Инициальным ("стартовым") звеном механизма наследственных форм патологии являются мутации — нарушения структуры генов, хромосом или изменения их числа. Причинами мутаций могут быть различные факторы физической, химической, биологической природы — мутагены.
Физические мутагены:
• ионизирующие излучения (например, альфа-, бета-, гамма-, рентгеновское, нейтронное);
• ультрафиолетовое излучение;
• чрезмерно высокая или низкая температура внешней среды.
Химические мутагены — самая многочисленная группа. Кним
относятся:
• сильные окислители или восстановители (например, нитраты. нитриты, активные формы кислорода):
• пестициды (например, гербициды, фунгициды);
• некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды);
• продукты переработки нефти:
• лекарственные препараты (например, цитостатики, ртутьсодержащие средства, иммунодепрессанты) и другие химические соединения.
Биологические мутагены:
• вирусы;
• антигены некоторых микробов.
ВИДЫМУТАЦИЙ
По причине:
• спонтанные — возникают под влиянием естественных мутагенов экзо- или эндогенного происхождения, без специального (целенаправленного) вмешательства человека. Спонтанные мутации возникают, например, в результате действия химических веществ, образующихся в процессе обмена веществ, воздействия естественного фона радиации или ультрафиолетового излучения; ошибок репликации ит. д.;
• индуцированные — вызваны случайным или умышленным воздействием факторов внешней или внутренней среды.
По биологическому значению:
• патогенные — вызывают развитие патологии;
• нейтральные — не влияют на жизнедеятельность организма (например, мутации, вызывающие веснушки, изменение цвета волос, радужки глаз);
• благоприятные — повышают жизнедеятельность организма или вида (например, темная окраска кожных покровов у жителей африканского континента).
По уровню ("масштабу") изменения генетического материала:
• генные (син.: точковые) мутации — любые изменения молекулярной структуры ДНК, которые приводят к развитию генных болезней. Эти мутации проявляются признаками нарушений метаболизма в организме. Например, гемофилии, которые характеризуются дефектом факторов свертывающей системы крови, что проявляется повышенной кровоточивостью и кровоизлияниями в ткани.
В зависимости от типа наследования генные болезни разделяют на несколько групп.
Аутосомно-доминантные. Патогенный доминантный ген, находящийся в одной из хромосом, закономерно проявляется какой-либо формой патологии, например полипозом толстого кишечника или семейной гиперхолестеринемией.
Аутосомно-рецессивные. Патогенный ген проявляет свои свойства при условии его нахождения в обеих хромосомах, полученных от матери и отца. Примеры: фенилкетонурия, гемофилии, гликогенозы.
Доминантные, сцепленные с Х-хромосомой. Патогенный геннаходится в Х-хромосоме, вызывает патологию чаще у женщин, например рахит, устойчивый к лечению препаратами витамина D.
Рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой (патогенный ген находится в Х-хромосоме). Заболевания поражают почти исключительно лиц мужского пола, а матери являются обязательными носителями патогенного гена, например дальтонизм.
Голандрические, или сцепленные с Y-хромисомой. Патогенный ген локализован в Y-хромосоме, а признак передается только от отца сыновьям, например мужское бесплодие в связи с азооспермией.
Митохондриальные. У человека ДНК содержится и в митохондриях. Мутация ее генов приводит к "митохондриальным болезням": атрофии зрительного нерва, эпилепсии, кардиомиопатии.
Хромосомные мутации (син.: аберрации). Характеризуются изменением структуры отдельных хромосом. При этом обычно не меняется последовательность нуклеотидов в генах. Однако изменение числа или положения генов может обусловить генетический "дисбаланс", что приводит к нарушению нормального развития организма. Например, хронический миелолейкоз является следствием утраты участка хромосомы 21-й пары. Удвоение участка короткого плеча 9-й пары хромосом приводит к развитию множественных пороков развития, включая микроцефалию, задержку физического, психического и интеллектуального развития.
Геномные мутации характеризуются изменением числа хромосом. К числу наиболее частых геномных мутаций относятся трисомия и моносомия.
Трисомия — наличие трех гомологичных хромосом в кариотипе (например, по 21-й паре, что обусловливает развитие синдрома Дауна; по 18-й паре — синдрома Эдвардса; по 13-й паре — синдрома Патау; по половым хромосомам: синдромы полисомии — XXX, XXY, XYY).
Моносомия — наличие только одной из двух гомологичных хромосом. При моносомии по любой из аутосом в подавляющем большинстве случаев нормальное развитие эмбриона невозможно.