Клиническая генетика в неврологии
Генетика призвана изучать закономерности наследственности и изменчивости у человека, организацию наследственных структур и их функционирование. Медицинская генетика объясняет сходство и различие между родственниками и позволяет предсказать признаки потомства, объясняет многочисленные физиологические и патологические особенности людей, способствует устранению наследственных дефектов и наследственных болезней.
В настоящее время клиническая генетика использует синдромологический подход к изучаемой наследственной патологии болезней нервной системы.
Основоположник клинической генетики С. Н. Давиденков работал в нескольких направлениях: изучение наследственных болезней нервной системы, медико-клиническое консультирование, установление причины клинического полиморфизма наследственных болезней и эволюционно-генетические исследования в неврологии.
В 1932 году был открыт медико-генетичекий институт в г. Москве. Этот центр занимался мультифакториальными заболеваниями, но в 1937 году был закрыт. Только в 1969 году была вновь возобновлена работа Института медицинской генетики, преобразованного в 1990 году в Медико-генетический научный центр.
Преподавание нейрогенетики началось на кафедре нервных болезней педиатрического факультета Российского государственного медицинского университета, возглавляемого профессором Л. О. Бадаляном.
В Санкт-Петербурге углубленное преподавание курса медицинской генетики в рамках обучения студентов и врачей на кафедре неврологии с 1997 по 2001 годы проводил профессор Колесниченко И. П., отмечая, что будущее в лечении генетических болезней нервной системы за генотерапией.
Момент открытия Дж. Уотсоном и Ф. Криком структуры ДНК был зафиксирован в виде двойной спирали, в которой была определена пространственная организация молекулы ДНК, где хромосомы и митохондрии определяют генетическую информацию наследственности человека.
Это открытие было опубликовано в журнале «Природа» в 1953 году.
Хромосома состоит из двух хромосомных нитей-хроматид, место их соединения называют центромерой. Любая клетка человеческого организма содержит 46 хромосом, из них соматические (аутосомы) – 44 и две – половые, которые в женском организме имеются в виде – ХХ, в мужском – ХУ.
Каждая соматическая клетка имеет удвоенный (диплоидный) набор хромосом по сравнению с гаплоидным набором половых клеток (гамет).
Кариограмма составляется из зарисованных под микроскопом или вырезанных микрофотографий хромосомного набора изображений в виде отдельных хромосом. При составлении кариограммы самая крупная аллельная пара хромосом признается первой, в последующем расставляются аллельные пары по мере уменьшения их размера.
На клеточном уровне проходят генетические процессы в виде репликации ДНК, транскрипции, трансляции, генетической информации, биосинтеза белка, рекомбинации и репарации ДНК.
Удвоение генетического материала обеспечивается механизмами митоза, а именно, деление соматической клетки и мейоза связано с делением половой клетки. Транскрипция, процессинг и сплайсинг происходят в ядре. В результате мессенжера РНК подготавливается генетическая информация к выходу в цитоплазму и к трансляции в рибосомах.
Процесс передачи генетической информации от ДНК с помощью различных типов РНК к полипептидам: белкам и ферментам – называется экспрессией генов.
Сам ген является только частью генетического локуса, в который также входят интроны, разделяющие экзоны, различные небольшие регуляторные участки, влияющие на интенсивность и точность транскрипции.
У человека 50-100 тысяч генов. Сам ген имеет ряд свойств дискретности, стабильности, специфичности, дозированности действия и альтернативности вариантов – аллелей. В локусах при содержании идентичных аллелей определяется гомозиготный организм, а при различных аллелях – гетерозиготный организм.
Современная классификация мутаций включает генные, хромосомные, геномные мутации. Генетик Г. Меллер и его школа разработали концепцию генетического груза, который является частью наследственной изменчивости популяции с выявлением менее приспособленных особей, подвергающихся избирательной гибели в процессе естественного отбора. Источниками генетического груза служат мутации и сегрегационные процессы.
Генетический груз в популяции человека опасно высок.
В 1971 году в Париже на Международной конференции была принята идеограмма набора хромосом человека, на основании дифференциальной окраски хромосом солевыми растворами со строго заданным рН и определенным температурным режимом с последующей обработкой основными красителями или флюорохромами (акрихин, акрихин-иприт), а метод дифференциальной окраски хроматид основан на способности участка хромосомы, включающего бромдезоксиуридин и изменение состояния своей конденсации и окраски.
Цитогенетический анализ выявляет два класса изменений хромосом: геномные (числовые) и хромосомные (структурные) мутации. Геномные, хромосомные нарушения могут возникать спонтанно или путем индукции как в зародышевых, так и в соматических клетках.
По мнению авторов, среди причин внутриутробной смертности плода аномалии хромосом достигают 85–90 %, и если оценивать летальность зигот с момента оплодотворения, то среди клинических зарегистрированных беременностей имеют 42–45 % абортусов. Отмечено, что при дроблении зиготы, имплантации, в эмбрио– и фетогенезе высока эффективность отбора против геномных и хромосомных мутантов. Среди психических больных детей частота хромосомных аномалий достигает 12 %, детей с олигофренией – 15 % (Мутовин Г. Р., 1997).
В неврологии имеются болезни, которые нельзя отнести к определенному разделу патологии, так как некоторые относятся к наследственным болезням, обусловленным хромосомными и генными мутациями. Носительство изменений генетического материала находится в половой клетке родителей или одного из них.
Наследственная предрасположенность к соответствующему заболеванию может и не проявиться, если не будет определенных неблагоприятных условий для организма. Это фактор наследственного предрасположения учитывается при ведении беременных женщин. Опыт работы невролога в акушерско-гинекологической практике показал, что выявленные астенические состояния у женщин в период беременности проявляются вследствие нервно-психического перенапряжения и преморбидного состояния и показали четкую корреляцию с патологией беременности и новорожденных (Немчин Т. А., Балунов О. А., Рыжков В. Д., 1991, 1992).
Генофонд и репродуктивная функция
Генофонд – это совокупность генов, имеющихся у особей данной популяции, группы популяций или вида (Серебровский А. С., 1928).
Любое звено репродуктивного процесса зависит от способности гамет к оплодотворению, зачатию, преимплантации, имплантации, внутриутробному развитию, детородной функции женщины. В перинатальный и неонатальный периоды эти новорожденные особо чувствительны к экзогенным факторам физической, химической и биологической природы. Эти факторы способны в определенных условиях вызвать мутагенный или тератогенный эффект.
Многие авторы связывают нарушение репродуктивного процесса со спонтанными абортами по генетическим причинам. В первом триместре беременности гибнет больше половины зародышей, включая бластоциты до и после имплантации. Такие беременности обычно не диагностируются и скрываются под видом несостоявшейся беременности и бесплодия.
Прямое повреждение клеток в процессе их дифференцировки, нарушение транспорта кислорода и питательных веществ через плаценту при заболеваниях матери, а также нейро-иммунно-гормональные влияния организма беременной женщины на плод приводят к врожденным порокам развития, как к морфо-функциональной незрелости отдельных тканей, органов, так и к нарушению темпов развития плода.
Помимо форм наследственной патологии: моногенных, хромосомных болезней, имеются мультифакториальные болезни, которые называют болезнями наследственной предрасположенности (ревматические болезни, бронхиальная астма, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, шизофрения и др.).
Манифестация для моногенных и мультифакториальных болезней наступает в разное время, хотя чаще отмечается, что моногенные болезни манифестируют в детском возрасте, а большинство мультифакториальных болезней проявляются клиническими симптомами во взрослой жизни. Для хромосомных синдромов характерно клиническое проявление с момента рождения ребенка.
Во время эмбриогенеза отмечаются «критические периоды», отличающиеся повышенной чувствительностью зародыша к повреждающему действию факторов внешней среды (Броунов П. И., 1897). Первый период соответствует времени между концом первой и началом второй недели беременности, которые ведут к гибели зародыша, второй период – между третьей и шестой неделями беременности, когда повреждающие воздействия ведут к порокам развития плода.
