Одновременно с формированием общей генетики развивалась отдельная отрасль этой науки — меди­цинская генетика — учение о значении наследствен­ности в болезнях человека

Сейчас уже все знают, что основным материаль­ным носителем генетической информации являются хромосомы. Каждая клетка организма содержит дип­лоидный (удвоенный) набор хромосом, а половые клетки имеют гаплоидный (одинарный) набор. Слива­ясь, две половые клетки образуют новый — опять дип­лоидный — набор, но уже из хромосом обоих родите­лей. Он и дает начало новому организму.

Но после слияния половых клеток в формировании хромосом нового организма иногда случаются сбои. Это и является причиной различных патологических состоя­ний, которые получили название хромосомных болез­ней человека. Таким образом, хромосомные болезни это болезни, вызываемые числовыми или структурны­ми изменениями хромосом либо их сочетанием. Обна­ружить такие нарушения можно лишь при специальном анализе ядер клеток — кариологическом исследовании. Совокупность количественных и качественных призна­ков хромосом, определяемая при микроскопировании в одиночной клетке, называется кариотипом.

Согласно современным представлениям ген — это сложная молекулярно-генетическая система, включаю­щая последовательность нуклеотидов, прерывисто ко­дирующую наследственную информацию, а также ре­гулирующую ее реализацию. Совокупность всех генов организма составляет его генотип, а внешних (теле­сных) признаков — фенотип. Если признак имеет одно качественное состояние, его называют мономорфным, если несколько качественно различных состояний — полиморфным. Наследственный полиморфизм харак­терен для многих признаков человека и других живых организмов. Такие признаки, как цвет глаз, форма губ, ушных раковин, подбородка, группа крови, способны принимать разное качественное состояние. Изменчи­вость генов и контролируемых ими признаков является материалом для эволюционных изменений, приспособ­ления организмов к среде их обитания.

Гены, полученные от отца и матери, у потомков не сливаются, а сохраняют свою индивидуальность. Если ре­бенок получил от каждого родителя по одинаковому гену, обусловливающему, к примеру, карий цвет глаз, такое со­стояние называют гомозиготным. Если от одного родите­ля получен ген карих глаз, а от другого голубых, то такое состояние называют гетерозиготным. Ген, эффект кото­рого проявляется, получил название доминантного (А), а подавляемый ген называют рецессивным (а). Гомози­готный организм по доминантному признаку обозначают формулой АА, по рецессивному признаку — аа, а гетеро­зиготный — Аа. В каждой половой клетке оказывается только один из двух генов, обусловливающий определен­ный признак организма. При доминировании эффект ре­цессивного гена может проявиться только в том случае, когда у индивида он содержится в двойном наборе (гомо­зиготном состоянии), то есть, когда один рецессивный ген получен от отца, другой — от матери. Доминантный же ген проявляется как в гомозиготном, так и в гетерози­готном состоянии. Например, если один родитель имеет карий цвет глаз (с генетической формулой АА), а вто­рой — голубой (аа), то потомство этих родителей будет ка­реглазое в соответствии с законом доминирования (гене­тическая формула Аа). В свою очередь супруги-гетерози­готы Аа с карими глазами могут иметь в потомстве и кареглазых и голубоглазых детей, поскольку наряду с гетерозиготами Аа вновь образуются исходные зиготы АА и аа. В том случае, если признак контролируется не од­ним, а несколькими генами, между ними могут возникать разные типы взаимодействий. Непрерывно варьирую­щие количественные признаки, такие, как рост, масса те­ла, размеры органов, физиологические особенности, кон­тролируются большим числом генов со слабым индивиду­альным действием (полигены). Например, разнообразие оттенков окраски кожи человека зависит от различного количества генов (считают, что не менее 20), ответствен­ных за этот признак у разных людей.

Причина наследственной болезни — дефекты в ге­нетическом аппарате (мутации). Любые мутации, вы­зывающие изменения функций отдельных генов, группы генов или всего генетического аппарата, при­водят к болезням. Генными называют те болезни, в ос­нове которых лежат изменения гена на молекуляр­ном уровне (генная мутация) и нарушения его функ­ции. Именно эта группа болезней и была в первую очередь эмпирически подмечена врачами в родослов­ных. Именно ее изучение заложило основы медицин­ской генетики и подтвердило правильность законов Менделя применительно к человеку. Повреждения любого из генов может сопровождаться структурными изменениями, например, в виде врожденных пороков у детей (на фенотипическом, внешнем телесном уров­не) или в виде недостаточности различных ферментов (на биохимическом уровне).

Хромосомные мутации (числовые и качественные) также могут быть вызваны экзогенными и эндогенны­ми факторами. Наиболее частые из них: пожилой воз­раст родителей, родственные браки, тяжелые металлы (олово, цинк, свинец, ртуть, никель идр.), сильнодей­ствующие ядовитые вещества (диоксины, бенз/а/пирен, нитрозоамины идр.), некоторые лекарства (неомицин идр.), высокая температура, тяжелые болезни печени, эндокринные заболевания, некоторые вирус­ные болезни (краснуха, грипп) на ранних сроках бере­менности. В естественной популяции имеется спон­танный (фоновый) уровень хромосомных аномалий с частотой от 1% до 3%. Превышение этого уровня сре­ди населения должно вызывать серьезные опасения.

Для обобщенного понимания действия мутантных генов, способных изменять наследственность, ученые ввели в генетику специальный термин «груз мутаций». Этот груз может заявлять о себе двояко: во-первых, перекомбинацией уже имеющихся мутантных генов (перекомбинация осуществляется при образовании гамет). В таком случае речь пойдет о так называемом сегрегационном грузе. И во-вторых, посредством обра­зования новых мутаций в результате действия мутаген­ных факторов (мутационный груз). Груз мутаций про­является в гаметах, зиготах, у эмбрионов, плодов, а так­же в самые разные периоды жизни индивида.

В настоящее время биологические, медицинские и социальные эффекты груза мутаций выражаются строго определенными понятиями. Отдельные мута­ции или их сочетания могут увеличивать генетическое разнообразие человеческих популяций (балансиро­ванный полиморфизм), вызывать летальные (смер­тельные) эффекты, сниженную фертильность (плодо­витость), социальную дезадаптацию, сниженную про­должительность жизни.

Попробуем составить представление о величине и тяжести мутационного груза по такому объективно­му критерию, как распространенность наследствен­ных болезней. Около 1 — 2% новорожденных появляют­ся на свет с той или иной наследственной патологией. Разница в частоте проявления этих болезней очень большая. Некоторые заболевания чрезвычайно редки: 1:50000 — 1:100000 и даже реже (например, ахондропла­зия). Другие встречаются чаще — приблизительно 1:10000 (фенилкетонурия, гемофилия), а муковисцидоз (поражение дыхательной и пищеварительной систе­мы) — 1:2500. Наиболее распространена болезнь Дау­на — 1:700— 1:1000 новорожденных. К сожалению, по­скольку адекватной статистики по наследственной па­тологии в целом пока что не существует, говорить об общей распространенности наследственных болезней среди народонаселения мира с достаточной достовер­ностью не приходится.

Наиболее обширную группу наследственной пато­логии представляют болезни с наследственным пред­расположением, определяющиеся сочетанием наслед­ственных и внешних факторов, представляют наибо­лее обширную группу наследственной патологии. Например, частота инсультов и внезапных смертей у родителей гипертоников наблюдалась в 4 — 5 раз ча­ще, чем у родителей не гипертоников. В родословных «истинно часто болеющих детей» число больных род­ственников в 2 раза больше, чем в родословных редко болеющих детей. Максимальная разница наблюдается в 4-ом поколении (в 5,5 раз больше).

Предрасположенность проявляется в изменении нормы реакции организма на действие факторов внеш­ней среды. Например, у лиц с наследственной предрас­положенностью к сахарному диабету изменена норма реакции на такие обычные продукты как крахмал и са­хар. Эти соединения являются «чрезвычайным факто­ром», вызывающим тяжелое расстройство углеводного и общего обмена веществ. Феномен предрасположенно­сти особенно характерен для полигенных (многофак­торных) болезней, таких как атеросклероз, гипертони­ческая болезнь, шизофрения, подагра, миопия (близору­кость), гиперметропия (дальнозоркость) и др.

Радикулит, шизофрения, вегетативная дистония, па­ралич лицевого нерва также могут быть результатом на­следственной предрасположенности, проявившейся под влиянием внешних факторов: чрезмерных физических нагрузок, травм, инфекций и др. Но «фамильная склон­ность» к тем или иным болезням может и не проявиться, если своевременно прибегнуть к самым простым про­филактическим мерам: закаливанию, занятиям физ­культурой, наконец, вообще вести рациональный образ жизни, организовать здоровый режим труда и отдыха.

Болезни с наследственным предрасположением оп­ределяются множественными генами, каждый из ко­торых скорее нормальный, нежели патологический. Условно патологической является, пожалуй, их комби­нация, а свое патологическое действие (или проявле­ние) эта группа генов осуществляет во взаимодейст­вии с определенными факторами внешней среды.

Генетический фон последнее время нестабилен в связи с радиацией, химическими мутагенами и пр. Около 10% химических соединений показывают мута­генную активность. Острота и масштабность влияния загрязнения окружающей среды на генетический фон связана с тем, что экологические нарушения не ло­кальны, а захватывают большие регионы и даже целые континенты (радионуклидный след Чернобыля, пести­циды в Арктике и пр.). Для обеспечения генетической безопасности человека необходима система генетиче­ского мониторинга в популяциях людей, проживаю­щих в регионах с разной экологической обстановкой.

По мнению Г.Д. Бердышева (1993), первоочередной задачей, решение которой позволит сохранить здоро­вье и увеличить среднюю продолжительность жизни, является массовое выявление наследственных нару­шений в популяциях и составление на этой основе ме­дико-генетического паспорта на каждого человека. Анализ родословных позволит заблаговременно выде­лить людей, предрасположенных к развитию того или иного вида патологии.

3. Макарова (1992) предложила индекс отягощенности наследственного анамнеза (генеалогический индекс — ГИ). ГИ = число заболеваний в родословной/число кровных родственников. Низкий индекс 0 — 0,2; умеренный 0,3 —0,5; выраженный 0,6 —0,8; вы­сокий > 0,9.

Однако не следует забывать об условности патологи­ческого характера мутаций у человека. Крупнейший ан­глийский генетик и биохимик Джон Холдейн говорил: «Какова функция гена гемофилии? Сегодня мы говорим, что он не способен выполнить свою нормальную и необ­ходимую функцию. Но через тысячу лет наши потомки, быть может, скажут: «Функция этого гена состоит в том, чтобы препятствовать быстрому свертыванию крови. Это создает некоторые неудобства в первое столетие че­ловеческой жизни, но оказывается весьма ценным при пересадках сердца, а в операциях такого рода люди нуж­даются обычно после стопятидесятилетнего возраста».