Это заболевание впервые обнаружил в 1910 г. Дж. Херрик у студента-негра, страдавшего тяжелой формой анемии. В крови больного он выявил эритроциты необычной серповидной формы. Оказалось, что это заболевание не редкое явление у американских негров (см. приложение рис. 8).
В 1946 г. Нобелевский лауреат Л. Полинг с коллегами провели биохимический и генетический анализ гемоглобина больных и здоровых людей и показали, что гемоглобины нормальных и серповидноклеточных эритроцитов различаются по подвижности в электрическом поле и растворимости. Оказалось, что гемоглобин у людей с признаками серповидноклеточности представляет смесь равных количеств и нормального и мутантного гемоглобина. Стало ясно, что мутация, вызывающая серповидноклеточную анемию, связана с изменением химической структуры гемоглобина.
Дальнейшие исследования показали, что в случае серповидноклеточной анемии происходит замена глютаминовой кислоты на валин в шестой паре нуклеотидов гена, кодирующего β-цепь гемоглобина человека. У гетеро-зигот измененный гемоглобин составляет 20-45 %, у гомозигот - 60-99 % общего гемоглобина.
При данной патологии отмечают бледность кожи и слизистых оболочек, желтушность. У 60% детей увеличена печень. Отмечается также шумы в области сердца и др. Болезнь протекает в виде чередования кризов и ремиссий.
Специальных методов лечения нет. Важное значение имеет предохранение больного от воздействия факторов, провоцирующих развитие болезни (гипоксия, обезвоживание, холод и др.).
ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА
К хромосомным относятся болезни, обусловленные геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом.
Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3-5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мертворождений. По данным 1987 г. из 1000 новорожденных 7 имели различные хромосомные аномалии.
Все хромосомные болезни принято делить на две группы.
Связанные с аномалиями числа хромосом.
В эту группу входят три подгруппы:
1.Болезни, обусловленные нарушением числа аутосом.
2.Болезни, связанные с увеличением или уменьшением числа половых Х- и У-хромосом.
3.Болезни, причиной которых является полиплоидия — кратное увеличение гаплоидного набора хромосом.
Связанные со структурными нарушениями (аберрациями) хромосом.
Их причинами бывают:
1. Транслокации – обменные перестройки между негомологичными хромосомами.
2. Делеции – потери участка хромосомы.
3. Инверсии – повороты участка хромосомы на 180 градусов.
4. Дупликации – удвоения участка хромосомы.
5. Изохромосомия – хромосомы с повторяющимися генетическим материалом в обоих плечах.
6. Возникновение кольцевых хромосом (соединение двух концевых делеций в обоих плечах хромосомы).
В настоящее время у человека известно более 700 таких заболеваний, вызванных структурными нарушениями хромосом. Имеющиеся данные показывают, что около 25% приходится на аутосомные трисомии, 46% — на патологию половых хромосом. Структурные перестройки составляют 10,4%. Среди хромосомных перестроек наиболее часто встречаются транслокации и делеции.
Рассмотрим наиболее часто встречаемые хромосомные болезни.
Синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме).Данное заболевание относится к числу наиболее распространенных патологий человека. Встречается у новорожденных с частотой 1:700-800. Частота рождения детей с болезнью Дауна зависит от возраста матери и в меньшей степени от возраста отца. Риск рождения больного ребенка матерью в 40-46 лет в 16 раз выше, чем в 20-24 года. Заметных различий по частоте заболевания болезнью Дауна в разных географических и расовых популяциях (см. приложение табл. 1 и 2) не отмечается. Обычно трисомия по 21-й паре хромосом составляет около 95% от общего числа больных с синдромом Дауна. Примерно 4% больных страдает транслокационной формой и около 2% — мозичными. При транслокационном варианте в кариотипе наблюдается 46 хромосом, а лишняя 21-я хромосома транс-лоцирована чаще всего на хромосому из групп D или G.
Лежащее в основе синдрома Дауна нерасхождение 21-й пары хромосом происходит либо в яйцеклетке во время мейоза, либо на ранних стадиях дробления зиготы.
Соотношение больных мальчиков и девочек среди новорожденных составляет 1:1. Признаки синдрома заметны уже при рождении и позднее проявляются более четко. Больные обычно невысокого роста, отличаются слабоумием. У них характерная внешность: монголоидный разрез глаз, круглое уплощенное лицо, короткий нос, плоская переносица, эпикант (полулунная вертикальная складка у внутреннего угла глаза), маленькие деформированные уши, полуоткрытый рот га слегка высунутым языком и выступающей нижней челюстью (см. приложение рис. 9), (см. приложение табл. 3).
За счет сильной мышечной гипотонии объем движений в суставах увеличен. Дети с синдромом Дауна в первый год жизни заметно отстают в психомоторном - развитии. Они позже начинают ходить и сидеть. Нередко у них отменяются врожденные пороки сердца, характерные изменения дерматоглифики (на ладони имеется глубокая "обезьянья борозда").
Умственное развитие больных с синдромом Дауна отстает; если не применяются специальные методы обучения возможно, развитие тяжелой идиотии. Болезнь сопровождается расстройством эндокринных желез, нарушением обмена веществ, снижением иммунитета. По этой причине они часто болеют пневмонией, инфекционными заболеваниями (см. приложение табл. 4).
Продолжительность жизни больных ограничена. Однако с помощью специальных методов обучения, укрепления физического здоровья, правильного питания и ухода, применения лекарственных препаратов и др. ее можно значительно продлить. Многие люди с синдромом Дауна способны жить самостоятельно, овладеть несложными профессиями, создавать семьи.
Синдром Эдвардса (трисомия по 18-й хромосоме). Описан в 1960 г. Эдвардсом. Частота больных среди новорожденных равна 1:5000 – 1:7000. Соотношение мальчиков и девочек с синдромом Эдвардса составляет 1:3. Причины преобладания больных девочек пока не известны.
Наиболее характерными особенностями синдрома являются изменения мозгового черепа и лица, дефекты опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы и половых органов.
Внешняя картина нарушений многообразна: маленький рот, узкие и короткие глазные щели, косоглазие, низкорасположенные и деформированные уши, вывернутая нижняя губа, короткая и складчатая шея, выступающий затылок, удлиненный череп.
Отмечаются также флексорное положение кистей, аномально развитые стопы, косолапость и др. Для синдрома характерны дефекты мочевой системы, пороки сердца (см. приложение рис. 10).
90% детей с синдромом Эдвардса погибают до 1 года. Причиной смерти становятся пневмонии, кишечная непроходимость, сердечно-сосудистая недостаточность.
Синдромы, обусловленные внутрихромосомными перестройками
К этому типу перестроек хромосом (наряду с делениями, дупликациями и инверсиями) относятся частичные трисомии и моносомии аутосом. Обнаружение указанных хромосомных нарушений стало возможным после разработки методов дифференциальной окраски хромосом, позволяющих не только идентифицировать каждую хромосому набора, но и судить о происхождении аномальной хромосомы, ее дополнительного или утраченного участка. В настоящее время для большинства хромосом человека обнаружены частичные дупликации или делеции. Они могут затрагивать как короткое или длинное плечо хромосомы, так и одновременно оба плеча. Для многих хромосом выявлена относительная клиническая специфичность фенотипических отклонений при аутосомных частичных трисомиях или моносомиях, однако клинико-цитогенетические синдромы пока выделить не удалось.
Приведем пример синдрома, обусловленного внутрихромосомной патологией.
Синдром "кошачьего крика"связан с делецией короткого плеча 5-й хромосомы. Впервые описан Дж.Леженом в 1963 г. Признаком его служит необычный плач детей, напоминающий мяуканье или крик кошки. Это связано с патологией гортани или голосовых связок. Однако с возрастом этот крик исчезает.
Клиническая картина синдрома значительно варьирует. Наиболее типичный, помимо "кошачьего крика", является умственное и физическое недоразвитие, микроцефалия (аномально уменьшенная голова).
Своеобразен внешний вид больных: лунообразное лицо, микрогения (маленькие размеры верхней челюсти), эпикант (вертикальная складка кожи у внутреннего угла глазной щели), высокое небо, плоская спинка носа, косоглазие. Ушные раковины расположены низко и деформированы. Отмечаются также врожденные пороки сердца, патология костно-мышечной системы, синдактилия стоп (полное или частичное сращение соседних пальцев), плоскостопие, косолапость и др.), мышечная гипотония (см. приложение рис. 11).
Большинство детей умирает в раннем возрасте. Вместе с тем известны описания больных старше 50 лет. Популяционная частота синдрома "кошачьего крика" 1:40000 - 1:50000 новорожденных. Размер делеции в разных случаях различен.
Синдромы с числовыми аномалиями половых хромосом
Синдром Шерешевского-Тернера впервые описан Н.А.Шерешевским в 1925 г., а позднее, в 1938 г. Х.Х.Тернером.
Причиной болезни является нарушение расхождения половых хромосом. Болеют только женщины, у них отсутствует одна Х-хромосома (45 ХО).
Частота встречаемости синдрома 1:3000 новорожденных девочек. Отмечается, что только у 20% женщин беременность больным плодом сохраняется до конца и рождается живой ребенок. В остальных случаях происходит самопроизвольный аборт или мертворождение.