Анеуплоидия - это генетическое нарушение, при котором в клетке организма содержится аномальное количество хромосом. Чтобы больше узнать о том, как проявляется анеуплоидия и каковы ее причины, кратко разберем структуру живой клетки, клеточного ядра и самих хромосом.
Немного теории
Как известно, в каждой соматической клетке человеческого организма находятся в норме 46 хромосом, то есть диплоидный набор. Только в половых клетках этот набор одинарный. Хромосомы располагаются в клеточном ядре и представляют собой длинную, скомпактизованную спираль ДНК. ДНК, в свою очередь, состоит из мономеров - полипептидов. Определенная последовательность полипептидов задает ген - структурную единицу наследственности. ДНК содержит всю генетическую программу развития данного организма.
В неполовых клетках каждая хромосома имеет гомологичную, сестринскую хромосому, очень похожую, но не идентичную первой. В процессе мейоза эти хромосомы обмениваются участками. Такое явление называют "кроссинговер". В хромосоме выделяют длинное и короткое плечи.
Хромосомный набор
Совокупность хромосом организма называется кариотипом. В норме у человека, как уже говорилось, кариотип представлен 46 хромосомами, по 23 от каждого родителя, но встречается аномалия, при которой кариотип представлен иначе. Это нарушение называется "анеуплоидия".
Анеуплоидия - это разновидность кариотипа, при котором число хромосом не равно нормальному. Анеуплоидия хромосом, при которой отсутствует одна хромосома, называется моносомией. Если отсутствует пара - нуллисомией. Если вместо нормальной пары гомологичных хромосом в кариотипе появляются три гомологичные, то это трисомия. Любое изменение числа хромосом вызывает серьезные нарушения развития. Некоторые из них могут быть летальными.
Анеуплоидия неполовых хромосом (аутосом)
Существует множество генетических болезней, которые вызывает именно анеуплоидия. Примеры таких заболеваний - синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса. Все эти заболевания вызваны наличием добавочной хромосомы в разных гомологических парах. Синдром Дауна - самое распространенное из этих заболеваний. Проявляется оно умственной отсталостью, нарушениями в общении, трудностями в обучении.
Однако трисомия по 21-й хромосоме, которая и вызывает заболевание, никак не влияет на продолжительность жизни. Занятия по определенным методикам могут помочь больным достичь определенных успехов в обучении и социализации.
Другое заболевание, синдром Патау, также вызывает анеуплоидия. Это тяжелейшее нарушение - результат трисомии по 13-й хромосоме. Больные крайне редко доживают до 10 лет, более 80 % умирают в первый год жизни, остальные страдают тяжелой формой олигофрении. У детей с синдромом Патау выражена микроцефалия, часто наблюдаются проблемы с сердцем, помутнение роговицы, расщеплено нёбо, ушные раковины несколько деформированы.
Основной причиной синдрома Эдвардса также является анеуплоидия - трисомия по 18-й хромосоме. Более 90 % детей с этим заболеванием погибают от остановки сердца в первый год жизни, остальные страдают тяжелой формой олигофрении и практически необучаемы.
Трисомия по 16-й хромосоме встречается чаще, чем любая другая анеуплоидия. Это генетическое нарушение летально, плод погибает в утробе матери в течение первых трех месяцев беременности.
Анеуплоидия у человека может проявляться редким генетическим заболеванием - синдромом Варкани, трисомией по 8-й хромосоме. Основные симптомы - умственная отсталость, пороки сердца, аномалии скелета.
Анеуплоидии половых хромосом
Разновидность анеуплоидии, которая не всегда приводит к тяжелым последствиям, - трисомия по Х-хромосоме. Такое нарушение бывает только у женщин. Трисомия по Х-хромосоме встречается относительно часто - у 0,1 % женщин. Заболевание может никак не проявляется в течении всей жизни, что и происходит примерно в 30 % случаев. Для остальных 70 % процентов характерны следующие симптомы: дислексия, аграфия, речевые и двигательные нарушения. Применяемое в таких случаях симптоматическое лечение весьма эффективно и помогает полностью или частично устранить эти симптомы.
Другие аномалии, связанные с количеством половых хромосом, гораздо более серьезны. К ним относятся синдром Шерешевскоро - Тернера, частный случай анеуплоидии, при котором в кариотипе женщины - только одна Х-хромосома вместо нормальных двух. Симптомы - задержка психического развития, низкий рост, нарушение развития половых органов, возможна легкая форма умственной отсталости.
Существует еще одно серьезное заболевание, причиной которого является анеуплоидия. Это синдром Клайнфельтера - наличие одной или нескольких дополнительных Х- или У-хромосом у мужчин. Симптомы не проявляются до начала полового созревания. Почти у половины больных симптомов нет в течение всей жизни, у других наблюдается гинекомастия, ожирение, бесплодие. В редких случаях отмечается олигофрения.
Причины анеуплоидии
Анеуплоидия возникает из-за того, что во время мейоза гомологичные хромосомы не разделились и вместо одной в гамету попала пара хромосом или не попала ни одна. Если в одной гамете количество хромосом нормальное, а в другой - аномальное, то кариотип зиготы будет аномальным.
Неразделение гомологических хромосом может произойти из-за неблагоприятных условий окружающей среды, воздействия токсинов различной природы. Но чаще всего причина в наследственности: в семьях, где уже были случаи анеуплоидии, риск рождения ребенка с аномальным кариотипом выше, чем у здоровых родителей.
Частота
Можно сказать, что базовый риск хромосомных болезней-анеуплоидий в среднем невелик, так как все генетические заболевания относятся к категории редких. Общая вероятность рождения ребенка с аномалией кариотипа оставляет 5 % в случае, если оба родителя здоровы. Если один из родителей имеет какую-либо патологию кариотипа, вероятность рождения больного ребенка возрастает.
Частота анеуплоидий зависит от хромосомы. Самая распространенная патология кариотипа - синдром Клайнфельтера, анеуплоидия половой хромосомы, частота 1 на 500 новорожденных мальчиков, наиболее редкая - синдром Варкани, анеуплоидия 8-й хромосомы, частота 1:50 000.
Лечение
Лечение анеуплоидий всегда симптоматическое. При синдроме Шерешевского - Тернера отмечается низкий рост и недостаток женских половых гормонов, потому для лечения применяются анаболические стероиды.
При синдроме Дауна лечение сводится к занятиям с больным по специальным программам, направленным на развитие когнитивных способностей.
Больные с синдромом Варкани редко доживают до 20 лет. Со временем появляются новые анатомические изменения, прогрессирует умственная отсталость. При необходимости прибегают к оперативному вмешательству для коррекции состояния позвоночника и лечения контрактур.
Если у девочек с трисомией по Х-хромосоме наблюдается задержка речевого развития, может понадобиться консультация логопеда. В случае проблем с письмом и чтением стоит обратиться к специалисту по дислексии.
Синдром Клайнфельтера не всегда влияет на качество жизни пациентов. В редких случаях отмечается умственная отсталость. В зависимости от ее степени (легкая, средняя, тяжелая) разрабатывается индивидуальная программа обучения. Если проявляется гинекомастия, снижение половой функции, бесплодие, то прибегают к гормональной терапии.
Диагностика
Выявить генетические заболевания плода можно с использованием ряда методов (ультразвуковое обследование, метод биохимических маркеров).
С помощью ультразвукового исследования можно выявить у плода синдром Дауна на ранней стадии развития.
Неинвазивная пренатальная диагностика анеуплоидий является безопасным и точным методом определения возможных аномалий кариотипа. Суть метода проста - специалист исследует фрагменты ДНК ребенка, находящиеся в крови матери. Инвазивная диагностика анеуплоидий является более точным методом, но так как он несет риск самопроизвольного прерывания беременности, к нему прибегают только в крайних случаях.
Факторы, увеличивающие вероятность анеуплоидий
Последние исследования доказали, что наблюдается определенная корреляция между возрастом матери и вероятностью рождения ребенка с синдромом Дауна, синдромом Патау или синдромом Эдвардса. Чем старше женщина, тем выше вероятность рождения у нее ребенка с аномальным кариотипом.
Какие именно факторы играют решающую роль в развитии анеуплоидии половых хромосом, неизвестно. Предполагается, что ключевая роль в таких случаях принадлежит наследственности.
