Серповидноклеточная анемия у аборигенов африки
Важнейшей
задачей и фундаментом медицинской
генетики является точное знание и
описание менделирующих признаков
человека. В настоящее время описано
около 3000 менделирующих признаков
человека. Известный американский генетик
В. Маккьюсик опубликовал каталог
наследственных признаков человека,
который пополняется с каждым годом.
Известно
более 2 000 наследственных болезней и
аномалий развития. Они изучаются на
молекулярном, клеточном, организменном
и популяционном уровнях. К их числу
относятся ряд тяжелых заболеваний
нервной системы (шизофрения, эпилепсия),
эндокринной системы (кретинизм), крови
(гемофилия), нарушение обмена веществ
(фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм).
Изучение причин этих заболеваний, их
ранняя диагностика позволяет успешно
разрабатывать методы предупреждения
их развития. Медицинская генетика имеет
надежные методы диагностики и идентификации
наследственных заболеваний. Создание
медико-генетических консультаций,
которые помогут врачу вести раннюю
диагностику, лечение и профилактику
наследственных заболеваний.
Как
и всякие законы природы, являясь
универсальными, правила Менделя могут
проявляться лишь при определенных
условиях, которые сводятся к следующему:
Гены
разных аллельных пар должны находится
в разных хромосомах.Полное
доминирование признаков независимо
от условий развития организма.Равновероятное
образование гамет всех сортов.Равновероятное
сочетание гамет при оплодотворении.Равная
жизнеспособность зигот всех генотипов.
Тщательный
анализ реализации генотипа в фенотип
показал, что проявление признаков может
определяться взаимодействием аллельных
генов: доминированием,
рецессивностью, неполным доминированием,
кодоминированием, сверхдоминирование.
Доминирование
является свойством гена обуславливать
развитие признака в гетерозиготном
состоянии. Значит ли это, что рецессивная
аллель полностью подавлена и абсолютно
не функционирует? Оказывается — нет.
Рецессивный ген проявляется в гомозиготном
состоянии.
Если
Мендель, анализируя закономерности
наследования дискретных признаков у
гороха, располагал несколькими парами
признаков, то у человека нам известно
уже тысячи разнообразных биологических
признаков и свойств, наследование
которых подчиняется правилам Менделя.
Это такие признаки как цвет глаз, волос,
форма носа, губ, зубов, подбородка, форма
пальцев, ушной раковины и т.д. Многие
наследственные заболевания также
наследуются по правилам Менделя. Это:
ахондроплазия, альбинизм, глухонемота,
куриная слепота, сахарный диабет, фиброз
поджелудочной железы, глаукома и др.
(см. таблицу).
Наследование признаков у человека по принципу полного доминирования.
Доминантный | Рецессивный |
Норма | |
карие | голубые |
темный | светлый |
монголоидные | европеоидные |
нос | нос |
ямочки | отсутствие |
веснушки | отсутствие |
праворукость | леворукость |
Rh+ | Rh- |
Патологические | |
карликовая | нормальное |
полидактилия | норма |
брахидактилия | норма |
нормальное | гемофилия |
нормальное | дальтонизм |
пигментация | альбинизм |
нормальное | фенилкетонурия |
гемералопия | |
Для
большинства числа признаков у животных
и человека характерно промежуточное
наследование или неполное доминирование.
При
неполном проявлении гена гибрид не
воспроизводит полностью ни одного из
родительских признаков. Выражение
признака оказывается промежуточным с
большим или меньшим уклонением к
доминантному или рецессивному состоянию.
Примерами
неполного доминирования у человека
может быть наследование серповидноклеточной
анемии, анофтальмии, пельгеровской
аномалии сегментирования ядер лейкоцитов,
акаталазии (отсутствие каталазы в
крови). У аборигенов Африки доминантный
ген серповидноклеточной анемии S
в гомозиготном состоянии SS
вызывает гибель особей от анемии. Люди
с генотипом ss
в местных условиях гибнут от малярии,
но не страдают малокровием. Гетерозиготы
Ssвыживают,
так как не страдают малокровием и не
болеют малярией.
Отклонение
от ожидаемого расщепления по законам
Менделя вызывают летальные
гены.
Так при скрещивании двух гетерозигот
Аа,
вместо ожидаемого расщепления 3:1, можно
получить 2:1, если гомозиготы АА
по
какой-либо причине — не жизнеспособны.
Так у человека наследуется доминантный
ген брахидактилии (короткие пальцы). У
гетерозигот наблюдается патология, а
гомозиготы, поэтому гену погибают на
ранних стадиях эмбриогенеза. Гетерозиготы
по гену серповидно-клеточной анемии
(Ss)
жизнеспособны, а гомозиготы погибают
(SS).
Такое наследование, когда доминантный
признак имеет неполное проявление,
называется промежуточным.
Многие заболевания у человека в
гомозиготном состоянии являются
летальными, а в гетерозиготном —
обеспечивают жизнеспособность организма.
Как
уже было сказано, механизмом, обусловливающим
расщепление признаков в потомстве
гибрида, является мейоз. Мейоз обеспечивает
закономерное расхождение хромосом при
образовании гамет, т.е. расщепление
осуществляется в гаплоидных гаметах,
на уровне хромосом и генов, а анализируется
результат в диплоидных организмах на
уровне признаков.
Между
этими двумя моментами проходит много
времени, в течение которого на гаметы,
зиготы и развивающиеся организмы
действует множество независимых друг
от друга условий среды. Поэтому, если в
основе процесса расщепления лежат
биологические механизмы, то проявление
этих механизмов, т.е. наблюдаемое
расщепление, носит случайный или
статистический характер.
Соседние файлы в предмете Биология
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 ноября 2014;
проверки требуют 28 правок.
Серповидноклеточная анемия — это наследственная гемоглобинопатия, связанная с таким нарушением строения белка гемоглобина, при котором он приобретает особое кристаллическое строение. Форма гемоглобина больных — так называемый гемоглобин S. Эритроциты, несущие гемоглобин S вместо нормального гемоглобина А, под микроскопом имеют характерную серпообразную форму (форму серпа), за что эта форма гемоглобинопатии и получила название серповидноклеточной анемии.
Этиология и патогенез[править | править код]
Заболевание связано с мутацией гена HBB, вследствие чего синтезируется аномальный гемоглобин S, в молекуле которого вместо глутаминовой кислоты в шестом положении β-цепи находится валин. В условиях гипоксии гемоглобин S полимеризуется и образует длинные тяжи, в результате чего эритроциты приобретают серповидную форму.
Серповидноклеточная анемия наследуется по аутосомно-рецессивному типу (с неполным доминированием). У носителей, гетерозиготных (Ss) по гену серповидноклеточной анемии, в эритроцитах присутствуют примерно в равных количествах гемоглобин S и гемоглобин А. При этом в нормальных условиях у носителей симптомы практически никогда не возникают, и серповидные эритроциты выявляются случайно при лабораторном исследовании крови. Симптомы у носителей могут появиться при гипоксии (например, при подъёме в горы) или тяжёлой дегидратации организма. У гомозигот (SS) по гену серповидноклеточной анемии в крови имеются только эритроциты, несущие гемоглобин S, и болезнь протекает тяжело.
Эритроциты, несущие гемоглобин S, обладают пониженной стойкостью к лизису и пониженной способностью к переносу кислорода, поэтому у больных с серповидноклеточной анемией повышено разрушение эритроцитов в селезёнке, укорочен срок их жизни, повышен гемолиз и часто имеются признаки хронической гипоксии (кислородной недостаточности) или хронического «перераздражения» эритроцитарного ростка костного мозга.
Эпидемиология[править | править код]
Серповидноклеточная анемия весьма распространена в регионах мира, эндемичных по малярии, причём больные серповидноклеточной анемией обладают повышенной (хотя и не абсолютной) врождённой устойчивостью к заражению различными штаммами малярийного плазмодия. Серповидные эритроциты этих больных также не поддаются заражению малярийным плазмодием в пробирке.
Повышенной устойчивостью к малярии обладают и гетерозиготы-носители, которые анемией не болеют (преимущество гетерозигот), что объясняет высокую частоту этого вредного аллеля в африканских популяциях.
Распространение аллеля серповидноклеточной анемии (более тёмная окраска — большая частота встречаемости, наибольшая частота — около 15%)
Симптомы[править | править код]
- Усталость и анемия
- Приступы боли
- Отек и воспаление пальцев рук и/или ног и артрит
- Бактериальные инфекции
- Тромбоз крови в селезёнке и печени
- Лёгочные и сердечные травмы
- Язвы на ногах
- Асептический некроз
- Повреждение глаз
Симптомы серповидноклеточной анемии делятся на две основные категории. Из-за хрупкости красных клеток крови всегда наблюдается анемия, которая может привести к потере сознания, делает больного физически менее выносливым и может вызвать желтуху (связанную с чрезмерным распадом гемоглобина).
Кроме этого, периодическая закупорка мелких капилляров в любой части тела может привести к широкому спектру различных симптомов.
Почти невозможно описать «типичного пациента», страдающего серповидноклеточной анемией, поскольку симптомы и их тяжесть широко варьируют. Некоторые характерные особенности являются общими почти для всех пациентов с серповидноклеточной анемией.
В периоды гемолитических кризисов отмечается резкое падение уровня гемоглобина, которое сопровождается высокой температурой и чёрным цветом мочи.
У больных серповидной анемией меняется и внешний вид: отмечается высокий рост, худоба, удлиненность туловища, искривление позвоночника, башенный череп и изменённые зубы.
Обычно новорождённые вполне здоровы, имеют нормальный вес и нормально развиваются, никаких симптомов у них не проявляется до 3-месячного возраста. Первыми признаками серповидноклеточной анемии у младенца обычно являются опухание и болезненность кистей рук или стоп, слабость и искривление конечностей и иногда, несколько позднее, отказ от ходьбы. Этот симптом является результатом закупорки эритроцитами капилляров мелких костей кистей и стоп и нарушения кровотока. Эритроциты выпадают из жидкой части крови и откладываются в капиллярах в виде осадка. Скопление эритроцитов постепенно рассасывается само по себе, но до тех пор, пока этого не произойдет, требуется помощь врача, чтобы смягчить боль и обнаружить возможные сопутствующие заболевания. Ребёнок с серповидноклеточной анемией обычно выглядит бледным, возможно, слегка желтушным, но в остальных отношениях, как правило, здоров.
Единственным очень серьёзным осложнением серповидноклеточной анемии у ребёнка до 5-летнего возраста является инфекция. Скопление эритроцитов и закупорка капилляров в селезёнке, органе, который в норме отфильтровывает бактерии из кровотока, происходит в течение первых лет жизни, что делает ребёнка особенно восприимчивым к смертельному заражению крови — сепсису. Поэтому родителей маленьких детей, страдающих серповидноклеточной анемией, предупреждают, чтобы они были внимательны и не пропустили ранних симптомов инфекции, таких как раздражительность, нервозность, повышенная температура и плохой аппетит. Родители должны немедленно обращаться за медицинской помощью, если у ребёнка наблюдается какой-либо из этих симптомов. Если при заражении крови достаточно рано начинать применять антибиотики, фатальных осложнений можно избежать. После 5-летнего возраста, когда у ребёнка уже выработались соответствующие естественные антитела к такого рода бактериям, вероятность смертельной бактериальной инфекции существенно снижается.
Проблемой детей школьного возраста с серповидноклеточной анемией обычно является эпизодическая закупорка эритроцитами капилляров больших костей. В большинстве случаев эти эпизоды протекают относительно легко, наблюдаются лишь слабые ноющие боли в костях.
С возрастом процесс закупорки капилляров может затрагивать и другие органы. Если это произойдет, например, в лёгких, развивается серьёзное респираторное заболевание. Очень редкое осложнение, которое бывает меньше чем у 10% больных с серповидноклеточной анемией — закупорка сосудов мозга, приводящая к инсульту.
Подростки с серповидноклеточной анемией испытывают беспокойство и озабоченность из-за того, что их физическое развитие обычно задерживается на 2—3 года. Такие подростки обычно меньше ростом, чем их одноклассники, их часто дразнят за запаздывание в сексуальном развитии. Однако со временем половая зрелость все же наступает, и исследования показывают, что женщины с серповидноклеточной анемией имеют нормальную возможность к деторождению. Женщины с серповидноклеточной анемией, безусловно, способны вынашивать и рожать нормальных детей, но во время беременности у них повышается риск осложнений, которые могут привести к выкидышу, преждевременным родам или усилению анемии у матери. Такие беременные женщины должны находиться под наблюдением гинеколога, имеющего специальный опыт по беременности с повышенным риском. В течение беременности таким женщинам может потребоваться переливание крови.
У взрослых с серповидноклеточной анемией могут обнаруживаться симптомы хронической (постоянной или длительной) закупорки капилляров легких и почек, и может развиться хроническая легочная или почечная недостаточность. Эти два осложнения приводят к ранней смерти некоторых пациентов с серповидноклеточной анемией.
У других больных может происходить закупорка капилляров сетчатки глаза, что в конечном итоге может привести к слепоте.
Хотя все эти осложнения (почечная и лёгочная недостаточность, слепота, серьёзная инфекция и повторяющиеся костные кризы) характерны для страдающих серповидноклеточной анемией, крайне редко бывает так, чтобы все они наблюдались у одного пациента.
Синонимы[править | править код]
Русские[править | править код]
- Дрепаноцитарная анемия
- Серповидноклеточная гемолитическая анемия
- Африканская анемия
- Дрепаноцитоз
- Менискоцитоз
- Анемия Херрика (Геррика)
- болезнь (синдром) Херрика (Геррика)
Английские[править | править код]
- Hemoglobin S disease
- ( Hb S disease)
- Herrick’s anemia
- Herrick disease (syndrome)
- Sickle-cell anemia
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 3 Disease Ontology release 2019-05-13 — 2019-05-13 — 2019.
Ссылки[править | править код]
- Da-med.ru ::: Серповидноклеточная анемия
Генетика серповидноклеточной анемии. НаследованиеHbS был первым обнаруженным аномальным гемоглобином с высоким клиническим значением. Он возникает вследствие замены единственного нуклеотида, которая изменяет кодон шестой аминокислоты В-глобина глутаминовой кислоты на валин (GAG -> GTG: Glu6Val). Гомозиготность по данной мутации — причина серповидноклеточной анемии, серьезного заболевания, часто встречающегося в некоторых частях света. Болезнь имеет характерное географическое распределение, чаще всего встречается в Экваториальной Африке и реже всего в Средиземноморье, Индии и странах, в которые мигрировали люди из этих регионов. С этой, обычно фатальной в раннем детстве болезнью рождаются около 1 из 600 афроамериканцев, хотя все более частым становится более долгое выживание. Серповидноклеточная анемия — тяжелое аутосомно-рецессивное гемолитическое заболевание, характеризующееся тенденцией эритроцитов принимать выраженно аномальную форму (серпа) в условиях низкого насыщения кислородом. Гетерозиготы, про которых говорят, что они имеют «признак» серповидноклеточно-сти, обычно клинически здоровы, но их эритроциты в условиях очень низкого давления кислорода in vitro принимают форму серпа. Случаи, когда бы это могло происходить in vivo, редки, хотя гетерозиготы имеют риск инфаркта селезенки, особенно при полетах на большой высоте в самолетах с низким давлением в кабине. Гетерозиготное состояние наблюдают приблизительно у 8% афроамериканцев, но в областях, где частота гена высокая (например, в Западной Центральной Африке), вплоть до 25% новорожденных — гетерозиготы. Молекулярная патология HbS — серповидноклеточной анемииОколо 50 лет тому назад Ингрэм обнаружил, что аномалия HbS связана с заменой одной из 146 аминокислот в В-цепи молекулы гемоглобина. Все клинические проявления наличия HbS — последствия этого единственного изменения в гене В-глобина. Это было первой демонстрацией того, что мутация в структурном гене может вызывать замену аминокислоты в соответствующем белке. Поскольку аномалия HbS локализуется в В-цепи, формула HbS может быть записана как а2b2s или, более точно, а2Ab2s.
Гетерозиготы имеют смесь двух типов гемоглобинов (НbА и HbS), обозначаемых а2Аb2А, а2Аbs, а также гибридный тетрамер гемоглобина, обозначаемый как a2AbA,bs. Серповидноклеточность и ее последствияМолекулы гемоглобина, содержащие мутантные субъединицы b-глобина, нормальны по их способности выполнять их главную функцию связывания кислорода (если они не полимеризованы, как указано далее), но в ненасыщенной кислородом крови они растворимы в пять раз меньше по сравнению с нормальным гемоглобином. Относительная нерастворимость дезоксигемоглобина S является физической основой феномена серповидноклеточности. В условиях низкой кислородной напряженности молекулы HbS собираются в форме полимеров, формирующих стержни или волокна, искажающие форму эритроцитов. Эти уродливые эритроциты деформируются хуже, чем в норме, и, в отличие от нормальных красных кровяных клеток, не могут сжиматься, проходя через капилляры, тем самым блокируя ток крови и вызывая локальную ишемию. Происхождение мутаций гемоглобина SУ большинства лиц африканского происхождения нормальный ген b-глобина содержится в пределах фрагмента рестрикции размером в 7,6 килобазы ДНК. В то же время в определенных частях Африки, например в Гане и почти у 70% афроамериканцев, аллель серповидноклеточного глобина часто обнаруживают во фрагменте размером в 13 килобаз. Частая ассоциация серповидноклеточного глобина с 13-килобазовым фрагментом — поразительный пример неравновесного сцепления. В других частях Африки (например, в Кении) мутация серповидноклеточности обычно связана с фрагментом размером в 7,6 килобазы. Эти находки позволяют утверждать, что мутация серповидноклеточности возникла в Западной Африке в хромосоме, которая содержала ген р-глобина во фрагменте длиной 13 килобаз, и что подобная мутация, по крайней мере, один раз, независимо произошла где-то еще. Защита от малярии, обеспечиваемая данной мутацией у гетерозигот, обеспечила ее высокую частоту в областях, пораженных малярией. — Также рекомендуем «Генетика гемоглобинов HbС, Hammersmith. Наследование» Оглавление темы «Генетика гемоглобинопатий»:
|
