Яблочко от яблони: каковы причины генетических заболеваний
Почему у одних и тех же родителей могут родиться полностью здоровый младенец и тяжелобольной малыш? Из-за чего в некоторых семьях большинство женщин болеет раком груди, или большинство мужчин страдает от диабета? Причина одна – и она находится в хромосомах.
Генетический код человека записан в его клетках с помощью молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). В этих невообразимо мелких структурах содержится вся информация о человеке – группа крови, восприимчивость к антибиотикам, потенциальная продолжительность жизни, форма черепа, цвет волос, глаз и кожи. И, в том числе, склонность ко многим болезням. Крохотная поломка гена может вызвать нарушения в развитии или работе любого органа или системы. И этого мало – «ломаный» генетический материал родители передают потомству, ведь каждая половая клетка (яйцеклетка или сперматозоид) содержит информацию обо всех наследственных качествах родителя.
При зачатии наследственные признаки объединяются в ребенке, при этом более сильные, так называемые доминантные, проявляются сразу, а более слабые, рецессивные, могут и не проявиться в самом малыше, но потом передаться его детям. Так у веснушчатого отца и бледнокожей матери, скорее всего, родится веснушчатый ребенок, но уже среди его детей могут оказаться люди без единого пятнышка на лице. Или возьмем известный парадокс: у чернокожего отца и белой матери рождается белый ребенок, но потом кто-то из детей этого человека появляется на свет черным. Бывает и так, что какие-то признаки или болезни проявляются лишь у детей одного пола, а другой пол остается полностью здоровым (или становится носителем патологии, сам не страдая, но передавая её дальше).
Трагическая история потомков знаменитой английской королевы Виктории началась с какой-то неизвестной поломки в генетическом коде прародительницы семейства Виндзоров. Ни она сама, ни её родители не болели гемофилией – тяжелым наследственным заболеванием крови, связанным с нарушением коагуляции (процессом свёртывания крови), которым болеют только мужчины, хотя носителями дефектного гена являются женщины. Однако один из её сыновей страдал этим недугом, а две дочери передали ущербный ген своим потомкам. Алиса Гессенская, в замужестве ставшая российской императрицей Александрой Федоровной, была дочерью герцога Гессен-Дармштадтского Людвига IV и герцогини Алисы, дочери королевы Виктории. Через мать недуг передался царевичу Алексею, правнуку королевы Виктории и единственному сыну последнего русского императора Николая II.
Помимо болезней, запрограммированных в генетическом коде, у ребенка могут появиться и генетические заболевания, обусловленные «поломкой» ДНК у одного из родителей незадолго до зачатия или воздействием ядовитых веществ, излучения и так далее на зародыш. Например «заячья губа» и «волчья пасть» (расщелины верхней губы и нёба) у новорожденного довольно часто являются следствием... стакана вина или более крепкого напитка, принятого отцом или матерью перед зачатием. Такие заболевания не передаются по наследству и (что куда важнее для родителей) не повторяются. Если исключить поражающий фактор, другие дети родятся здоровыми.
Считаем шансы
У молодой здоровой семейной пары риск родить ребенка с генетическими отклонениями не превышает 5%, причем в процент попадают все нарушения – от тяжелых до несущественных, вроде кривых мизинцев на ногах или лопоухости. Вероятность появления больного малыша увеличивается при влиянии нескольких факторов:
1. Возраст матери и отца. В половых клетках с течением лет накапливается все больше незначительных поломок, поэтому чем старше родители тем выше их шанс родить ребенка с генетической аномалией (например синдромом Дауна или синдромом Патау).
2. Близкое родство матери и отца. Троюродные и двоюродные братья и сестры, дяди и племянники с большей вероятностью могут оказаться носителями одних и тех же больных генов.
3. Рождение ранее больных детей у этих же родителей или у прямых родственников. Чем больше детей с конкретной наследственной генетической аномалией есть в семье, тем выше шанс, что следующий ребенок родится с тем же диагнозом.
5. Семейные хронические заболевания – если несколько членов семьи страдают хореей Гентингтона, рассеянным склерозом и т.д., ген болезни может передаться потомкам.
4. Принадлежность к некоторым этническим группам. Например, серповидноклеточной анемией чаще всего болеют представители негроидной расы, болезнь Гоше (поражение печени, костного мозга и прогрессирующее слабоумие) чаще встречается у ашкеназских евреев, а болезнь Вильсона (нарушение метаболизма меди) – у армян и народов Средиземноморья.
5. Неблагоприятная внешняя среда. Соседство с химическим комбинатом, атомной электростанцией или космодромом, загрязненный воздух или вода способствуют возникновению поломок и мутаций в генах.
6. Воздействие на организм отца или матери облучением, сильным ядом или сильнодействующим лекарством (например, при химиотерапии).
Нежеланные «гости»
Всего существует более 5 тысяч диагностированных и описанных врачами болезней, возникающих из-за поломок в генах. Некоторые из них уникально редки – так, например прогерией (сверхранним старением) страдает всего несколько десятков людей в мире, буллезным эпидермолизом (дети-«бабочки») – несколько сотен. Другие, к сожалению, достаточно широко известны. Приведем примеры наиболее распространенных.
Синдром Дауна – самая известная болезнь, связанная с генетикой, однако не самая страшная. У обычного человека в клетках 46 хромосом, у человека с синдромом Дауна появляется 47-я, лишняя, расположенная в 21 паре хромосом (так называемая трисомия). Это приводит к различным нарушениям у ребенка – характерной внешности (раскосые глаза, высокий лоб, одинаковые по длине пальцы), врожденным порокам сердца, склонности к бронхолегочным заболеваниями, замедленному половому развитию. Интеллект в той или иной степени страдает у всех больных, однако при должном внимании со стороны родителей и правильно разработанной программе обучения может достигать 75IQ, приближаясь к нижней границе нормы. Многие люди с синдромом Дауна могут вести самостоятельную жизнь, овладевают несложными профессиями, создают семьи. Считается, что риск появления синдрома Дауна увеличивается с возрастом матери, однако установлено, что 80% «даунят» рождается у женщин моложе 35 лет.
Синдром Клайнфельтера – нарушения в половой хромосоме у мальчиков, встречаются у каждого 500-го младенца. Вариантов нарушения масса – от трисомии ХХY (две мужские и одна женская), до появления дополнительных хромосом (до 49 общей сложностью). Интеллектуальное и физическое развитие при этом не страдает, но половое несколько задерживается, юноши с синдромом Клайнфельтера страдают гинекомастией (увеличением грудных желез), их яички не вырабатывают живых сперматозоидов, после 25 лет возможна ранняя импотенция, а затем развитие некоторых болезней (диабет, остеопороз).
Муковисцидоз – наследственное генетическое заболевание. Причиной являются нарушения в 7-й хромосоме, передающиеся детям как в доминантной (вызывающей болезнь), так и в рецессивной форме. Поломка 7 хромосомы вызывает вязкость слизи, выделяемой поджелудочной железой, желудочно-кишечным трактом и легкими. Из-за вязкой слизи, заполняющей все просветы, органы не могут нормально работать, нарушаются дыхание и пищеварение. Плюс к тому в слизи очень быстро начинают развиваться болезнетворные бактерии, вызывая бронхиты, пневмонии и кишечные расстройства. Интеллект не страдает, зачастую даже несколько выше нормы, но без масштабного дорогостоящего лечения большинство больных не доживает до совершеннолетия.
Фенилкетонурия – генетически обусловленное нарушение обмена веществ. Из-за мутации в организме ребенка нарушена выработка печёночного фермента фенилаланин-4-гидроксилазы. Это приводит к накоплению в организме фенилаланина и его токсических производных. Без лечения приводит к тяжелейшему нарушению интеллекта, поражению мозга и судорогам. Лечение на удивление простое – достаточно исключить из питания ребенка все продукты, содержащие фенилаланин и его производные (в том числе подсластитель аспартам), и мозг не пострадает. Но чтобы избежать последствий интоксикации, лечение нужно начать как можно раньше, в первые месяцы жизни.
Напоследок следует сказать, что вылечить генетическое заболевание невозможно – поломка находится не в сердце или почке, а в программе развития каждой клетки. Врачи могут лишь компенсировать нарушения в работе органов и систем, корректировать гормональный баланс и поступление тех или иных веществ с пищей.
Поэтому лучший способ лечения в данном случае – профилактика. Возрастным родителям, лицам, страдавшим от алкогольной или наркотической зависимости, проходившим химио- или лучевую терапию, проживавшим в экологически неблагополучных регионах, а также родителям детей с генетическими отклонениями, супругам, являющимся близкими родственниками, а также при наличии в семье «родовых» заболеваний, следует обязательно пройти консультацию генетика до зачатия.