plus, au aceeași grupă de sânge, aceleași amprente și scris de mână, chiar și părinții lor îi încurcă și nu îi pot distinge după mirosul câinelui. Doar gemenii identici au succes 100% în transplantul de organe, deoarece au același set de proteine ​​și țesutul transplantat nu este respins. Proporția de gemeni identici la oameni este de aproximativ 35-38% din numărul total.

Gemenii fraterni sau dizigoți se dezvoltă din două ovule diferite, fertilizate simultan de spermatozoizi diferiți. Gemenii dizigoți pot fi fie de același sexe, fie de sexe diferite, iar din punct de vedere genetic nu sunt mai asemănători decât frații și surorile obișnuite.

Studiul gemenilor identici de-a lungul vieții, mai ales dacă trăiesc în condiții socio-economice și climatice diferite, este interesant, deoarece diferențele dintre ei în dezvoltarea proprietăților fizice și mentale se explică nu prin genotipuri diferite, ci prin influența mediului. conditii.

Metoda citogenetică se bazează pe un studiu microscopic al structurii cromozomilor la persoanele sănătoase și bolnave. Controlul citogenetic este utilizat în diagnosticul unui număr de boli ereditare asociate cu aneuploidie și diverse rearanjamente cromozomiale. De asemenea, face posibilă studierea îmbătrânirii țesuturilor pe baza unor studii ale dinamicii legate de vârstă a structurii celulare, pentru a stabili efectul mutagen al factorilor de mediu asupra oamenilor etc.

În ultimii ani, metoda citogenetică a căpătat o mare importanță în legătură cu posibilitățile de analiză genetică umană, care au fost deschise prin hibridizarea celulelor somatice în cultură. Obținerea de hibrizi interspecifici de celule (de exemplu, uman și șoarece) permite abordarea semnificativă a soluției problemelor asociate cu imposibilitatea încrucișărilor direcționate, localizarea unei gene pe un anumit cromozom, stabilirea unui grup de legătură pentru o serie de trăsături, etc. Combinând metoda genealogică cu metoda citogenetică, și De asemenea, cu cele mai recente metode de inginerie genetică, procesul de cartografiere a genelor la om s-a accelerat semnificativ.

Metodele biochimice pentru studierea eredității umane ajută la depistarea unui număr de boli metabolice (glucide, aminoacizi, lipide etc.) folosind, de exemplu, studiul fluidelor biologice (sânge, urină, lichid amniotic) prin analize calitative sau cantitative. Cauza acestor boli este o modificare a activității anumitor enzime.

Folosind metode biochimice, au fost descoperite aproximativ 500 de boli moleculare rezultate din manifestarea genelor mutante. În diferite tipuri de boli, este posibil fie să se determine proteina-enzimă anormală în sine, fie să se identifice produse metabolice intermediare. Pe baza rezultatelor testelor biochimice, este posibilă diagnosticarea bolii și determinarea metodelor de tratament. Diagnosticul precoce și utilizarea diferitelor diete în primele etape ale dezvoltării postembrionare pot vindeca unele boli sau cel puțin ameliorează starea pacienților cu sisteme enzimatice defecte.

Ca orice altă disciplină, genetica umană modernă folosește metode ale științelor conexe: fiziologie, biologie moleculară, inginerie genetică, modelare biologică și matematică etc. Un loc semnificativ în rezolvarea problemelor geneticii medicale îl ocupă metoda ontogenetică, care ne permite să luați în considerare dezvoltarea caracteristicilor normale și patologice în timpul dezvoltării individuale a organismului.

Bolile umane ereditare, tratamentul și prevenirea lor. Până în prezent, au fost înregistrate peste 2 mii de boli ereditare umane, majoritatea asociate cu tulburări mintale. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, datorită utilizării noilor metode de diagnostic, se înregistrează anual în medie trei boli ereditare noi, care sunt întâlnite în practica unui medic de orice specialitate: terapeut, chirurg, neurolog, obstetrician-ginecolog, medic pediatru, endocrinolog, etc. Boli care nu au absolut nimic de-a face cu ereditatea, practic inexistente. Cursul diferitelor boli (virale, bacteriene, micoze și chiar leziuni) și recuperarea acestora într-o măsură sau alta depind de caracteristicile imunologice, fiziologice, comportamentale și mentale ereditare ale individului.

În mod convențional, bolile ereditare pot fi împărțite în trei grupe mari: boli metabolice, boli moleculare, care sunt de obicei cauzate de mutații genetice și boli cromozomiale.

Mutații genetice și tulburări metabolice. Mutațiile genelor pot duce la creșterea sau scăderea activității anumitor enzime sau chiar absența acestora. Fenotipic, astfel de mutații se manifestă ca boli metabolice ereditare, care sunt determinate de absența sau excesul de produs al reacției biochimice corespunzătoare.

Mutațiile genelor sunt clasificate în funcție de manifestarea lor fenotipică, adică ca boli asociate cu tulburări ale metabolismului aminoacizilor, carbohidraților, lipidelor, mineralelor și a acidului nucleic.

Un exemplu de tulburare a metabolismului aminoacizilor este albinismul, o boală relativ inofensivă întâlnită în țările vest-europene cu o frecvență de 1:25.000. Cauza bolii este un defect al enzimei tirozinaze, care blochează conversia tirozinei în melanină. Albinii au pielea lăptoasă, părul foarte deschis și nu au pigment în iris. Au sensibilitate crescută la lumina soarelui, ceea ce provoacă boli inflamatorii ale pielii la ei.

Una dintre cele mai frecvente boli ale metabolismului carbohidraților este diabetul zaharat. Această boală este asociată cu o deficiență a hormonului insulină, care duce la întreruperea formării glicogenului și la creșterea nivelului de glucoză din sânge.

O serie de semne patologice (hipertensiune arterială, ateroscleroză, gută etc.) sunt determinate nu de una, ci de mai multe gene (fenomenul de polimerizare). Acestea sunt boli cu predispoziție ereditară, care depind în mare măsură de condițiile de mediu: în condiții favorabile, astfel de boli pot să nu se manifeste.

Boli cromozomiale. Acest tip de boală ereditară este asociat cu modificări ale numărului sau structurii cromozomilor. Frecvența anomaliilor cromozomiale la nou-născuți variază de la 0,6 la 1%, iar în stadiul de 8-12 săptămâni aproximativ 3% dintre embrioni le au. Dintre avorturile spontane, frecvența anomaliilor cromozomiale este de aproximativ 30%, iar în stadiile incipiente (până la două luni) - 50% și mai mult.

Toate tipurile de mutații cromozomiale și genomice au fost descrise la om, inclusiv aneuploidia, care poate fi de două tipuri - monosomie și polisomie. Monosomia este deosebit de severă.

Monosomia întregului organism a fost descrisă pentru cromozomul X. Acesta este sindromul Shereshevsky-Turner (44+X), care se manifestă la femeile care se caracterizează prin modificări patologice ale fizicului (statură scurtă, gât scurt), tulburări în dezvoltarea sistemului reproducător (absența majorității caracteristicilor sexuale secundare feminine) , și limitări mentale. Frecvența de apariție a acestei anomalii este 1: 4000-5000.

Femeile trisomice (44+XXX), de regulă, se disting prin tulburări ale dezvoltării sexuale, fizice și mentale, deși la unii pacienți aceste semne pot să nu apară. Sunt cunoscute cazuri de fertilitate la astfel de femei. Frecvența sindromului este de 1:1000.

Bărbații cu sindrom Klinefelter (44+XXY) se caracterizează printr-o dezvoltare și activitate afectată a gonadelor, un tip de corp eunuchoid (mai îngust decât pelvisul, umerii, creșterea părului de tip feminin și depunerea de grăsime pe corp, brațele și picioarele alungite în comparație cu corpul). De aici creșterea mai mare. Aceste semne, combinate cu o oarecare retard mintal, apar la un baiat relativ normal din momentul pubertatii.

Sindromul Klinefelter se observă cu polisomie nu numai pe cromozomul X (XXX XXXY, XXXXY), ci și pe cromozomul Y (XYY. XXYY. XXYYY). Frecvența sindromului este de 1:1000.

Dintre bolile autosomale, trisomia 21, sau sindromul Down, este cea mai studiată. Potrivit diverșilor autori, frecvența nașterilor copiilor cu sindrom Down este de 1:500-700 de nou-născuți, iar în ultimele decenii frecvența trisomiei-21 a crescut.

Semne tipice ale pacienților cu sindrom Down: un nas mic cu o punte plată largă, ochi înclinați cu epicant - un pliu deasupra pleoapei superioare, urechi mici deformate, gură întredeschisă, statură mică, retard mintal. Aproximativ jumătate dintre pacienți au defecte cardiace și ale vaselor mari.

Există o relație directă între riscul de a avea copii cu sindrom Down și vârsta mamei. S-a stabilit că 22-40% dintre copiii cu această boală se nasc din mame peste 40 de ani (2-3% dintre femeile aflate la vârsta fertilă).

Aici luăm în considerare doar câteva exemple de boli genetice și cromozomiale umane, care, totuși, dau o anumită idee despre complexitatea și fragilitatea organizării sale genetice.

Principala modalitate de a preveni bolile ereditare este prevenirea acestora. În acest scop, în multe țări ale lumii, inclusiv în Belarus, există o rețea de instituții care oferă consiliere medicală și genetică populației. În primul rând, serviciile sale ar trebui să fie folosite de persoanele care se căsătoresc care au rude dezavantajate genetic.

Consultarea genetică este obligatorie pentru căsătoria rudelor, persoanelor cu vârsta peste 30-40 de ani, precum și a celor care lucrează în producție cu condiții de muncă periculoase. Medicii și geneticienii vor putea determina gradul de risc de a da naștere a urmașilor inferiori genetic și vor asigura monitorizarea copilului în timpul dezvoltării sale intrauterine. Trebuie remarcat faptul că fumatul, consumul de alcool și droguri de către mama sau tatăl copilului nenăscut crește semnificativ probabilitatea de a avea un copil cu boli ereditare severe.

Dacă se naște un copil bolnav, un tratament medicamentos, dietetic și hormonal este uneori posibil. Un exemplu clar care confirmă capacitățile medicinei în lupta împotriva bolilor ereditare este poliomielita. Această boală se caracterizează printr-o predispoziție ereditară, dar cauza directă a bolii este o infecție virală. Efectuarea imunizării în masă împotriva agentului cauzal al bolii a făcut posibilă salvarea tuturor copiilor predispuși ereditar la aceasta de consecințele severe ale bolii. Tratamentul dietetic și hormonal a fost folosit cu succes în tratamentul fenilcetonuriei, diabetului zaharat și a altor boli.

Progresul în dezvoltarea medicinei și a societății duce la o creștere relativă a ponderii patologiei determinate genetic în morbiditate, mortalitate și dezadaptare socială (dizabilitate).

Sunt cunoscute peste 4000 de forme nosologice de boli ereditare. Aproximativ 5-5,5% dintre copii se nasc cu boli ereditare sau congenitale.

Tipul și prevalența patologiei ereditare la copii

Odată cu vârsta, „profilul” patologiei ereditare se schimbă, dar „sarcina” patologiei nu scade. Deși frecvența formelor severe de boli ereditare este redusă din cauza mortalității în copilărie, noi boli apar în perioada pubertății și mai târziu. După 20-30 de ani încep să apară boli cu predispoziție ereditară.

Jumătate dintre avorturile spontane se datorează unor motive genetice.

Cel puțin 30% din mortalitatea perinatală și neonatală se datorează malformațiilor congenitale și bolilor ereditare cu alte manifestări. O analiză a cauzelor mortalității infantile în general arată și importanța semnificativă a factorilor genetici.

Contribuția bolilor ereditare și congenitale la mortalitatea infantilă și infantilă în țările dezvoltate (pe baza materialelor OMS)

Cel puțin 25% din toate paturile de spital sunt ocupate de pacienți care suferă de boli cu predispoziție ereditară.

După cum se știe, o parte semnificativă a cheltuielilor sociale în țările dezvoltate este destinată asigurării persoanelor cu dizabilități încă din copilărie. Rolul factorilor genetici în etiologia și patogeneza stărilor invalidante în copilărie este enorm.

S-a dovedit rolul semnificativ al predispoziției ereditare în apariția bolilor larg răspândite (boli coronariene, hipertensiune arterială esențială, ulcere gastrice și duodenale, psoriazis, astm bronșic etc.). În consecință, pentru tratarea și prevenirea acestui grup de boli întâlnite în practica medicilor de toate specialitățile, este necesară cunoașterea mecanismelor de interacțiune dintre factorii de mediu și cei ereditari în apariția și dezvoltarea lor.

Genetica medicală ajută la înțelegerea interacțiunii factorilor biologici și de mediu (inclusiv a celor specifici) în patologia umană.

O persoană se confruntă cu noi factori de mediu care nu au mai fost întâlniți până acum de-a lungul întregii sale evoluții și se confruntă cu un mare stres de natură socială și de mediu (exces de informații, stres, poluare a aerului etc.). În același timp, în țările dezvoltate, asistența medicală se îmbunătățește și nivelul de trai crește, ceea ce schimbă direcția și intensitatea selecției. Un mediu nou poate crește nivelul procesului de mutație sau poate modifica manifestarea genelor. Ambele vor duce la apariția suplimentară a patologiei ereditare.

Cunoașterea elementelor de bază ale geneticii medicale permite medicului să înțeleagă mecanismele evoluției individuale a bolii și să aleagă metodele de tratament adecvate. Pe baza cunoștințelor genetice medicale se dobândesc abilități în diagnosticarea bolilor ereditare, precum și capacitatea de a îndruma pacienții și membrii familiei acestora la consiliere genetică medicală pentru prevenirea primară și secundară a patologiei ereditare.

Dobândirea de cunoștințe medicale și genetice contribuie la formarea unor linii directoare clare în percepția noilor descoperiri medicale și biologice, ceea ce este pe deplin necesar pentru profesia medicală, deoarece progresul științei schimbă rapid și profund practica clinică.

Bolile ereditare nu au putut fi tratate mult timp, iar singura metodă de prevenire a fost recomandarea de a se abține de la naștere. Vremurile acelea au trecut.

Genetica medicală modernă a înarmat clinicienii cu metode de diagnostic precoce, presimptomatic (preclinic) și chiar prenatal al bolilor ereditare. Metodele de diagnosticare preimplantare (înainte de implantarea embrionului) sunt dezvoltate intens, iar unele centre le folosesc deja.

Înțelegerea mecanismelor moleculare ale patogenezei bolilor ereditare și tehnologiile medicale înalte au asigurat tratarea cu succes a multor forme de patologie

A apărut un sistem coerent de prevenire a bolilor ereditare: consiliere medicală și genetică, prevenirea preconcepției, diagnosticare prenatală, diagnosticare în masă a bolilor metabolice ereditare la nou-născuți care pot fi corectate prin alimentație și medicație, examinarea clinică a pacienților și a membrilor familiei acestora. Introducerea acestui sistem asigură o reducere a frecvenței nașterilor copiilor cu malformații congenitale și boli ereditare cu 60-70%. Medicii și managerii din domeniul sănătății pot participa activ la implementarea realizărilor geneticii medicale.

Importanța geneticii pentru medicină și asistență medicală

Subiectul și sarcinile geneticii umane. Genetica umană, sau genetica medicală, studiază fenomenele de ereditate și variabilitate în diferite populații umane, caracteristicile manifestării și dezvoltării caracteristicilor normale (fizice, creative, intelectuale) și patologice, dependența bolilor de predeterminarea genetică și condițiile de mediu, inclusiv condiţiile sociale de viaţă. Formarea geneticii medicale a început în anii 30. secolul XX, când au început să apară fapte care confirmă că moștenirea trăsăturilor la om este supusă acelorași legi ca și la alte organisme vii.

Sarcina geneticii medicale este de a identifica, studia, preveni și trata bolile ereditare, precum și de a dezvolta modalități de prevenire a efectelor nocive ale factorilor de mediu asupra eredității umane.

Metode de studiere a eredității umane. La studierea eredității și variabilității umane se folosesc următoarele metode: genealogică, gemene, citogenetice, biochimice, dermatoglifice, hibridizare celule somatice, modelare etc.

Metoda genealogică vă permite să aflați legăturile de familie și să urmăriți moștenirea caracteristicilor normale sau patologice între rudele apropiate și îndepărtate din această familie pe baza întocmirii unui pedigree - genealogie. Dacă există pedigree, atunci, folosind date rezumative pentru mai multe familii, este posibil să se determine tipul de moștenire a unei trăsături - dominantă sau recesivă, legată de sex sau autozomal, precum și natura sa monogenă sau poligenă. Metoda genealogică a dovedit moștenirea multor boli, precum diabetul, schizofrenia, hemofilia etc.

Metoda genealogică este utilizată pentru diagnosticarea bolilor ereditare și consilierea genetică medicală; permite prevenirea genetică (prevenirea nașterii unui copil bolnav) și prevenirea timpurie a bolilor ereditare.

Metoda gemenilor constă în studierea dezvoltării trăsăturilor la gemeni. Vă permite să determinați rolul genotipului în moștenirea trăsăturilor complexe, precum și să evaluați influența unor factori precum creșterea, formarea etc.

Se știe că gemenii umani sunt identici (monozigoți) și fraterni (dizigoți). Gemeni identici sau identici se dezvoltă dintr-un ovul fertilizat de un spermatozoid. Sunt întotdeauna de același sex și se aseamănă izbitor între ei, deoarece au același genotip. În plus, au aceeași grupă de sânge, aceleași amprente și scris de mână, chiar și părinții lor îi încurcă și nu îi pot distinge după mirosul câinelui. Doar gemenii identici au succes 100% în transplantul de organe, deoarece au același set de proteine ​​și țesutul transplantat nu este respins. Proporția de gemeni identici la oameni este de aproximativ 35-38% din numărul total.

Gemenii fraterni sau dizigoți se dezvoltă din două ovule diferite, fertilizate simultan de spermatozoizi diferiți. Gemenii dizigoți pot fi fie de același sexe, fie de sexe diferite, iar din punct de vedere genetic nu sunt mai asemănători decât frații și surorile obișnuite.

Studiul gemenilor identici de-a lungul vieții, mai ales dacă trăiesc în condiții socio-economice și climatice diferite, este interesant, deoarece diferențele dintre ei în dezvoltarea proprietăților fizice și mentale se explică nu prin genotipuri diferite, ci prin influența mediului. conditii.

Metoda citogenetică se bazează pe un studiu microscopic al structurii cromozomilor la persoanele sănătoase și bolnave. Controlul citogenetic este utilizat în diagnosticul unui număr de boli ereditare asociate cu aneuploidie și diverse rearanjamente cromozomiale. De asemenea, face posibilă studierea îmbătrânirii țesuturilor pe baza unor studii ale dinamicii legate de vârstă a structurii celulare, pentru a stabili efectul mutagen al factorilor de mediu asupra oamenilor etc.

În ultimii ani, metoda citogenetică a căpătat o mare importanță în legătură cu posibilitățile de analiză genetică umană, care au fost deschise prin hibridizarea celulelor somatice în cultură. Obținerea de hibrizi interspecifici de celule (de exemplu, uman și șoarece) permite abordarea semnificativă a soluției problemelor asociate cu imposibilitatea încrucișărilor direcționate, localizarea unei gene pe un anumit cromozom, stabilirea unui grup de legătură pentru o serie de trăsături, etc. Combinând metoda genealogică cu metoda citogenetică, și De asemenea, cu cele mai recente metode de inginerie genetică, procesul de cartografiere a genelor la om s-a accelerat semnificativ.

Metodele biochimice pentru studierea eredității umane ajută la depistarea unui număr de boli metabolice (glucide, aminoacizi, lipide etc.) folosind, de exemplu, studiul fluidelor biologice (sânge, urină, lichid amniotic) prin analize calitative sau cantitative. Cauza acestor boli este o modificare a activității anumitor enzime.

Folosind metode biochimice, au fost descoperite aproximativ 500 de boli moleculare rezultate din manifestarea genelor mutante. În diferite tipuri de boli, este posibil fie să se determine proteina-enzimă anormală în sine, fie să se identifice produse metabolice intermediare. Pe baza rezultatelor testelor biochimice, este posibilă diagnosticarea bolii și determinarea metodelor de tratament. Diagnosticul precoce și utilizarea diferitelor diete în primele etape ale dezvoltării postembrionare pot vindeca unele boli sau cel puțin ameliorează starea pacienților cu sisteme enzimatice defecte.

Ca orice altă disciplină, genetica umană modernă folosește metode ale științelor conexe: fiziologie, biologie moleculară, inginerie genetică, modelare biologică și matematică etc. Un loc semnificativ în rezolvarea problemelor geneticii medicale îl ocupă metoda ontogenetică, care ne permite să luați în considerare dezvoltarea caracteristicilor normale și patologice în timpul dezvoltării individuale a organismului.

Bolile umane ereditare, tratamentul și prevenirea lor. Până în prezent, au fost înregistrate peste 2 mii de boli ereditare umane, majoritatea asociate cu tulburări mintale. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, datorită utilizării noilor metode de diagnostic, se înregistrează anual în medie trei boli ereditare noi, care sunt întâlnite în practica unui medic de orice specialitate: terapeut, chirurg, neurolog, obstetrician-ginecolog, medic pediatru, endocrinolog, etc. Boli care nu au absolut nimic de-a face cu ereditatea, practic inexistente. Cursul diferitelor boli (virale, bacteriene, micoze și chiar leziuni) și recuperarea acestora într-o măsură sau alta depind de caracteristicile imunologice, fiziologice, comportamentale și mentale ereditare ale individului.

În mod convențional, bolile ereditare pot fi împărțite în trei grupe mari: boli metabolice, boli moleculare, care sunt de obicei cauzate de mutații genetice și boli cromozomiale.

Mutații genetice și tulburări metabolice. Mutațiile genelor pot duce la creșterea sau scăderea activității anumitor enzime sau chiar absența acestora. Fenotipic, astfel de mutații se manifestă ca boli metabolice ereditare, care sunt determinate de absența sau excesul de produs al reacției biochimice corespunzătoare.

Mutațiile genelor sunt clasificate în funcție de manifestarea lor fenotipică, adică ca boli asociate cu tulburări ale metabolismului aminoacizilor, carbohidraților, lipidelor, mineralelor și a acidului nucleic.

Un exemplu de tulburare a metabolismului aminoacizilor este albinismul, o boală relativ inofensivă care apare în Europa de Vest cu o frecvență de 1:25.000. Cauza bolii este un defect al enzimei tirozinaze, care blochează conversia tirozinei în melanină. Albinii au pielea lăptoasă, părul foarte deschis și nu au pigment în iris. Au sensibilitate crescută la lumina soarelui, ceea ce provoacă boli inflamatorii ale pielii la ei.

Una dintre cele mai frecvente boli ale metabolismului carbohidraților este diabetul zaharat. Această boală este asociată cu o deficiență a hormonului insulină, care duce la întreruperea formării glicogenului și la creșterea nivelului de glucoză din sânge.

O serie de semne patologice (hipertensiune arterială, ateroscleroză, gută etc.) sunt determinate nu de una, ci de mai multe gene (fenomenul de polimerizare). Acestea sunt boli cu predispoziție ereditară, care depind în mare măsură de condițiile de mediu: în condiții favorabile, astfel de boli pot să nu se manifeste.

Boli cromozomiale. Acest tip de boală ereditară este asociat cu modificări ale numărului sau structurii cromozomilor. Frecvența anomaliilor cromozomiale la nou-născuți variază de la 0,6 la 1%, iar în stadiul de 8-12 săptămâni aproximativ 3% dintre embrioni le au. Dintre avorturile spontane, frecvența anomaliilor cromozomiale este de aproximativ 30%, iar în stadiile incipiente (până la două luni) - 50% și mai mult.

Toate tipurile de mutații cromozomiale și genomice au fost descrise la om, inclusiv aneuploidia, care poate fi de două tipuri - monosomie și polisomie. Monosomia este deosebit de severă.

Monosomia întregului organism a fost descrisă pentru cromozomul X. Acesta este sindromul Shereshevsky-Turner (44+X), care se manifestă la femeile care se caracterizează prin modificări patologice ale fizicului (statură scurtă, gât scurt), tulburări în dezvoltarea sistemului reproducător (absența majorității caracteristicilor sexuale secundare feminine) , și limitări mentale. Frecvența de apariție a acestei anomalii este de 1:4000-5000.

Femeile trisomice (44+XXX), de regulă, se disting prin tulburări ale dezvoltării sexuale, fizice și mentale, deși la unii pacienți aceste semne pot să nu apară. Sunt cunoscute cazuri de fertilitate la astfel de femei. Frecvența sindromului este de 1:1000.

Bărbații cu sindrom Klinefelter (44+XXY) se caracterizează printr-o dezvoltare și activitate afectată a gonadelor, un tip de corp eunuchoid (mai îngust decât pelvisul, umerii, creșterea părului de tip feminin și depunerea de grăsime pe corp, brațele și picioarele alungite în comparație cu corpul). De aici creșterea mai mare. Aceste semne, combinate cu o oarecare retard mintal, apar la un baiat relativ normal din momentul pubertatii.

Sindromul Klinefelter se observă cu polisomie nu numai pe cromozomul X (XXX XXXY, XXXXY), ci și pe cromozomul Y (XYY. XXYY. XXYYY). Frecvența sindromului este de 1:1000.

Dintre bolile autosomale, trisomia 21 sau sindromul Down a fost studiată în cea mai mare măsură. Potrivit diverșilor autori, natalitatea copiilor cu sindrom Down este de 1:500-700 de nou-născuți, iar în ultimele decenii frecvența trisomiei-21 a crescut.

Semne tipice ale pacienților cu sindrom Down: un nas mic cu o punte larg plată, ochi înclinați cu epicant - un pliu deasupra pleoapei superioare, urechi mici deformate, o gură întredeschisă, statură mică, retard mintal. Aproximativ jumătate dintre pacienți au defecte cardiace și ale vaselor mari.

Există o legătură directă între riscul de a avea copii cu sindrom Down și vârsta mamei. S-a stabilit că 22-40% dintre copiii cu această boală se nasc din mame peste 40 de ani (2-3% dintre femeile aflate la vârsta fertilă).

Aici luăm în considerare doar câteva exemple de boli genetice și cromozomiale umane, care, totuși, dau o anumită idee despre complexitatea și fragilitatea organizării sale genetice.

Principala modalitate de a preveni bolile ereditare este prevenirea acestora. În acest scop, în multe țări ale lumii, inclusiv în Belarus, există o rețea de instituții care oferă consiliere medicală și genetică populației. În primul rând, serviciile sale ar trebui să fie folosite de persoanele care se căsătoresc care au rude dezavantajate genetic.

Consultarea genetică este obligatorie pentru căsătoria rudelor, persoanelor cu vârsta peste 30-40 de ani, precum și a celor care lucrează în producție cu condiții de muncă periculoase. Medicii și geneticienii vor putea determina gradul de risc de a da naștere a urmașilor inferiori genetic și vor asigura monitorizarea copilului în timpul dezvoltării sale intrauterine. Trebuie remarcat faptul că fumatul, consumul de alcool și droguri de către mama sau tatăl copilului nenăscut crește semnificativ probabilitatea de a avea un copil cu boli ereditare severe.

Dacă se naște un copil bolnav, un tratament medicamentos, dietetic și hormonal este uneori posibil. Un exemplu clar care confirmă capacitățile medicinei în lupta împotriva bolilor ereditare este poliomielita. Această boală se caracterizează printr-o predispoziție ereditară, dar cauza directă a bolii este o infecție virală. Efectuarea imunizării în masă împotriva agentului cauzal al bolii a făcut posibilă salvarea tuturor copiilor predispuși ereditar la aceasta de consecințele severe ale bolii. Tratamentul dietetic și hormonal a fost folosit cu succes în tratamentul fenilcetonuriei, diabetului zaharat și a altor boli.