Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Реферат на тему: Роль наследственных и средовых факторов в возникновении заболевания

Содержание:

Введение

Ген - наследственный фактор, функционально неделимая единица генетического материала; участок молекулы ДНК (в некоторых РНК-вирусах), кодирующий первичную структуру полипептида, транспортную или рибосомную молекулу РНК или взаимодействующий с регуляторным белком. Набор генов данной клетки или организма составляет ее генотип. Еще в 1865 г. Г. Мендель постулировал существование дискретных факторов наследования в половых клетках, а в 1909 г. Б. Йохансен назвал их геномом. Впоследствии ТХ Морган и его школа разработали теорию генов.

Первые попытки экспериментального решения проблем, связанных с передачей признаков от поколения к поколению, были предприняты еще в XVIII веке. Ученые, скрещивая друг с другом разные особи и получая гибридное потомство, стремились выяснить, как наследуются родительские свойства.

В 1665 г. английский естествоиспытатель Роберт Гук был первым, кто открыл клетку. И уже в 1674 г. Левенгук, благодаря созданию микроскопа, обнаружил существование живых клеток.

1900 год считается датой рождения генетики. С этого момента начались обширные исследования, в ходе которых были открыты идеи о мутациях, популяциях и чистых линиях организмов, хромосомная теория наследственности, закон гомологических рядов наследственной изменчивости и другие. Новый этап в развитии генетики связан с совершенствованием методик научных исследований. Сложные современные устройства позволили установить структуру нуклеиновых кислот, выявить их значение в явлениях наследственности и расшифровать генетический код, а также выявить этапы биосинтеза белка. Актуальность данной темы обусловлена тем, что без учета достижений генетики полноценная деятельность человека во многих областях науки и производства в настоящее время немыслима: в биологии, медицине, сельском хозяйстве. Знание генетики помогает понять происхождение и развитие жизни на Земле, раскрывает материальную основу эволюционных преобразований. Открытие взаимосвязи между структурой генов и белков привело к созданию молекулярной генетики. Интенсивно развивается иммуногенетика, изучающая генетические основы иммунных реакций организма. Выявлена генетическая основа многих болезней человека или предрасположенности к ним. Такая информация помогает специалистам в области медицинской генетики определить точную причину заболевания и разработать меры по профилактике и лечению людей.

В этой работе мы рассмотрим, насколько важна роль гена в жизни на примере нескольких типов заболеваний, а именно коснемся психических заболеваний и в качестве решения представим пренатальную диагностику наследственных заболеваний. плода развита на основе генетики и уже независима.

Генетика и эволюция

Современная генетика рассматривает наследственность как фундаментальное, неотделимое от концепции жизни свойство всех организмов повторять в серии последовательных поколений сходные типы биосинтеза и метаболизма в целом. Это обеспечивает структурную и функциональную преемственность живых существ - от их внутриклеточного аппарата до морфофизиологической организации на всех этапах индивидуального развития. Наследственная изменчивость, то есть постоянно происходящие изменения генотипической основы организмов, и наследственность дают материал, на основе которого естественный отбор создает множество форм жизни и обеспечивает поступательный ход эволюции. Одно из основополагающих положений современной генетики состоит в том, что наследственная информация о развитии и свойствах организмов содержится в основном в молекулярных структурах хромосом, заключенных в ядрах всех клеток организма и передается от родителей к потомкам. Биохимические процессы, лежащие в основе индивидуального развития организма, осуществляются на основе информации, поступающей от ядра в цитоплазматических структурах клетки. Некоторые клеточные органеллы, в частности хлоропласты и митохондрии, обладают генетической автономией, то есть содержат наследственный материал.

Открытие Менделем законов расщепления показало, что рецессивные мутации, возникающие в организмах, не исчезают, а остаются в популяциях в гетерозиготном состоянии. Это устранило одно из самых серьезных возражений против дарвиновской теории эволюции, высказанное английским инженером Ф. Дженкином, который утверждал, что количество полезных наследственных изменений, которые могут произойти у любого человека, будет уменьшаться в последующих поколениях и постепенно приближаться к нулю.

Генетики обосновали положение о том, что генотип определяет скорость реакции организма на окружающую среду. В пределах этой нормы условия окружающей среды могут влиять на индивидуальное развитие организмов, изменяя их морфологические и физиологические свойства, то есть вызывая модификации. Однако эти условия не вызывают адекватных (то есть соответствующих среде) изменений генотипа, и поэтому модификации не передаются по наследству, хотя сама возможность их возникновения под влиянием условий среды определяется генотипом. Именно в этом смысле генетика отрицательно решила вопрос о наследовании признаков, приобретенных в процессе индивидуального развития, что имело большое значение как для утверждения дарвиновской теории эволюции, так и для отбора.

Генетические исследования также показали роль мутационного процесса, изоляции миграций, гибридизации, а также генетически-автоматических процессов в эволюционной дивергенции популяций и механизмах видообразования.

Доказано, что один ген может влиять не на одну, а на многие характеристики организма (плейотропию), при этом развитие каждого признака зависит не от одного, а от многих генов (полимеризация). Также было доказано, что функции гена и его влияние на фенотип зависят от физического положения гена в генетической системе (эффект положения), от совокупности других генов (генотипическая среда) и от внешних условий. Фенотипическое выражение гена - экспрессивность, а также его проявление - пенетрантность, то есть наличие или отсутствие признака, контролируемого данным геном, может варьироваться в зависимости как от внешних условий, так и от генотипа. Под влиянием различных внешних воздействий гены могут изменяться - мутировать. Элементарные единицы, составляющие ген, также способны к независимой мутации. Все эти факты указывают на сложность материальной структуры гена, сложившейся в процессе развития жизни на Земле, после молекулярных основ организации наследственных структур и процессов, лежащих в основе передачи наследственной информации в клетке (и в клетке). тела) и поколений клеток (и организмов) оказалось, что гены контролируют процессы синтеза белка в клетках и что мутации генов (изменения химической структуры генов) приводят к изменению химической структуры белков (что в в некоторых случаях сводится к замене одной аминокислоты на другую). Материальным носителем генетической информации является гигантский полимер - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), который является важным компонентом в структуре хромосом всех организмов, за исключением некоторых вирусов, содержащих пубонуклеиновую кислоту (РНК).

Каждая стадия развития организма характеризуется строго определенным паттерном синтетической активности хромосом: одни части из них находятся в состоянии сильной активности и синтезируют РНК, тогда как другие части на этих стадиях развития функционально неактивны, но становятся активными. на других этапах. Оказалось, что в некоторых случаях гормоны являются регуляторами функциональной активности генетического аппарата. Проблема генетических аспектов онтогенеза - одна из самых актуальных в современной биологии.

Роль генов в определении и лечении различных заболеваний

Проблема разнообразия генома человека, то есть генетического полиморфизма, также привлекает все больше внимания. Его задачи в основном имеют прикладной характер и связаны с выяснением генетических (генетических) основ индивидуальной чувствительности или устойчивости человека к различным неблагоприятным экзогенным факторам (экогенетика), а также к лекарствам (фармакогенетика). В ходе таких исследований возникла идея о существовании генов предрасположенности.

Процитируем высказывание Ф. Коллинза, директора Международной программы генома человека: Каждый из нас генетически несовершенный. По мере разработки все большего числа генетических тестов у каждого человека можно обнаружить мутацию, предрасполагающую к тому или иному заболеванию. Таким образом, гены предрасположенности по сути являются мутантными аллелями, которые совместимы с рождением и жизнью в послеродовой период, но при определенных неблагоприятных условиях могут способствовать развитию определенного заболевания. В зависимости от природы провоцирующего фактора их называют генами окружающей среды или генами, запускающими патологический процесс, когда сочетаются некоторые неблагоприятные факторы. В отличие от моногенных заболеваний, для возникновения которых достаточно наличия мутаций в структурном гене, эти заболевания относятся к самой многочисленной группе многофакторных заболеваний, в возникновении которых виноваты как генетические, так и экзогенные факторы.

В настоящее время известно более 200 генов окружающей среды. Они были идентифицированы в каждой группе ферментов, участвующих в детоксикации; У них обнаружены мутантные изоформы, функция которых может быть нарушена по сравнению с нормальными аллелями. Для многих из них выявлены генетические полиморфизмы, влияющие на функциональную активность их аллелей. Генетические исследования таких генов указывают на значительные межпопуляционные и межэтнические различия в их аллельном полиморфизме, что отражает особенности условий жизни, питания и образа жизни населения в разных регионах мира. Позже выяснилось, что эти функционально дефектные аллели гораздо чаще встречаются у лиц с различными заболеваниями, в этиологии которых важную роль играют неблагоприятные экзогенные факторы. Гены с такими аллелями можно рассматривать как гены предрасположенности к определенным заболеваниям. Таким образом, было установлено, что дефектный (нулевой) аллель глутатион-S-трансферазы, имеющий протяженную делецию, гомозиготен почти у 40% населения России. Этот генотип особенно характерен для больных раком легких, хроническим обструктивным бронхитом и раком мочевого пузыря. У лиц с этим генотипом на фоне алкоголизма часто развивается цирроз печени. Существует множество доказательств высокой предрасположенности людей, гомозиготных по ослабленному аллелю гена GSTPi, к различным опухолям, включая рак кожи и, как недавно было обнаружено, даже болезнь Паркинсона. Это тяжелое нейродегенеративное заболевание, вызванное избирательной гибелью дофаминергических нейронов в подкорковых областях мозга, особенно часто встречается у людей после хронического воздействия пестицидов. В настоящее время уже имеются достаточно обоснованные данные о том, что хотя бы некоторые гены внешней среды принимают непосредственное участие в возникновении ряда онкологических (рак груди, рак легких, рак мочевого пузыря и др.) И неонкологических (хроническая обструктивная болезнь). бронхит, эмфизема легких, эндометриоз, болезнь Паркинсона) заболевания. Поэтому не случайно популяционный скрининг аллельных вариантов генов GSTM1 и NAT-2 уже стал предметом широкого обсуждения.

Генотипирование APOE может играть роль в расшифровке нейробиологических механизмов болезни Альцгеймера, а также может использоваться в качестве критерия для формирования групп пациентов для клинических испытаний. В то же время до сих пор нет достаточных оснований рекомендовать этот метод для практической медицины. Во-первых, эпидемиологические исследования в определенных возрастных группах не проводились. Если генотип APOE4 / 4 обнаружен у 25-летнего пациента с деменцией, вероятность болезни Альцгеймера все еще крайне низка. Во-вторых, человек с любым генотипом APOE может страдать болезнью Альцгеймера, то есть в каждом отдельном случае данные генотипирования не могут ни подтвердить, ни опровергнуть этот диагноз. Даже если генотип указывает на высокую вероятность болезни Альцгеймера, это не исключает наличия другой формы деменции, которую можно лечить.

Поскольку основная задача дифференциальной диагностики - выявление излечимых форм деменции, а генотипирование с помощью APOE не решает эту проблему, считается, что нет смысла в ее широком использовании. Однако со временем результаты генотипирования, наряду с другими показателями, например, содержанием бета-амилоидного белка или тау-белка в спинномозговой жидкости, могут быть достаточно чувствительными и специфическими для диагностического комплекса.

Также обсуждается прогностическое использование генотипирования APOE в бессимптомных случаях.

Поскольку не существует профилактики болезни Альцгеймера, многие врачи считают такое тестирование неэтичным. Более того, генотипирование не позволяет предсказать такой важный признак, как возраст начала заболевания. Лица с генотипом APOE4 / E4 составляют 2% от общей популяции, и заболевание обычно начинается в возрасте 50 лет и старше.

Гены и психические заболевания

Поведенческая генетика, также как и психогенетика, изучает влияние генетических свойств организма на поведение, а также взаимодействие генетических факторов и факторов окружающей среды в той степени, в которой они влияют на поведение человека, то есть изучение известного противоречия: что больше влияет - природа или воспитание. Изучение взаимосвязи между поведением и генетическими предпосылками, или наследственностью.

Тип девиантного поведения - психическое заболевание. Исследования, проведенные разными методами, показали, что наследственная предрасположенность к психическим заболеваниям может быть разной: контролируемая одним локусом (будучи моногенным), небольшим количеством локусов (олигогенный контроль) или множеством локусов (полигенный контроль). В последнем случае наследственная основа представлена набором локусов с аддитивным (суммирующим) эффектом аллелей. Каждый из этих генов в отдельности может не проявлять самостоятельного патологического действия, но когда они накапливаются в определенной комбинации в генотипах, они приводят к развитию болезни.

Существует модель основного гена, согласно которой развитие заболевания определяется действием гена с сильным эффектом, а его тяжесть определяется множеством генов со слабым действием (гены-модификаторы или полигены ). В настоящее время психические заболевания классифицируются как многофакторные или болезни с наследственной предрасположенностью.

Для многофакторности характерен широкий клинический полиморфизм - разнообразие проявлений заболевания у разных лиц. Одно и то же заболевание может быть вызвано разными генетическими причинами.

Это явление называется генетической неоднородностью.

Для многофакторных заболеваний характерно семейное накопление - частота заболевания у родственников выше, чем в среднем по популяции. В родословных с психическим заболеванием увеличивается частота лиц с пограничными психическими состояниями и другими отклонениями поведения.

Для выяснения того, какие гены участвуют в формировании многофакторных (в том числе психических) заболеваний, используются биохимические, молекулярно-генетические методы и данные генеалогического анализа. Они позволяют определить, какие гены формируют предрасположенность к заболеванию, какие биохимические реакции протекают под их контролем, как биохимические продукты влияют на функции организма, как это проявляется в поведении. Эта методология построена на концепции генов-кандидатов. Гены-кандидаты называются генами, контролирующими ферменты, участвующие в образовании структур в организме, нарушение которых приводит к заболеванию. Также используется подход, называемый геномный поиск. В этом случае сравнивается наличие вариантов ДНК в группе пациентов и группе здоровых людей.

Вирусы - один из экологических факторов риска развития психических нервных заболеваний. При исследовании спинномозговой жидкости психиатрических и неврологических больных на содержание вирусных антител и интерферона комплемент-зависимые нейтрализующие антитела к вирусу герпеса (ВПГ1) были обнаружены у 52% больных старческой деменцией (52%), у 51%. больных энцефалитом, 44% больных алкоголизмом, 37% больных с повреждениями периферических нервов, рассеянным склерозом (42%), шизофренией (32%), менингитом (35%). Интерферон в спинномозговой жидкости обнаружен у 40% психиатрических и 35% неврологических заболеваний.

Гипотеза о происхождении психического заболевания.

Была выдвинута эволюционно-генетическая гипотеза, объясняющая высокую распространенность психических заболеваний среди населения. Согласно этой гипотезе, психические заболевания являются животным наследием человека, и их высокая распространенность объясняется тем, что гены, их формирующие, в малых дозах, по-видимому, полезны и благодаря этому сохраняются в популяции.

Если по каким-то причинам порог реакции резко снижен, то реакции могут возникать не только в ответ на специфические раздражители, но и на нейтральные. В таких случаях они становятся несоответствующими ситуации и приводят к аномалиям поведения.

Психические заболевания у людей эволюционировали из защитных реакций животных: эпилепсия из эпилептиформной реакции, аффективные психозы из аффективной реакции, шизофрения из кататонической реакции. В связи с тем, что порог ответа у человека резко снизился, эти ответы утратили адаптивную роль и стали патогенными.

Психоз рассматривается как плата за сохранение в популяции определенных генов, которые в других сочетаниях дают своим носителям некоторые биологические преимущества. Например, была получена информация о том, что у женщин с шизофренией высок процент музыкально и художественно одаренных детей.

Известно, что существует множество примеров того, что люди, наделенные особыми творческими способностями, не только сами имеют психические отклонения, но и имеют повышенный процент родственников с психическими отклонениями.

Генетическая природа таких тяжелых психических заболеваний, как шизофрения, биполярный психоз, аутизм, больше не вызывает сомнений ни у психиатров, ни у исследователей, работающих в области биологической психиатрии. За последние годы ученые собрали большой и убедительный материал, основанный на изучении семей, в которых случаи заболевания встречаются неоднократно. Обследованы пары монозиготных (однояйцевых) и дизиготных (разнояйцевых) близнецов. Работы специалистов показали, что вклад генетических факторов в развитие болезни достаточно высок (60-80%) и явно превышает вклад факторов окружающей среды. Заболеваемость аутизмом и заболеваниями аутистического спектра среди населения составляет 0,3-0,6%, а уровень заболеваемости среди братьев и сестер больных детей намного выше (2-8%). Еще несколько цифр: конкордантность развития болезни у близнецов составляет 90% у монозиготных близнецов и 0-10% у дизиготных пар при заболеваниях аутистического спектра (синдром Аспергера, дезинтегративные расстройства, синдром Ретта). Риск развития биполярного расстройства в популяции составляет 0,3–1,5%, а среди родственников больных значительно выше - более 20%. Шизофрения может возникать в 0,6–2% случаев у людей, не имеющих наследственного бремени психических заболеваний. Для родственников первой степени родства величина такого риска возрастает до 9-13%. Мы отмечаем самый высокий риск шизофрении у человека от пары близнецов, у которой один из близнецов уже болен этим заболеванием (28-48%, по разным данным), и у ребенка, рожденного от двух больных родителей (36-46 %).

Психические расстройства в онтогенезе

Некоторые психические расстройства начинаются в детстве, другие развиваются в первые годы жизни. К нарушениям онтогенеза относят умственную отсталость, когда IQ ребенка не превышает 70 баллов. Известны многие выдающиеся люди, которые в детстве страдали нарушениями онтогенеза, в частности, в образовании, например А. Эйнштейн, У. Вильсон, Н. Рокфеллер, У. Черчилль, Дж. Кеннеди.

Рассмотрим некоторые нарушения онтогенетического развития.

Аутизм. Для аутизма характерно неосведомленность о существовании и чувствах окружающих. У людей с этим заболеванием нарушена вербальная и невербальная коммуникация, недостаток воображения. Речь людей с аутизмом лишена смысла, часто наблюдается повторение слов и предложений. Больные дети не отзываются на свое имя, не любят, когда их ласкают и обнимают, на лицах не выражают никаких эмоций и не смотрят в глаза, плохо спят, у них развивается чувство страха. Примерно 66-75% людей с аутизмом имеют IQ до 70.

Аутизм распространен среди населения с частотой 2-5 на 10 000 тысяч человек, причем среди мужчин он встречается в 3-4 раза чаще, чем среди мужчин. Различия касаются и возрастных групп: у детей 7-9 лет аутизм встречается с частотой 12,6 на 10000 человек, у взрослых 18-20 лет - с частотой 0,4 на 10000, что, по-видимому, объясняется разными причинами. диагностические критерии и улучшения. условия у взрослых. В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению заболеваемости аутизмом в мире.

Заикание. Заикание характеризуется остановками речевого потока, которые выражаются в повторении звуков, слогов и слов.

Степень заикания постоянно меняется - в спокойном состоянии человек говорит лучше, чем в тревожном. Заикание встречается у 1% взрослых. У детей до 5 лет частота заикания составляет 5%, у школьников - с частотой 1,2%.

Поиск генетических причин заикания проводился генеалогическим и близнецовым методами. Анализ родословных показал, что в некоторых семьях заикание наблюдается в нескольких поколениях, у мальчиков в 4 раза чаще, чем у девочек.

Генетическая предрасположенность к заиканию - это полигенная система с пороговым эффектом, который не одинаков для разных полов.

Синдром Туретта. В 1885 году французский невропатолог Жиль де ла Туретт впервые диагностировал у женщины заболевание, которое позже стало известно как синдром Туретта. Синдром Туретта обычно проявляется в возрасте до 18 лет и характеризуется непроизвольными, быстрыми, повторяющимися, нерегулярными и стереотипными множественными моторными и вокальными тиками. Двигательные тики обычно поражают головную часть других частей тела (туловище, верхние и нижние конечности).

Популяционная частота синдрома Туретта составляет 5 пациентов на 10 000 человек, но данные различаются для разных групп населения. По разным данным, риск заболеть синдромом Туретта для родственников первой степени родства пациента составляет примерно от 2% до 51%, причем более подвержен, как уже отмечалось, мужской пол, для представителей которого риск в 5 раз выше, чем у женщин.

Дислексия. Дислексия определяется как специфическое и значительное нарушение способности к чтению, которое не может быть объяснено снижением интеллекта, способности читать, мотивацией или сенсорными нарушениями. Дислексия - одна из наиболее распространенных аномалий, диагностируемых в детстве, и представляет собой огромную образовательную и социальную проблему. Несмотря на то, что дислексия считается отклонением от нормы, у дислексиков часто повышаются показатели умственного развития. Среди детей с дислексией мальчики составляют около 80%.

Синдром дефицита внимания и гиперактивности. Гиперкинетический синдром проявляется в повышенной склонности к отвлечению. Гиперактивные дети не могут сидеть на одном месте и концентрироваться на какой-либо деятельности. Они легко переключаются с одного дела на другое, ничего не дорабатывая.

Гиперкинетический сидр встречается у 3-9% детей, причем среди мальчиков он встречается гораздо чаще, чем среди девочек. Гиперкинетические дети часто происходят из семей с психическими отклонениями. Около 40% из них имеют одного или обоих родителей с психическим расстройством. генное психическое заболевание аутизм

Риск развития гиперкинетического синдрома у ребенка больной матери составляет от 4% до 38%, больного отца - от 15% до 44%. В другом исследовании было показано, что риск развития гиперкинетического синдрома у брата или сестры больного ребенка составляет 25%. Некоторые исследователи предлагают неполную пенетрантную аутосомно-доминантную модель наследования гиперкинетического синдрома у людей.

Онтогенез - это постепенное изменение организма, происходящее поэтапно в виде количественных и качественных сдвигов, от менее к более совершенной структуре и функционированию. Онтогенез по сути этого понятия следует отнести ко всему периоду жизни человека от рождения до смерти, то есть включать не только прогрессивные, но и регрессивные, инволюционные изменения. Но чаще говорят об онтогенезе применительно к детству, и именно в этом смысле это понятие используется в разделе.

Каждый этап онтогенеза представляет собой переход от одного качественного состояния организма к другому, более высокому, путем преобразования его функционирования без смещения качественного уровня предыдущего этапа, т. е. В организме происходит постепенная дифференциация определенных (в том числе психических) процессов с одновременной их интеграцией в новое целое. В психологическом аспекте это повышение душевного содержания человека.

В дальнейшем получила распространение периодизация развития человеческого тела, введенная К. Бермом в прошлом веке (1826 г.), которая легла в основу современных представлений об этапах (стадиях, фазах) развития тела.

В отечественной и мировой практике выделяют 4 основных этапа психофизического развития в детстве - от рождения до 14 лет: первый этап - ранний (от 0 до 3 лет), второй - дошкольный (от 4 до 6 лет), третий - дошкольный. это школа (от 7 до 10 лет), четвертая - пубертатный, точнее школа-пубертатный (от 12 до 14 лет). Помимо этапов, изложенных в медицинской литературе, часто используются понятия дети и подростки. Подростковый период включает в себя период жизни от полового созревания до зрелого возраста (подростковый возраст) - чаще всего это возраст 12-16 лет, но иногда он удлиняется - 11-17 лет.

Процесс онтогенеза в детстве также включает так называемые критические периоды, или переходные периоды от одной стадии развития к другой. Принято выделять 3 критических периода: I - от 2 до 4 лет, II - от 7 до 8 лет и III - пубертатный - 12-14 лет. Критические периоды - это короткие периоды времени, характеризующиеся быстрыми изменениями в функционировании организма, общей и умственной реактивности. Для клинической медицины они представляют большой интерес, так как эти изменения вызывают повышенный риск любого заболевания, в том числе психического, и способствуют усугублению их течения.

Нормальное психическое развитие ребенка - сложный процесс, в основе которого лежит видовая и генетическая программа, реализуемая в условиях постоянной смены факторов внешней среды. Психическое развитие тесно связано с биологическими свойствами организма, его наследственными и конституциональными характеристиками, врожденными и приобретенными качествами, опосредованными постепенным формированием структуры и функций различных частей центральной нервной системы. Темпы формирования отдельных систем мозга различны, что определяет физиологическую гетерохронию его роста и развития, что отражается в разной скорости созревания отдельных психофизиологических функций. Эти различия включают индивидуальные колебания.

К основным факторам, влияющим на умственное развитие, относятся наследственность, семейная среда и воспитание, а также внешняя среда с множеством ее социальных и биологических влияний. Все эти влияния выступают в едином комплексе, что может привести как к усилению, так и к нивелированию влияния каждого из факторов.

Данная периодизация изначально выделялась психологами и врачами эмпирически, но затем была подтверждена в специальных нейропсихологических, нейроморфологических и нейрофизиологических исследованиях.

С точки зрения нейроморфологии критические периоды раннего детства представляют собой как бы пик структурных преобразований, происходящих на соответствующем этапе. Итак, критический период 15-28 недель внутриутробного развития плода соответствует закладке подкорковых структур головного мозга, 28 недель - закладке структур коры больших полушарий. Психологически третий триместр беременности характеризуется появлением элементов слуховой памяти и корреляцией поведения плода с психическим состоянием матери.

Пренатальная диагностика наследственных заболеваний

Ярко выраженной практической стороной генетики, как науки, необходимой для жизни, является пренатальная диагностика (ПД) наследственных и врожденных заболеваний - это относительно новое направление медицинской генетики, возникшее в 80-х годах ХХ века на стыке современных медицинских наук. такие клинические науки, как акушерство, гинекология, неонатология, медицинская генетика, с одной стороны, патофизиология, биохимия, цитогенетика, молекулярная биология, генетика человека, с другой.

На современном этапе развития пренатальная диагностика приобретает очертания самостоятельного научного направления со своими задачами, методами и предметом исследования. Предметом (объектом) научного изучения БП является эмбрион человека на разных стадиях внутриутробного развития. Человеческий эмбрион теперь доступен для самых разных исследований и диагностики практически на любой стадии развития. Методы, применяемые при БП, целесообразно разделить на непрямые, когда объектом исследования является беременная женщина, и прямые, когда исследуется сам плод. Последние могут быть инвазивными (оперативными) и неинвазивными.

Косвенные методы пренатальной диагностики

Основная цель косвенных методов - отбор женщин из группы высокого риска для дальнейшего углубленного наблюдения. Наряду с бактериологическими исследованиями скрытых инфекций и акушерско-гинекологическим обследованием важная роль принадлежит медико-генетическому консультированию. При этом уже на уровне женских консультаций женщина может получить информацию о том, принадлежит она к группам повышенного риска рождения больного ребенка.

Основные показания для направления беременной на ПД примерно одинаковы во всем мире. К ним относятся:

возраст женщины старше 35 лет (в России приказом Минздрава в 1993 году - старше 39 лет);
наличие не менее двух самопроизвольных выкидышей (абортов) на ранних сроках беременности;
наличие в семье ребенка или плода от предыдущей беременности с болезнью Дауна, другими хромосомными заболеваниями, с множественными врожденными пороками, семейным носительством хромосомных перестроек;
многие моногенные заболевания, ранее диагностированные в семье или у близких родственников;
применение ряда фармакологических препаратов до и на ранних сроках беременности;
перенесенные вирусные инфекции (гепатит, краснуха, токсоплазмоз и др.);
облучение одного из супругов до зачатия.

В последние годы, помимо перечисленных констатирующих показаний, которые, как уже указывалось, являются стандартными и полезными для информации не только для врачей, но и для всех женщин детородного возраста, особенно важная роль принадлежит изучению маркерных эмбриональных белков. в сыворотке крови матери, такие как альфа-фетопротеин (AFP), хориальный гонадотропин (ХГЧ), свободный эстрадиол и некоторые другие. Все эти белки являются эмбрионоспецифичными, то есть вырабатываются клетками самого плода или плаценты и попадают в кровоток матери, а их концентрация в сыворотке крови беременных женщин варьируется в зависимости от срока беременности и состояния. плода. В частности, содержание АФП увеличивается при открытых дефектах нервной трубки (экзэнцефалия, церебральная грыжа), незаращении передней брюшной стенки и аномалиях почек. В мировой литературе накоплен обширный фактический материал об изменении этих белков сыворотки крови в нормальных условиях и при различных патологиях, и практически во всех развитых странах все беременные женщины проходят скрининг на содержание этих белков с целью выявления женщин с высоким риском заболеваемости. наличие детей с врожденными и наследственными пороками. Исследование, проведенное в оптимальные сроки (15-16 недель беременности) с использованием трех тест-систем, позволяет выявить до 80% плодов с дефектами развития внутренних органов и до 65% - с хромосомными заболеваниями (например, синдром Дауна). заболевание, популяционная частота которого составляет 1 на 600-650 новорожденных). Естественно, что такая высокая эффективность и, соответственно, экономическая рентабельность (стоимость содержания одного ребенка с болезнью Дауна в течение года в американской специализированной школе-интернате оценивается в 40-50 тысяч долларов США) скрининговых программ может быть достигнута только при условии массового обследования всех беременных с использованием компьютерных программ расчета рисков. Скрининг на АФП и ХГЧ во время беременности также проводится во многих медико-генетических центрах России. К сожалению, относительно высокая стоимость иммуноферментного анализа, отсутствие отечественных наборов необходимого качества приводят к тому, что даже в таких городах, как Москва и Санкт-Петербург, скрининг проходит менее половины беременных. Более того, в большинстве случаев он ограничивается только AFP, что резко снижает его диагностические возможности по сравнению со стандартными программами, основанными на тестировании сразу нескольких белков-маркеров.

Хорошо известно, что на долю всех БП, ассоциированных с хромосомной патологией, приходится основная часть (около 80-85%) женщин в группах высокого риска, направленных на БП инвазивными методами. Именно поэтому такое внимание уделяется разработке удобных, эффективных и надежных методов хромосомного (цитогенетического) анализа клеток плода. Количество хромосомных аномалий, выявляемых на ранних сроках беременности (первый триместр), как правило, значительно выше, чем во втором. По обобщенным мировым данным, эффективность БП хромосомных заболеваний составляет в среднем 5%, причем более половины всех хромосомных аномалий обусловлены избытком 21 хромосомы - болезнью Дауна. Простые математические расчеты показывают, что даже если бы вся пренатальная диагностика ограничивалась только болезнью Дауна, она, безусловно, была бы рентабельной с экономической точки зрения.

Дальнейший прогресс в направлении БП хромосомных заболеваний, по-видимому, будет достигнут на пути широкого внедрения методов и приемов молекулярной цитогенетики, позволяющих диагностировать числовые нарушения даже на ядрах неделящихся клеток и анализировать более подробно структурные перестройки хромосом.

Количество моногенных заболеваний, доступных для молекулярной диагностики, уже превышает 1000 и продолжает быстро расти. Созданы и постоянно совершенствуются все новые эффективные и достаточно универсальные методы ДНК-диагностики, такие как метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), автором которого является американский ученый Кей Маллис, удостоенный Нобелевской премии 1994 года, метод блот-гибридизации, увековечивший имя его создателя Эда. Саузерн (1975) и методы секвенирования ДНК (анализ первичной последовательности нуклеотидов в цепи ДНК), разработанные П. Сангером.

В последние годы значительно снизилась доля биохимических методов при БП наследственных и врожденных заболеваний. Причина тому - решительный прогресс в ДНК- диагностике, которая позволяет анализировать сам ген, а не его продукты, и, таким образом, дает возможность диагностировать любые клетки плода, а не только те, где этот ген работает.. Тем не менее, биохимические методы широко используются при врожденных пороках нервной системы при БП (исследование АФП и ацетилхолинэстеразы в околоплодных водах), при некоторых формах метаболических заболеваний мукополисахаридов и лизосомных белков и даже при БП муковисцидоза, наиболее распространенной моногенной болезнь.

Заключение

Роль и значение гена для жизни на современном этапе трудно недооценить или переоценить. Генетика стала неотъемлемой частью человеческого существования. В данной работе мы затронули лишь небольшую часть проблем, которые можно решить с помощью научных разработок и современных методов обследования. Значение генетики для медицины будет возрастать с каждым годом, поскольку генетика касается самых сокровенных аспектов биологии и физиологии человека. Благодаря генетике, ее знаниям, разрабатываются методы лечения ряда наследственных заболеваний, таких как фенилкетонурия, сахарный диабет и других. Медицинская генетическая работа призвана облегчить страдания людей от действия дефектных генов, полученных от их родителей. Внедряются методы медико-генетического консультирования и пренатальной диагностики, что позволяет предотвратить развитие наследственных заболеваний.

Генетика сделала большие успехи в объяснении природы наследственности как на уровне организма, так и на уровне гена. Роль генов в развитии организма огромна. Гены характеризуют все признаки будущего организма, такие как цвет глаз и кожи, размер, вес и многое другое. Гены - носители наследственной информации, на основе которой развивается организм.

Знание генетики человека позволяет определить вероятность рождения детей, страдающих наследственными заболеваниями, в случаях, когда один или оба супруга больны или оба родителя здоровы, но у их предков возникли наследственные заболевания. В некоторых случаях можно предсказать рождение второго здорового ребенка, если первый был болен. Это предсказание проводят в медицинских генетических лабораториях. Широкое использование медико-генетического консультирования спасет многие семьи от несчастья иметь больных детей.

Список литературы

Аяла Ф., Кейгер Дж. Современная генетика: В 3-х томах. Vol. 1. Пер. с англ.: - М.: Мир, 1986
Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей. М., 2000
Картель Н.А., Макеева Е.Н., Мезенко А.М. Генетика. Энциклопедический словарь. Мн., Техналогия, 1990
Козлова С.И., Семанова Е., Демикова Н.С., Блинникова О.Е. Наследственные синдромы множественных врожденных пороков развития. М., 1981
Лазюк Г.И., Лурье И.В., Черствой Е.Д. Наследственные синдромы множественных врожденных пороков развития. М., 1982
МакКьюзик М. Генетика человека. М., 1964
Приходченко Н.Н., Шкурат Т.П. Основы генетики человека. Ростов-на-Дону, 1996
Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека. М., 2005