Молекулярные основы генных и мультифакториальных заболеваний человека

Молекулярные или генные болезни - это патологические состояния, которые возникают в результате изменений (мутаций) в пределах одного гена, детерминирующего определённый белок.

 

У человека выявлены различные виды генных мутаций (замена одной пары нуклеотидов на другую, выпадение или вставка одного или нескольких нуклеотидов и др), которые являются причиной многих наследственных заболеваний.

 

Среди генных болезней различают:

 

а) моногенно-обусловленные болезни, наследуемые в соответствии с законами Менделя,

 

б) полигенные болезни, которые детерминируются многими генами. Эти гены влияют друг на друга, пребывают в определённом взаимодействии между собой и факторами внешней среды, фенотипически проявляясь в виде предрасположения к заболеванию. Такие болезни называются мультифакториальными.

 

Изменения на молекулярном уровне, которые наблюдаются в пределах одного гена, приводят к изменению активности ферментов, обуславливающих обмен веществ. фенотипически такие нарушения проявляются как наследственные болезни обмена веществ и называются ферментопатиями (энзимопатиями).

 

Болезни, в результате которых из-за изменённых ферментов происходит накопление промежуточных продуктов обмена, а также токсичных побочных продуктов, называются болезнями накопления.

 

В результате мутации в пределах одного гена нарушается синтез ферментного, транспортного или структурного белка. Так возникают болезни нарушения обмена веществ (ферментопатии).

 

По фенотипическому проявлению различают следующие формы ферментопатии:

 

1. Наследственные дефекты обмена углеводов.

Галактоземия - нарушение расщепления молочного сахара.

 

2. Наследственные дефекты обмена аминокислот.

В качестве примера можно назвать фенилкетонурию - нарушение обмена аминокислоты фенилаланина. В результате дефекта фермента, метаболизирующего фенилаланина, нарушаются все последующие цепи биохимических реакций и, как результат, накапливается промежуточный продукт - фенилпировиноградная кислота, которая токсически действует на нервные клетки мозга новорождённого ребёнка.

 

3. Наследственные дефекты обмена липидов.

Болезнь Тея-Сакса — отсутствует фермент в лизосомах, осуществляющий расщепление ганглиозидов на одном из промежуточных этапов метаболизма липидов, происходит накопление частично расщеплённых ганглиозидов в мозгу, селезёнке, что приводит в результате дегенеративных процессов в нервной системе к задержке умственного развития, слепоте и ранней смерти детей до года.

 

К наследственным болезням принадлежат также многочисленные гемоглобинопатии, в основе которых лежат нарушения синтеза пептидных цепей гемоглобина и связанных с этим нарушением его свойств и функций, к ним относят метгемоглобии, талассемии, серповидно-клеточную анемию.

 

К болезням с наследственной предрасположенностью, обусловленной многими генетическими и средовыми факторами (мультифакториальные болезни) относятся такие заболевания, как псориаз, сахарный диабет, атеросклероз и др.

 

Этим заболеваниям присущ семейный характер. Например, гипертоническая болезнь (эссенциальная гипертония) — заболевание, возникающее в результата сложного взаимодействия наследственного предрасположения и условий среды. Из внешних условий на развитие болезни влияют все воздействия, вызывающие нервно-психическое перенапряжение, например, длительная работа, ночной труд. Главную роль играют обстановка, отношения между людьми на работе и в быту, отрицательные эмоции, конфликтные ситуации.

 

К мультифакториальным болезням можно отнести и близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия) - широко распространенную патологию зрения.

 

Иногда предрасположенность к ряду заболеваний наблюдается у людей с определённым сочетанием различных генов. Например, у людей со второй группой крови чаще наблюдается рак желудка и кишечника, матки, молочной железы, сахарный диабет, холецистит, ревматизм.