Генетически все эти проявления связаны с наличием у больного одной лишней хромосомы─ 21-й. Иными словами пациент имеет во всех клетках, включая половые, не 46 хромосом, как в норме, а 47. Обычно у одного из родителей, имеющих больного ребёнка с синдромом Дауна, наблюдают 45 хромосом, при этом 15-я хромосома объединена с 21-й. В такой семейной паре, независимо от возраста матери дети с синдромом Дауна будут рождаться довольно часто.
Наследственные болезни обмена веществ
Заболевания, связанные с нарушением обмена аминокислот
Впервые фенилкетонурия описана в 1934 году ученым-генетиком Феллингом. Эта болезнь характеризуется тяжелыми поражениями нервной системы и выражается в умственной отсталости. По данным разных авторов, во всех странах мира до 3% населения являются умственно неполноценными. Известно несколько сот наследственных болезней, сопровождающихся умственной отсталостью или ведущих к ней. Особенность фенилкетонурии в том, что она проявляется на первом году жизни ребенка и медленно прогрессирует. Без рано начатого лечения это заболевание делает ребенка инвалидом на всю жизнь, так как вызывает отравление клеток мозга.
Причина болезни ─ это мутация в гене, отвечающем за синтез фермента, превращающего аминокислоту фенилаланин в другую аминокислоту ─ тирозин, вызванным отсутствием фермента фенилаланингидрооксилазы. В крови больных из-за отсутствия этого фермента накапливаются как фенилаланин, так и другие продукты его неправильного обмена, вызывающие тяжелые расстройства функций ряда органов, в первую очередь центральной нервной системы. Заболевание поэтому иногда так и называют ─ фенилпировиноградная олигофрения.
Диета, лишенная фенилаланина, в первые недели жизни ребенка оказывает лечебное действие.
На выявлении повышенных концентраций этих продуктов в крови или моче и основана диагностика болезни. Большинство диагностических центров мира, в том числе и в нашей стране используют метод «теста Гатри». Суть его состоит в следующем. Споры одного из микроорганизмов высеивают на так называемую минимальную питательную среду, в которой не происходит заметного роста микробов. При добавлении крови здорового ребенка роста также не происходит. Он начинается только в том случае, если будет добавлена кровь, содержащая повышенную концентрацию фенилаланина. Первоначальный состав питательной среды и определяет специфичность диагноза. У новорожденных берут по капельке крови на фильтровальную бумагу, высушивают и пересылают в лабораторию для анализа. В лаборатории вырезанные кружочки с пятнами крови помещают в чашку Петри с микробным посевом. Рост микробов начинается только вокруг дисков, содержащих кровь с повышенной концентрацией фенилаланина.
Тест Гатри прост и дешев. Он легко поддается автоматизации на отдельных участках и в целом. При выявлении ребенка с повышенным содержанием фенилаланина в крови обязательно проводится уточняющая диагностика.
Алкаптонурия как заболевание была описана еще в ХVΙ веке. Основной симптом ее у детей – потемнение мочи на воздухе. На пеленках остаются темные, неотстирывающиеся пятна. Потемнение мочи у больных обусловлено окислением гомогенизированной кислоты (раннее названной алкаптоном, отчего и происходит название болезни). Причина накопления гомогенизированной кислоты ─ неправильное превращение аминокислоты тирозина. Следовательно, алкаптонурии – это наследственная болезнь, вызванная врожденным растройством обмена веществ. А он ─ уникальный, взаимосвязанный и взаимообусловленный процесс, с помощью которого организм синтезирует всевозможные соединения, необходимые для его жизнедеятельности, и разрушает, трансформирует уже существующие. В уникальном природном аппарате ферментаторе ─ человеческом организме ─ аминокислота должна пройти целую серию превращений. Нормальный ген отвечает в организме за то, чтобы распад тирозина происходил согласно установленной природой правилам (шесть катализируемых ферментами стадий) до конца. Так происходит у людей, генотип которых представлен по этому ферменту двумя или одним нормальным геном. У больных, унаследовавших два рецессивных гена алкаптонурии, нормальный цикл превращения тирозина нарушен. В детстве общее состояние не нарушается. Поэтому диагноз редко ставится на первом году жизни, поскольку здоровье ребенка не внушает опасений. На потемнение, как правило, не обращают внимание. Однако продукты окисления гомогенизированной кислоты к 20 ─ 40-летнему возрасту начинают откладываться в сердечной мышце, клапанах сердца, хрящах, почках, печени и других органах, богатых соединительной тканью. Со временем начинается деформация суставов (из-за поражения хрящей, как бы пропитанными продуктами окисления) и даже развиваются анкилозы (неподвижность суставов). Отложение пигмента в сердечной мышце приводит к инфаркту миокарда.
Мышечная дистрофия Дюшена ─ болезнь, поражающая мальчиков в возрасте от 2 до 6 лет, начинаясь с атрофии мышц грудной клетки и поясничной области, позже охватывающей мускулатуру конечностей. Это заболевание известно давно, однако только в последние годы ученые выяснили механизм действия аномального гена. Был обнаружен белок ─дистрофин, на долю которого приходится 0,002 % общего количества белка в нормальных скелетных мышцах. Отсутствие дистрофина у больных с мышечной дистрофией ученые связывают с дефектом гена. Несмотря на малые количества, этот белок является важным компонентом мышечной ткани, и отсутствие его в последней приводит к распаду мышц.
Считается, что дистрофия играет основную роль в контроле над внутренней средой мышечной клетки, предотвращая бесконтрольное повышение концентрации кальция в клетке. При нарушении кальциевого равновесия активируется фермент фосфолипаза А, растворяющий мышечные волокна. Мышцы скелета, пытаясь восстановить это нарушение, подвергаются фиброзу (процессу затвердевания), который и нарушает мышечную функцию. Имеются данные, что при отсутствии дистрофина мышечные клетки могли бы восстанавливаться, но вторичная патология ─ фиброз ─ препятствует этому.
Заболевания, связанные с нарушением жирового обмена.
Значительное количество жировых веществ содержится в головном мозге, поэтому наследственные нарушения жирового обмена часто сопровождаются поражением центральной нервной системы. С наследственным нарушением жирового обмена связана амавротическая идиотия Тея-Сакса. Суть ее в том, что врожденные генетические нарушения в организме привели к демиелинизации нервных волокон, то есть миелиновые оболочки, которыми покрыты нервы, начинают распадаться. Заболевание также характеризуется прогрессирующим снижением зрения и слабоумием в сочетании с другими неврологическими симптомами. Семейный характер болезни проявляется возникновением идиотии у братьев и сестер, в то время, когда родители здоровы. Это случается тогда, когда в каких-то давно минувших коленах родословных обоих супругов в молекулярный аппарат наследственности была вписана программа разрушения миелина. До поры до времени она бездействует, минуя одно, второе, третье поколения, и в силу встречи супругов с одинаковыми генами и унаследования этой программы ребенком от обоих родителей, получает приказ включиться.
Заболевания, связанные с нарушением углеводного обмена.
К наследственным болезням, связанным с нарушением обмена углеводов относят галактоземию, при которой нарушен процесс ферментативного превращения галактозы в глюкозу. В результате галактоза и продукты её обмена накапливаются в клетках и оказывают повреждающее действие на печень, ЦНС и др. Клинически галактоземия проявляется поносом, рвотой с первых дней жизни ребёнка, стойкой желтухой в связи с поражением и увеличением размеров печени, помутнением хрусталика (катаракта), задержкой умственного и физического развития.
Галактоземия сопровождается накоплением в тканях организма галактозо-1-фосфата. Это вызвано отсутствием фермента галактозо-1-фосфатуридилил-трансферазы, в результате чего нарушается нормальное усвоение организмом галактозы. Лечение этого заболевания связано с применением диеты, лишенной галактозы, и в первую очередь молока, так как содержащийся в нем молочный сахар ─ лактоза расщепляется в организме на глюкозу и галактозу.
Еще одно тяжелое наследственное заболевание ─ генерализованный гликогеноз ─ также связано с полным выпадением в организме функции фермента углеводного обмена ─ кислой гамма-амилазы. Недостаточность или отсутствие в организме различных ферментов углеводного обмена является причиной многих наследственных ферментопатий. Известны врожденные формы анемий, вызванные недостаточностью в эритроцитах глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, пируваткиназы.
К наследственным нарушениям обмена углеводов относится сахарный диабет (сахарная болезнь, сахарное мочеизнурение) ─ эндокринно-обменное заболевание, связанное с недостатком инсулина или снижения его действия, в результате чего нарушаются все виды обмена веществ.
В происхождении диабета большую роль играет наследственность; другим важным фактором в развитии заболевания является переедание, избыточное употребление с пищей легкоусвояемых углеводов. Постоянно повышенный уровень сахара в крови ─ основного раздражителя клеток островков поджелудочной железы, синтезирующих инсулин, может привести к их функциональному истощению. В ряде случаев сахарный диабет обусловлен поражением поджелудочной железы воспалительного, сосудистого травматического или другого характера. Нередко болезнь развивается после нервно-психических перегрузок и потрясений, инфекционных заболеваний, а также при наличии других заболеваний желез внутренней секреции (например, опухолях коры надпочечника).
При недостатке в организме инсулина или снижении его активности печень и мышцы теряют способность превращать поступающий сахар в гликоген. В результате чего ткани не усваивают сахар и не могут использовать его в качестве энергии, что ведет к повышению уровня сахара в крови (гипергликемия) и выделению его с мочой (гликозурия). Эти симптомы являются основными проявлениями сахарного диабета. Первые жалобы больного ─ сильная постоянная жажда и обильное (до 6 л и больше в сутки) выделение мочи. Моча больного содержит сахар, поэтому имеет большой удельный вес. Часто отмечается упорный кожный зуд, особенно в области промежности. Для сахарного диабета характерна склонность к гнойничковым заболеваниям кожи, возможны нарушения половой функции. При неправильном или недостаточном лечении заболевание прогрессирует, сопровождаясь появлением болей в конечностях из-за поражения периферических нервов. Тяжелые осложнения сахарного диабета ─ расстройство зрения в результате изменений сосудов клетчатки глаза, а также поражение почечных клубочков с нарушением функции почек. Сахарный диабет обычно способствует развитию атеросклероза, прогрессированию его клинических проявлений.