Что такое онтогенетическая наследственность

Что такое наследственные заболевания и как с ними быть?

Наследственные заболевания передаются от одного или обоих родителей детям. Они вызываются генетическими мутациями, но далеко не все генетические заболевания являются наследственными. Как в этом разобраться, какие виды заболеваний бывают, как их лечить и как диагностировать — рассказываем в нашей статье.

Содержание

Что такое наследственные заболевания?

Наследственные заболевания — это заболевания, обусловленные генными или хромосомными мутациями. У людей от 20 000 до 25 000 генов. Генетическая мутация возникает, когда изменяется один или несколько генов. Если это генетическое изменение передается детям, то это наследственное генетическое заболевание.

При совпадении у партнеров статусов носительства определенных болезней есть высокий риск рождения ребенка с наследственным заболеванием. Если у вас не проявляются симптомы заболевания, вы по-прежнему можете быть носителем и передать мутации своим детям.

«Когда я сдала тест, жить стало спокойнее»: чем анализ генов полезен нашим клиентам

Многие генетически обусловленные заболевания проявляются не сразу после рождения, а спустя некоторое время. От наследственных заболеваний следует отличать врожденные заболевания, вызванные внутриутробными повреждениями, например, инфекцией или внешними воздействиями.

Чем отличаются наследственные заболевания от врожденных нарушений?

Генетические заболевания являются результатом изменения одного или нескольких генов и могут передаваться в поколениях или нет.

Все наследственные заболевания имеют генетическое происхождение, т. е. являются результатом изменения одного или нескольких генов и передаются из поколения в поколение. Симптомы могут не проявляться с самого рождения.

Врожденные нарушения могут быть наследственными или нет, а симптомы могут проявляться с рождения. Но их появление не обязательно связано с генетикой.

Виды наследственных заболеваний

Наследственные заболевания разделяются на хромосомные, генные и митохондриальные.

Хромосомные заболевания

В настоящее время описано около 1000 форм хромосомных заболеваний. Хромосомные заболевания возникают в результате изменения числа или структуры хромосом. Они характеризуются общими признаками: маленькая масса и длина тела при рождении, отставание в умственном и физическом развитии, задержка и аномалии полового развития и прочее.

Хромосомные заболевания наследуются редко. И более чем в 95% случаев риск повторного рождения в семье ребенка с хромосомной патологией не превышает общепопуляционного уровня. Хромосомные заболевания с аномалиями числа хромосом включают: синдром Патау, синдром Эдвардса, синдром трисомии хромосомы 8. А хромосомные заболевания с аномалиями структуры хромосом — синдром Ди Джорджи, синдром Вольфа-Хиршхорна, синдром «кошачьего крика», синдром Альфи, синдром Орбели.

Моногенные заболевания

Моногенные заболевания возникают в результате повреждения ДНК на уровне гена. Количество моногенных заболеваний по некоторым оценкам достигает 5000.

Среди признаков моногенных болезней можно выделить: различные формы умственной отсталости, дефекты органов слуха, зрения, скелетные дисплазии, болезни нервной, эндокринной, иммунной и других систем. К числу наиболее известных моногенных болезней относятся муковисцидоз, гемофилия А и В, болезнь Гоше, миодистрофия Дюшенна/Беккера, спинальная мышечная атрофия, дальтонизм.

Выявить тяжелые моногенные заболевания можно с помощью пренатальной диагностики, а также, определив наличие мутаций у родителей с помощью генетического теста.

Что можно узнать из генетического теста?

Митохондриальные заболевания

Митохондриальные заболевания обусловлены генетическими, структурными, биохимическими дефектами в функционировании митохондрий, которые приводят к нарушению тканевого дыхания.

Митохондрии содержат свою собственную ДНК. А болезни, вызванные мутациями в митохондриальной ДНК, наследуются исключительно по материнской линии. Если именно таким образом было унаследовано митохондриальное заболевание, существует 100% вероятность того, что каждый ребенок в семье его унаследует.

Симптомы могут включать в себя: нарушение роста, слабость мышц, аутизм, ментальные расстройства, проблемы с дыханием, слухом и зрением. Примеры митохондриальных заболеваний: синдром Лея, синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта, наследственная оптическая нейропатия Лебера и другие.

Полигенные или мультифакториальные заболевания

Существуют также болезни с наследственной предрасположенностью, которые называют мультифакториальными или полигенными заболеваниями.

Мультифакториальные заболевания обусловлены наследственными факторами риска, и в значительной степени — неблагоприятным воздействием среды. К мультифакториальным заболеваниям относятся большинство хронических заболеваний, включая сердечно-сосудистые, эндокринные, иммунные, нервно-психические, онкологические и др. Например, бронхиальная астма, сахарный диабет, ревматоидный артрит, гипертоническая болезнь сердца и т.д.

Как передаются наследственные заболевания?

Организм человека состоит из триллионов клеток. Каждая клетка имеет ядро, которое содержит хромосомы. Каждая хромосома состоит из плотно свернутых нитей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Гены — это инструкции по сборке белков в нашем организме, которые определяют специфические черты каждого человека, например, цвет глаз или волос. Большинство клеток в организме обычно содержат 46 хромосом, организованных в 23 пары. В каждой из этих 23 пар есть одна унаследованная хромосома от отца и одна — от матери. Из 23 пар 22 пары одинаковые у женских и мужских организмов, а одна оставшаяся определяет, являетесь вы мужчиной (XY) или женщиной (XX).

Мутации, из-за которых возникают наследственные заболевания, могут иметь доминантный или рецессивный характер наследования.

Доминантное наследование означает, что только одна копия гена — от матери или отца — должна иметь мутацию (или патогенный вариант гена) для проявления признака или заболевания. А при рецессивном типе человек наследует две измененные копии одного и того же гена.

Аутосомно-доминантный паттерн наследования

При аутосомно-доминантном наследовании заболеваний генетически обусловленная болезнь проявляется в том случае, если у человека есть хотя бы один мутированный ген, и этот ген не расположен на половых (Х и Y) хромосомах.

Болезнь Хантингтона и синдром Марфана — два примера аутосомно-доминантных болезней. Мутации в генах BRCA1 и BRCA2, которые также связаны с раком молочной железы, передаются по этой схеме.

Аутосомно-рецессивный паттерн наследования

При аутосомно-рецессивном наследовании мутируют обе копии генов. Чтобы унаследовать аутосомно — рецессивное заболевание, такое как муковисцидоз, спинальная мышечная атрофия, или фенилкетонурия (ФКУ), оба родителя должны быть носителями. Ребенок наследует две копии дефектного гена — по одной от каждого родителя. Например, люди, имеющие одну копию гена с мутацией, а вторую — без мутации, называются носителями, потому что сами они здоровы.

Х-сцепленное рецессивное наследование

В Х-сцепленном рецессивном наследовании мутированный ген находится на Х-хромосоме. Болезнь проявляется только в случае, если другой Х-хромосомы с нормальной копией того же гена у человека нет.

Мышечная дистрофия Дюшенна, некоторые виды дальтонизма и гемофилия А — примеры рецессивных заболеваний, связанных с X-хромосомой. Мужчина с рецессивным заболеванием, связанным с X-хромосомой, передаст свою нетронутую Y-хромосому сыновьям, и ни один из них не пострадает. Если он передаст свою Х-хромосому (с дефектным геном) своим дочерям, то все они будут носителями болезни. У его дочерей может не быть симптомов или только легкие признаки заболевания, но они могут передать мутированный ген своим детям.

Женщины-носители рецессивного заболевания, связанного с X-хромосомой, часто имеют лёгкие признаки заболевания или вообще не имеют симптомов. Это связано с тем, что у женщин-носителей есть одна нормальная копия гена и одна мутированная копия. Нормальная копия обычно компенсирует дефектную копию в женском организме, в отличие от мужчин, у которых только одна X-хромосома.

Женщины, имеющие только один патологический ген, передают заболевание в среднем половине своих детей вне зависимости от пола. Женщины же, имеющие два патологических гена, передают заболевание всем своим детям. К таким заболеваниям относятся гемофилия А и дальтонизм.

Как генетическое тестирование помогает при планировании семьи

Если вы знаете или предполагаете, что у вас или вашего партнера в семейной истории есть какое-либо генетическое заболевание, вы можете определить это с помощью Генетического теста Атлас. Генетическое консультирование поможет вам узнать о методах лечения, профилактических мерах и репродуктивных возможностях.

Как лечить наследственные заболевания и как с ними жить?

Раньше наследственные заболевания были неизлечимы. Сейчас это по-прежнему остаётся проблемой для многих заболеваний, но для некоторых из них методы лечения уже найдены. Например, это касается болезней, связанных с нарушением метаболизма.

При большинстве наследственных нарушений обмена веществ один фермент либо вообще не вырабатывается организмом, либо вырабатывается в форме, которая не работает. Например, при отсутствии какого-либо фермента в организме могут накапливаться токсичные вещества или может не синтезироваться необходимый продукт — как при гемохроматозе 1 типа.

При этом заболевании организм поглощает слишком много железа из пищи и не может естественным образом избавиться от избытка. Это может привести к чрезмерному накоплению железа в сердце, поджелудочной железе и печени.

Лечение генетических нарушений обмена веществ следует двум общим принципам:

Есть более серьезные и распространенные наследственные заболевания, которые не лечатся. Например, мековисцидоз — скопление слизи в лёгких и в пищеварительной системе. От муковисцидоза нет лекарства, но разные методы контроля симптомов помогают предотвращать или уменьшать осложнения и облегчать жизнь с этим заболеванием.

Со временем муковисцидоз прогрессирует и может привести к летальному исходу, особенно при наличии сопутствующих инфекций. Сегодня благодаря достижениям медицины около половины людей с муковисцидозом доживают до 40 лет. Дети, рожденные с этим заболеванием в наши дни, смогут прожить ещё дольше.

Одно из самых тяжелых наследственных заболеваний, спинальная мышечная атрофия, также с недавнего времени поддается лечению с помощью генной терапии. Но доступен этот метод далеко не каждому. Препарат для лечения СМА — самый дорогой лекарственный препарат в мире.

Лечение или купирование генетических заболеваний стало возможным благодаря международному проекту «Геном человека» по изучению и картированию генов человека, произошел прорыв в диагностике и лечении наследственных заболеваний. Результаты проекта помогают не только находить гены, мутации в которых приводят к заболеваниям, но и диагностировать их с максимальной точностью.

Как я могу узнать, что являюсь носителем генетического заболевания?

Наши гены содержат инструкции, которые сообщают организму, как правильно функционировать. При изменении этих инструкций развиваются различные заболевания. Во многих случаях симптомы впервые проявляются в зрелом возрасте, поэтому иногда мы не знаем, что являемся носителями. Предупредить риски развития и передачи наследственного заболевания можно с помощью Генетического теста Атлас.

Источник

Онтогенетическая изменчивость

разная активность генов,

различная активность желез внутренней секреции,

различное соотношение процессов роста и дифференцировки в различные возрастные периоды.

Связанные понятия

Фенокопии — изменения фенотипа под влиянием неблагоприятных факторов среды, по проявлению похожие на мутации. Эти изменения проявляются только при определенных факторах (физических, химических или биологических), если воздействие прекращается, то фенотип возвращается к своему нормальному состоянию. Фенокопии сохраняются в течение всей жизни только тогда, когда преобразующий внешний фактор действует в период эмбрионального развития. Но и в таком случае изменённый признак не передаётся по наследству.

См. также Список наследственных заболеваний.Насле́дственные заболева́ния — заболевания, возникновение и развитие которых связано с различными дефектами и нарушениями в наследственном аппарате клеток. В основе наследственных заболеваний лежат нарушения наследственной информации — мутации: хромосомные, генные и митохондриальные мутации. Наследственные заболевания могут быть обусловлены мутациями, передаваемыми в семьях по наследству, или мутациями, вновь возникшими в клетках зародышевой линии, в зиготе.

Нейродегенеративные заболевания (греч. νέυρο-, нейро-, «нервы-» и лат. dēgenerāre, «вырождаться») — группа в основном медленно прогрессирующих, наследственных или приобретённых заболеваний нервной системы.

Эксперты Американской психиатрической ассоциации определяют психические расстройства как «клинически значимое поведение человека или в широком понимании заболевание души, подразумевающее состояние внутреннего страдания, развитие различных фобий или умственную отсталость», Факторы, провоцирующие психические расстройства, варьируются в зависимости от конкретного заболевания и личности.

Источник

Онтогенетический метод определения биологического возраста человека

На примере онтогенетического метода определения биологического возраста по физической работоспособности, созданного автором, показаны практические приемы на каждом этапе разработки методов определения биологического возраста.

Методология создания новых методов биологического возраста должна облегчить и сократить во времени будущие исследования в данной области.

Ключевые слова: онтогенез, биологический возраст, метод, физическая работоспособность.

Проблема биологического возраста является ключом для изучения влияния времени на изменения организма на всех этапах индивидуального развития от рождения до смерти, объединяемых термином онтогенез.

История вопроса в геронтологии СССР и России

В отечественной литературе первую работу по биологическому возрасту опубликовал П.Н.Соколов (1935). Он рассчитал таблицу возрастных сдвигов для выделения информативных признаков (морщинистости кожи) по степеням их интенсивности, используя ранги средних членов возрастных групп, и описал процедуру вычисления показателя биологического возраста [9]. В 1975 году Т.Л.Дубиной, А.Н.Разумовичем [7] был опубликован первый обзор на русском языке по биологическому возрасту. Т.Л.Дубину по праву можно назвать пионером разработки методов определения биологического возраста у людей и лабораторных животных в нашей стране [7, 8].

80-е годы отмечены интенсивной разработкой новых методов сотрудниками Института геронтологии АМН СССР под руководством В.П.Войтенко. Подробное описание метода определения биологического возраста, доступное для применения другим исследователям, опубликовали В.П.Войтенко с соавт. [6] в 1984 году. Метод института геронтологии нашел широкое применение в нашей стране.

В последнее десятилетие исследования биологического возраста сосредоточились в лаборатории онтогенеза Пермской медицинской академии, в которой автором создано четыре новых метода определения биологического возраста человека [2, 3].

Понятие биологического возраста возникло в результате осознания неравномерности развития, зрелости и старения. Эти три этапа онтогенеза характеризуются следующими основными качественными и количественными возрастными изменениями:

данной популяции, отражающее неравномерность развития, зрелости и старения различных физиологических систем и темп возрастных изменений адаптационных возможностей организма.

Развитию научных работ в этой области способствовали исследования, включающие решение ряда практических задач:

дозирование умственных нагрузок,

дозирование физических нагрузок,

оценка влияния различных факторов на изменение скорости процессов развития, зрелости и старения.

Классификация методов определения биологического возраста

1. По периодам онтогенеза

1.1 Период развития:

1.1.1 метод развития половых признаков (1929),

1.1.2 метод скелетной зрелости (1936),

1.1.3 метод зубной зрелости (1966).

1.2 Периоды зрелости и старения:

1.2.6 метод Фурукавы (1975)- по показателям артериального давления, роста, массы тела, жизненной емкости легких, динамометрии кисти, гибкости туловища, фенолсульфофталеиновому тесту, состоянию зрения, теппинг-тесту, частоте сердечных сокращений после пробы Мастера,

1.3 Периоды развития, зрелости и старения:

2. По набору маркеров

2.1 Анатомические маркеры:

2.1.1 метод развития половых признаков,

2.1.2 метод скелетной зрелости,

2.1.3 метод зубной зрелости.

2.2 Физиологические маркеры:

2.2.2 метод Фонда научных исследований радиации,

2.2.3 метод Суоминена,

2.2.4 метод Кискинен,

2.2.5 метод Накамуры II,

2.2.6 метод Дубиной-Минца,

2.2.7 метод Института геронтологии,

2.2.8 метод физической работоспособности,

2.2.9 метод умственной работоспособности,

2.2.10 метод физической и умственной работоспособности,

2.2.11 метод биоэлектрической активности головного мозга.

2.3. Анатомические и физиологические маркеры:

2.4. Физиологические и биохимические маркеры:

2.4.3 метод Вебстера I,

2.4.4 метод Вебстера II,

2.4.5 метод Фурукавы,

2.4.6 метод Накамуры I

2.5. Физиологические и иммунологические маркеры:

2.5.1 метод Войтенко-Токаря,

3. По включению маркеров, отражающих адаптационные возможности организма.

3.1. Использование функциональных проб в виде физических нагрузок:

3.1.2 метод Фурукавы,

3.1.3 метод Суоминена,

3.1.4 метод Накамуры II,

3.1.5 метод физической работоспособности,

3.1.6 метод физической и умственной работоспособности.

3.2. Использование функциональной пробы в виде сахарной кривой после нагрузки сахаром:

3.2.1 метод Накамуры I.

3.3. Исследования маркеров в состоянии покоя:

3.3.3 метод Вебстера I,

3.3.4 метод Вебстера II,

3.3.5 метод Фонда научных исследований радиации,

3.3.6 метод Кискинен,

3.3.8 метод Дубиной-Минца,

3.3.9 метод Войтенко-Токаря,

3.3.10 метод Института геронтологии,

3.3.11 метод умственной работоспособности,

3.3.12 метод биоэлектрической активности головного мозга.

Классификация составлена на основании методов, представленных в обзорах и статьях по биологическому возрасту [1, 2, 3, 6, 8, 11].

Все методы (за исключением методов Института геронтологии и физической работоспособности) не получили широкого распространения среди исследователей и практикующих врачей в связи с требованиями при их использовании специального оборудования и знания авторских изменений даже в общепринятых методиках обследования.

Создание метода определения биологического возраста включает следующие этапы:

разработка комплекса показателей (маркеров),

обследование людей разных возрастных групп,

компьютерная обработка данных (корреляции и множественная линейная регрессия),

получение предварительного решения,

определение биологического возраста и должного биологического возраста группы и индивидуума,

проверка объективности метода.

Задача определения биологического возраста состоит в том, чтобы на основании известных для данной популяции зависимостях между показателями и хронологическим возрастом по индивидуальным значениям этих показателей у индивидуума вычислить его биологический возраст.

Разработка комплекса показателей (маркеров) биологического возраста

Требования, предъявляемые к показателям биологического возраста:

направленность, закономерность и непрерывность изменений их на протяжении онтогенеза,

достаточная интенсивность изменений показателей,

возможность количественной оценки маркеров,

способность отражения адаптационных возможностей организма,

стабильность и воспроизводимость,

Для распространения метода лучше включать показатели, которые имеют единую методику измерений в исследованиях и работе практических врачей (например, маркеры физической работоспособности). Количество исследуемых показателей определяется достаточностью информации о развитии, зрелости и старении на этапе математической обработке материалов [4, 5, 10, 12].

Обследование людей разных возрастных групп

Для обследования всегда отбираются люди методом случайной выборки. Практическая невозможность создания групп только из здоровых диктует при отборе избегать индивидуумов, перенесших в анамнезе инфаркты миокарда, инсульты и другие состояния декомпенсации физиологических систем.

Рекомендуется такого рода исследования проводить на возрастных группах с 1-годовым, 5-летним, 10-летним или 15-летним интервалом. Чем короче интервал и чем больше обследовано людей в каждой группе, тем репрезентативней выборка.

Чаще всего в разработанных методах исследуется только некоторые этапы онтогенеза, но наиболее перспективными следует считать методы, включающие в обследование возрастные группы от начала до конца жизни.

Компьютерная обработка данных

Обработка состоит из следующих этапов:

набор хронологического возраста и всех маркеров возраста,

вычисление корреляционных коэффициентов между хронологическим возрастом и каждым показателем,

определение корреляционных коэффициентов между маркерами,

отбор маркеров наиболее связанных с хронологическим возрастом,

создание формул определения биологического возраста методикой множественной линейной регрессии,

оптимальное число маркеров, включаемых в комплекс, определяется достижением максимального коэффициента множественной корреляции комплекса с хронологическим возрастом,

достижение максимального коэффициента множественной корреляции свидетельствует об эффекте насыщения маркерами, а его высокая достоверность указывает на достаточность информации о возрастных изменениях.

Получение предварительного решения

Определение биологического возраста и должного биологического возраста группы и индивидуума

По формулам рассчитывается биологический возраст каждого испытуемого, а в группе испытуемых определяется средний биологический возраст, который характеризует популяционный стандарт темпа возрастных изменений.

Для принятия решений о влиянии каких-либо факторов, замедляющих или ускоряющих возрастные сдвиги, достаточно сравнения среднего биологического возраста в группе, подвергшихся вмешательству, и в контрольной группе.

Сложнее обстоит дело с определением биологического возраста индивидуума. В силу математических особенностей множественной линейной регрессии прямое сопоставление вычисленного биологического возраста и хронологического возраста не корректно. Следует сопоставлять вычисленный биологический возраст с величиной должного биологического возраста, который является популяционным стандартом старения. Обследовав человека 40 лет, нужно сопоставить его биологический возраст со средним биологическим возрастом у всех лиц, входящих в данную возрастную группу.

Должный биологический возраст можно вычислить следующим способом:

Далее можно вычислить:

величину БВ: ДБВ, отражающую во сколько раз БВ испытуемого больше или меньше этого стандарта.

Проверка объективности метода

Объективность созданного метода должна проверяться двумя способами.

Первый способ включает исследования биологического возраста в популяциях с заведомо разными темпами возрастных изменений. Совпадение разницы темпов, определяемых по данному методу, и темпов, разница которых в субпопуляциях заранее известна, свидетельствует об объективности метода в целом.

В лаборатории онтогенеза Пермской медицинской академии разработаны четыре метода определения биологического возраста:

метод определения биологического возраста по физической работоспособности,

метод определения биологического возраста по умственной работоспособности,

метод определения биологического возраста по физической и умственной работоспособности,

метод определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга.

Метод определения биологического возраста по физической работоспособности

Выбор физической работоспособности определяется несколькими факторами:

показатель имеет строгую направленность в онтогенезе (увеличивается в период созревания, снижается в период зрелости и старения);

признак отражает адаптационные возможности организма человека в целом;

методика обладает строгим порядком исполнения и интерпретации.

Характеристика групп обследуемых

Для обследования отбирались люди методом случайной выборки.

О состоянии здоровья испытуемых судили по анамнестическим данным, результатам предварительного медицинского осмотра и анализу историй болезней. Исключались из выборки те, кто имел в анамнезе инфаркты миокарда, инсульты и другие состояния декомпенсации физиологических систем.

Нами использована следующая возрастная классификация: дети младшего школьного возраста (7-12 лет), среднего школьного возраста (13-14 лет), старшего школьного возраста (15-17 лет), люди молодого (18-19 лет), зрелого (20-59 лет), пожилого (60-74 лет) и старческого (75-89 лет) возраста.

Всего обследовано 589 человек.

Физическую работоспособность измеряли методом степэргометрии с нарастающей нагрузкой до достижения субмаксимально возможной частоты сердечных сокращений или появления общепринятых противопоказаний.

Исследование начиналось после 20-минутной адаптации испытуемого в положении сидя, после чего регистрировались изучаемые показатели. Начальная нагрузка составляла 100 кГм/мин, работа на каждой ступени продолжалась 4 минуты, отдых между нагрузками длился 3 минуты, прибавка нагрузки на каждой последующей ступени по 100 кГм/мин. До нагрузки, на каждой минуте нагрузки и восстановления регистрировалась электрокардиограмма и артериальное давление.

В таблице 1 представлена матрица для хронологического возраста и показателей физической работоспособности в период созревания.

У детей и подростков женского пола положительные достоверные корреляции выявлены между возрастом и физической работоспособностью в кГм/мин (высокая степень), с частотой сердечных сокращений на высоте нагрузки (умеренная степень) и систолическим артериальным давлением на высоте нагрузки (высокая степень). Не обнаружено корреляций с возрастом для физической работоспособности в кГм/мин/кг и диастолического артериального давления на высоте нагрузки.

Таблица 1. Корреляция хронологического возраста с показателями физической

работоспособности (7-17 лет)