5190

Генетика людини. Основи загальної генетики. Курс лекций

Конспект

Биология и генетика

Галузь біології, яка вивчає явища спадковості та мінливості живих організмів, називається генетикою. Наука генетика поділяється на загальну та спеціальну, або прикладну частини. Загальна генетика вивчає закони, закономірності та механізми спад...

Украинкский

2012-12-04

496.5 KB

97 чел.

Вступ

Галузь біології, яка вивчає явища спадковості та мінливості живих організмів, називається генетикою. Наука генетика поділяється на загальну та спеціальну, або прикладну частини. Загальна генетика вивчає закони, закономірності та механізми спадковості та мінливості, спільні для усіх живих організмів. Вивченням спадковості та мінливості окремих груп живих організмів – вірусів, бактерій, грибів, рослин, тварин та людини займається прикладна, або спеціальна генетика. Генетику людини називають також антропогенетикою.

У розвитку загальної генетики важливу роль відіграли різноманітні експериментальні об’єкти: серед бактерій – кишкова паличка, серед грибів – нейроспора, серед рослин – горох та кукурудза, серед тварин – дрозофіла та миша.

У 80-их роках минулого століття одним із головних об’єктів генетичних досліджень стала людина.

Абсолютно всі ознаки та властивості будови тіла людини, перебігу фізіологічних та психічних процесів у ньому, поведінки людини, її здатності до навчання, до здійснення тієї чи іншої професійної діяльності мають спадкову природу. Практично всі захворювання визначаються або мутаціями окремих генів, або такою комбінацією генів, яка спричинює схильність до хвороби. Сучасна генетика людини розробила основні принципи профілактики та лікування спадкових патологій. Зроблено перші кроки в генній терапії таких тяжких спадкових захворювань як муковісцидоз. Внаслідок цього у педагогічній освіті провідне місце, поряд з методикою навчального процесу та психологією, повинна займати генетика людини.

1. Основи загальної генетики

1.1. Генетика якісних ознак

Усі ознаки живих організмів, які вивчає генетика, умовно можна поділити на якісні та кількісні. Якісними ознаками є такі ознаки, які можуть бути або наявними, або відсутніми, наприклад, забарвлення квітки рослини: наявне – червоні пелюстки або відсутнє – білі пелюстки. Якісні ознаки називають також альтернативними. Кількісні ознаки характеризуються непереривною мінливістю, наприклад, зріст людини. Такі ознаки визначають вимірюванням.

Сучасна генетика була започаткована  дослідженнями якісних ознак, бо закономірності їх успадкування досить прості та більш доступні для генетичного аналізу.

1.1.1. Закони Менделя

Фундатором генетики вважається Г. Мендель, який відкрив перші закони спадковості.

Вивчаючи результати схрещування рослин гороху з альтернативними ознаками (наприклад, насіння: гладеньке – зморшкувате, квітки: білі – забарвлені), Г. Мендель виявив, що гібриди першого покоління (F1), одержані за допомогою штучного запилення, не є проміжними між двома батьківськими формами, а в більшості випадків схожі на одну з них. Наприклад, при схрещуванні рослин із забарвленими та білими квітками все потомство першого покоління мало забарвлені квітки. Та батьківська ознака, якою володіли рослини першого покоління, Г. Мендель назвав домінантною. У наведеному прикладі домінантною ознакою буде наявність забарвлення у квіток.

Від експериментальних гібридів (F1) шляхом самозапилення Г. Мендель одержав потомство другого покоління (F2) і виявив, що воно не одноманітне: частина з них несе ознаку тієї батьківської рослини, яка не проявилася у гібридів першого покоління. Отже, ознака, відсутня в поколінні F1, знову з’явилася в поколінні F2. Г. Мендель зробив висновок, що ця ознака була присутня в поколінні F1 у прихованому вигляді. Цю ознаку він назвав рецесивною. У наведеному прикладі рецесивною ознакою буде біле забарвлення квіток.

Г. Мендель здійснив цілу серію подібних дослідів із різними парами альтернативних ознак і кожного разу ретельно підраховував співвідношення рослин з домінантними та рецесивними ознаками. У всіх випадках аналіз показав, що відношення кількості рослин з домінантною ознакою до кількості рослин з рецесивною у поколінні F2 складало приблизно 3 : 1.

Заслуга Г. Менделя в тому, що він зрозумів: такі співвідношення ознак в потомстві можуть бути тільки наслідком існування відокремлених та незмінних одиниць спадковості, які передаються від покоління до покоління через статеві клітини. Для домінантного і рецесивного чинників Г. Мендель увів буквені позначення: домінантні позначалися великими літерами латинської абетки, а рецесивні – маленькими. Наприклад: А – квітки забарвлені, а – квітки білі; В – насіння гладеньке, b – насіння зморшкувате тощо.

У своїй публікації Г. Мендель не сформулював ніяких законів, які нині широко відомі під назвою законів Г. Менделя. За нього це зробили інші дослідники, які повторно відкрили менделеві закономірності успадкування ознак.

Перший закон Менделя, або закон одноманітності стверджує, що при схрещуванні особин з альтернативними ознаками у гібридів першого покоління проявляються тільки домінантні ознаки.

Другий закон Менделя, або закон розщеплення, показує, що при самозапиленні гібридів першого покоління серед нащадків відбувається розщеплення ознак у співвідношенні 3 : 1, тобто утворюється 3 частини рослин з домінантною ознакою та 1 частина – з рецесивною.

Схрещування, коли вивчається лише одна пара альтернативних ознак, дістало назву моногібридного.

Схрещування особин, що розрізняються за двома парами альтернативних ознак (наприклад, насіння гладеньке жовте та зморшкувате зелене), називається дигібридним схрещуванням.

У дослідах Г. Менделя одна батьківська рослина несла домінантні ознаки (гладеньке жовте насіння), а друга – рецесивні (зморшкувате зелене насіння). Як і очікувалося, усі гібридні рослини першого покоління (F1) мали домінантні ознаки – гладеньке жовте насіння. Друге ж покоління (F2)  складалося з рослин, які мали різне поєднання ознак за таким співвідношенням:

9 частин рослин з гладеньким жовтим насінням,

3 частини із зморшкуватим жовтим насінням,

3 частини з гладеньким зеленим насінням,

1 частина із зморшкуватим зеленим насінням,

тобто 9 : 3 : 3 : 1.

Отже, у другому поколінні гібридів з’явилося два нові поєднання ознак насіння: зморшкувате жовте та гладеньке зелене. На підставі цього Г. Мендель зробив висновок, що спадкові чинники батьківських рослин, які об’єдналися в поколінні F1, у наступних поколіннях розділяються і поводяться незалежно – кожна ознака з однієї пари може поєднуватися з будь-якою ознакою з іншої пари. Це відкриття Г. Менделя дістало назву третього закону Менделя, або закону незалежного розподілу.

Розщеплення  в умовах дигібридного схрещування можна ілюструвати за допомогою спеціальної таблиці, яка в генетичних дослідженнях дістала назву решітки Пеннета (в честь англійського дослідника Р. Пеннета, який її запропонував). Така таблиця забезпечує зведення помилок, які можуть виникнути при складанні всіх можливих поєднань гамет, до мінімуму.

Із законів Г. Менделя можна зробити два важливих висновки:

– спадкові фактори відокремлені та незмінні; вони не змішуються, а лише перегруповуються,

– спадкові фактори схрещуваних сортів при утворенні гамет можуть утворювати нові поєднання, або рекомбінувати

1.1.2. Хромосомна теорія спадковості

На початку ХХ ст. в експериментах зі схрещування була помічена вражаюча схожість між передачею менделевих факторів та поведінкою хромосом під час утворення гамет і запліднення. На підставі цих спостережень було висловлено припущення, що саме хромосоми є носіями менделевих чинників спадковості. Це припущення блискуче підтвердилося дослідами Т.Г. Моргана з колегами, які сформулювали хромосомну теорію спадковості. Згідно з цією теорією спадковість пов’язана з генами, розташованими в хромосомах клітинних ядер лінійно, утворюючи групи зчеплення.

Життя будь-якого організму, для якого характерний статевий шлях розмноження, у тому числі й організму людини, починається з моменту злиття материнської та батьківської гамет. В яйцеклітині стільки ж хромосом, як і в сперматозооні, і вони такі ж за формою та розмірами, не дивлячись на значну різницю між чоловічою та жіночою гаметами. Число хромосом у гаметах в два рази менше, ніж в клітинах тіла. В клітинах тіла людини 46 хромосом (23 пари хромосом) – це диплоїдний набір хромосом. Відповідно, в статевих клітинах їх удвічі менше, тобто 23 – це гаплоїдний  набір хромосом.

У тих клітинах, з яких будуть утворюватися гамети, можна спостерігати хромосоми, згруповані в пари. Хромосоми, що становлять пару, називають гомологічними . Вони схожі за будовою і містять спадковий матеріал, що визначає одні й ті ж ознаки. Винятком є лише статеві хромосоми, які у жінок парні та подібні за будовою – Х-хромосоми. У чоловіків же – тільки одна Х-хромосома. Пару їй складає Y-хромосома, яка разюче відмінна за будовою та набором генів від Х-хромосоми.

Хромосоми людини класифіковані за розмірами та формою, і кожній з них присвоєно відповідний номер. Таким чином, хромосомний набір, або каріотип людини складається з 22 пар аутосом, нумерація яких зростає по мірі зменшення їх довжини, та 1 пари статевих хромосом.

Рекомбінація хромосом у процесі утворення статевих клітин. Одна з гомологічних хромосом одержана кожним із нас від батька, а інша – від матері. При утворенні гамет у нашому організмі гомологічні хромосоми спочатку кон’югують у пари, а потім розходяться до різних гамет. Дуже важливо, що хромосоми кожної пари здійснюють цей процес незалежно від інших пар. В результаті хромосоми, одержані від батька і матері, перерозподіляються по гаметах, які продукує їх нащадок, цілком випадково. При цьому в гаметах утворюються нові поєднання хромосом, відмінні від тих, що існували в батьківських гаметах, злиття яких дало життя даній людині. Така рекомбінація  хромосом веде і до рекомбінації генів, що знаходяться в них, а отже, до виникнення нових поєднань ознак і збільшення генетичної різноманітності.

Характерно, що рекомбінація хромосом при утворенні гамет нагадує рекомбінацію ознак за дигібридного схрещування у дослідах Г. Менделя.

Зчеплення та кросинговер. Якщо гени, що визначають ряд ознак, розташовані в одній хромосомі, їх називають зчепленими. Проте не слід думати, що зчеплені гени назавжди пов’язані один з одним. Насправді природа передбачила механізм, що дозволяє цим генам іноді рекомбінувати, правда, якщо вони розташовані в хромосомі не дуже близько один до одного.

Під час мейозу в процесі кон’югації гомологічних хромосом створюються умови для виникнення події, яка дістала назву кросинговеру. Кросинговер полягає в обміні ділянками між гомологічними хромосомами.

Зрозуміло, що гени, достатньо далеко розташовані один від одного, повинні рекомбінувати з більшою частотою, ніж гени, розташовані близько.

Генетична унікальність індивіда. Кросинговер, поряд з незалежною рекомбінацією хромосом під час мейозу, також сприяє рекомбінації генів, тим самим збільшуючи генетичну різноманітність потомства. У свою чергу, гени матері та батька лише тимчасово поєднуються в організмі нащадка, щоб потім знову розійтися в його гаметах і дати нові поєднання генів у його дітях і т.д.

Рекомбінація є основним джерелом генетичної мінливості живих організмів. Це явище настільки значне, що серед людей практично немає двох генетично однакових особин за виключенням, звичайно, справжніх (монозиготних, або однояйцевих) близнюків, які несуть однаковий набір генів.

1.1.3. Основи молекулярної генетики

Матеріальний носій спадковості. Для того, щоб здійснювалися описані вище процеси, хромосомна речовина повинна мати дві властивості – здатність до точного подвоєння та формування величезної різноманітності генів, які існують у природі.

У середині ХХ століття було доведено, що носієм генетичної інформації є дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) – органічна сполука, яка разом з білком складає тіло хромосоми.

ДНК має ланцюжкову молекулярну будову, що забезпечує здатність до подвоєння та до утворення безлічі типів сполучень її елементарних одиниць – нуклеотидів. Кожний нуклеотид складається з трьох частин: азотистої основи, вуглеводного компоненту (дезоксирибози ) та залишку фосфорної кислоти .

У ланцюжку ДНК окремі нуклеотиди сполучені один з одним через фосфорну кислоту міцним хімічним зв'язком. Вуглеводний та фосфорний компоненти у всіх нуклеотидів однакові, але основ є чотири типи: аденін, цитозин, гуанін та тимін. Для запису генетичного коду їх позначають буквами А, Ц, Г і Т відповідно.

Молекула ДНК утворена не одним, а двома такими ланцюжками, які з’єднуються між собою слабкими водневими зв’язками через основи. Основи пари підходять один до одного, як ключ до замка. При цьому аденін завжди парується з тиміном, а гуанін з цитозином.

Завдяки такій комплементарній, або доповнювальній будові ця подвійна молекула здатна точно відтворювати себе, утворюючи ідентичні подвійні молекули.

Перед подвоєнням ДНК слабкі водневі зв’язки між основами рвуться і дві напівмолекули розходяться, як застібка-блискавка. Після цього на кожній з них добудовується нова комплементарна половинка, внаслідок чого утворюється дві нові молекули ДНК, абсолютно ідентичні початковій. Одна з них має стару «праву» сторону і нову «ліву», а інша, навпаки, – стару «ліву» та нову «праву».

Потрібно пам’ятати, що це лише модель і що в дійсності цей процес відбувається набагато складніше.

Оскільки основи в молекулі ДНК розташовані лінійно, одна за одною, число різних комбінацій їх взаємного розташування  практично необмежене, хоча основ усього чотири. Наприклад, якщо один ген містить 500 основ, то число можливих способів їх розташування складе 4500. Така комбінативна властивість забезпечує існування великої кількості різноманітних генів.

ДНК знаходиться в хромосомах разом з білками (гістоновими та негістоновими) та невеликою кількістю РНК. У кожній хромосомі міститься лише одна молекула ДНК. Під час поділу клітини хромосоми значно укорочуються, потовщуються і стають видимими під мікроскопом. Це відбувається внаслідок багаторівневої спіралізації молекули ДНК.

Ген та його основна функція. Сучасній генетиці багато відомо про будову хромосом, про структуру та функції ДНК, але вона все ще неспроможна дати точне визначення гена. Найбільш розповсюджене сучасне уявлення стверджує, що ген – це невелика ділянка хромосоми, що виконує певну біохімічну функцію та здійснює специфічний вплив на структурні, фізіологічні та біохімічні властивості організму. Біохімічна функція гена полягає у тому, що він обумовлює синтез певного поліпептиду. Поліпептиди являють собою ланцюжки із амінокислот, кількість яких варіює від 6 до кількох десятків. Виявилося, що гени містять інформацію про послідовність амінокислот у молекулах поліпептидів. Із певної кількості відповідних поліпептидів за допомогою особливих ферментів синтетаз утворюється молекула того чи іншого білка. Крім того, окремі поліпептиди в організмі можуть виконувати функції ферментів, гормонів, біологічно активних речовин, антибіотиків тощо.

Генетичний код. Відомо, що до складу білка входить 20 різних амінокислот, а типів основ ДНК – всього 4. Яким же чином інформація про послідовність основ у молекулі ДНК перетворюється в послідовність амінокислот у молекулі білка? Виявилося, що цю умову найкраще задовольняє кодування однієї амінокислоти трьома основами. Функціональна генетична одиниця із трьох основ дістала назву триплету, або кодона. І справді, коли б одна амінокислота кодувалася двома основами, то це б дало змогу включити в молекулу білка всього тільки 16 різних амінокислот із 20. Залежність порядку розташування амінокислот у молекулах поліпептидів від порядку розташування триплетів основ у молекулі ДНК називається генетичним кодом.

Генетичний код є універсальним, бо в усіх живих організмів одні й ті ж амінокислоти кодуються одними й тими ж триплетами. Цікаво, що певна амінокислота може кодуватися більш ніж одним триплетом, бо число можливих триплетів 64, а число амінокислот 20. Крім того, код не перекривається, тобто кожна основа може належати тільки одному триплету

Механізм синтезу поліпептидів у клітині надзвичайно складний. Він вимагає участі іншого виду нуклеїнових кислот – рибонуклеїнової кислоти (РНК) та особливих клітинних органел – рибосом.

1.1.4. Гени в хромосомах

Як відомо з хромосомної теорії спадковості, гени в хромосомах розташовуються лінійно. Місце в хромосомі, де знаходиться даний ген, називається локусом цього гена. Певний локус може займати одна з форм одного й того ж гена – домінантна, рецесивна або інша. Такі різні стани гена називаються алелями . Для більшості генів відомі лише два алелі – домінантний та рецесивний.

Алелі гена, розташовані в тотожних локусах гомологічних хромосом, можуть бути однаковими – домінантними (АА) або рецесивними (аа) Таке сполучення пари алелей одного гена називається гомозиготним. Якщо ген представлений двома різними алелями (Аа), то такий стан буде гетерозиготним.

1.1.5. Мутації

Генні мутації. Хоча реплікація ДНК під час мейозу або мітозу відбуваються з досить великою точністю, час від часу трапляються помилки, які приводять до зміни послідовності нуклеотидів у ланцюжку ДНК Таке явище називається мутацією гена. Мутація може бути спричинена заміною однієї пари основ на іншу, а також втратою нуклеотидів чи появою одного або кількох нових нуклеотидів. Більш суттєві наслідки будуть у випадку втрати або появи  нуклеотидів. Тоді порядок прочитання триплетів неминуче зсовується на одну-дві основи вправо або вліво, внаслідок чого генетичний код зчитується неправильно. Якщо випали чи добавились одночасно три основи, то зміни торкнуться лише однієї амінокислоти, а решта ланцюжка залишиться нормальною..

Генні мутації, що виникають у гаметах, справляють на організм різноманітний вплив. Більшість із них є летальними, оскільки викликають дуже серйозні порушення розвитку. Відомо, наприклад, що у людини біля 20% вагітностей закінчуються природним викиднем протягом 12 тижнів з моменту зачаття, і близько половини цих випадків спричинені генними мутаціями..

Переважна більшість генних мутацій рецесивна по відношенню до "нормального" алеля. Майже всі вони шкідливі для організму, бо викликають функціональні та структурні порушення, що призводить до захворювання, яке може закінчитися смертю. Рецесивна мутація проявиться лише тоді, коли в геномі організму два мутантних алеля гена складуть гомологічну пару. Інколи виникають і домінантні мутантні алелі, які проявляються відразу. Домінантні мутації теж можуть бути шкідливими.

Мутації, що відбуваються в соматичних клітинах, передаються лише тим клітинам, які утворюються з клітини-мутанта шляхом мітозу. Вони можуть проявитися лише в тому організмові, де вони виникли, і потомству не передаються.

Хромосомні аберації. Під час мейозу в процесі кон’югації гомологічних хромосом може трапитися порушення нормальної рекомбінації, внаслідок чого з’являються гамети з пошкодженими хромосомами. Такі пошкодження називаються абераціями. Відома ціла низка хромосомних аберацій – інверсії, делеції, дуплікації, транслокації та інші. Інверсією  називається обертання окремої ділянки хромосоми на 1800.  Втрата певної ділянки хромосоми – це делеція , а подвоєння – дуплікація . Інколи має місце обмін ділянками між негомологічними хромосомами. Така хромосомна аберація дістала назву транслокації .

Окрім перебудов у межах окремих хромосом, трапляються випадки нерозходження окремих хромосом під час мейозу. Це призводить до того, що в якійсь гаметі може не вистачати окремої хромосоми або бути зайва. Більшість таких порушень веде до загибелі плоду ще на ранніх стадіях розвитку. Проте інколи при цьому народжуються хоча і життєздатні особини, але з тяжкими порушеннями фізичного та психічного розвитку.

1.2. Генетика кількісних ознак

У попередньому розділі були описані закономірності успадкування якісних, або дискретних ознак, які не мають проміжних форм. Якісні ознаки звичайно визначаються одним-двома головними генами, у яких може бути два або кілька алелей, а зовнішні умови практично не впливають на ступінь їх прояву. Таким ознаками у людини є групи крові, форма волосся (кучеряве – пряме), ямка на підборідді та багато інших, у тому числі патологій.

Ознак, які визначаються виключно генами і на які умови життєвого середовища не справляють ніякої дії, у людини дуже мало. Більшість же ознак є результатом взаємодії численних генів між собою та з факторами довкілля. Це – кількісні ознаки, які проявляються у вигляді неперервної мінливості від мінімального до максимального їх вираження. До таких ознак у людини відносяться зріст, маса, колір шкіри та волосся, інтелект, темперамент тощо.

Вивчати закономірності успадкування кількісних ознак набагато складніше, ніж якісних, бо у цьому випадку доводиться користуватися методами варіаційної статистики.

1.2.1. Визначення кількісних ознак

Звичайно кількісні ознаки вимірюються різноманітними способами в залежності від типу ознаки та мети дослідження. Зріст вимірюється спеціальною лінійкою і визначається в сантиметрах. Маса тіла визначається в кілограмах з точністю до десятої частини. Деякі ознаки, наприклад, рівень інтелекту чи темпераменту вимірюються за допомогою спеціальних тестів.

В результаті таких вимірювань достатньої кількості особин (як правило, не менше тисячі) та групування їх за правилом зростання ми одержимо неперервний ряд мінливості. Цей ряд можна представити у вигляді діаграми або кривої нормального розподілу (дзвоноподібна крива).

1.2.2. Генотип та фенотип

Для подальшого аналізу кількісних ознак необхідно познайомитися з такими поняттями як генотип і фенотип. Ми вже знаємо, що спадкова інформація про ознаки та властивості організму міститься в його генах. Уся сукупність генів даного організму називається його генотипом. Свій генотип (набір генів) кожна людина одержує у момент зачаття і несе його без жодних змін через усе своє життя. Протягом життя активність генів може мінятися, але їх склад залишається незмінним.

Поняття генотип не тотожний поняттю «геном». Генотип притаманний певній особині, а геном – це сукупність генів, характерна для галоїдного набору хромосом даного виду організмів.

Фенотип являє собою сукупність усіх ознак та властивостей організму в кожний період його життя. Це і зовнішній вигляд, і внутрішня будова, і фізіологічні процеси, і особливості поведінки, спостережувані у даний момент.

Якщо генотип успадковується і залишається незмінним протягом життя індивіда, то фенотип не успадковуються – він розвиваються. Фенотип є результатом дії генотипу лише частково, бо в його становленні значну роль відіграють умови зовнішнього середовища.

1.2.3. Фактори виникнення кількісної мінливості  

Полімерні гени. Тимчасово знехтуємо впливом факторів оточуючого середовища на фенотип і зосередимо свою увагу тільки на проблемі сумісної дії багатьох генів, яка сама по собі приводить до кількісної мінливості.

Ще на початку ХХ століття було виявлено, що окрема кількісна ознака обумовлена сумісною дією певної сукупності генів, механізм передачі кожного з яких наступним поколінням здійснюється за законами Г. Менделя. Такі гени були названі полімерними, а ознаки, що визначаються такими генами, – полігенними.

Яскравим прикладом полімерії може бути успадкування кольору шкіри у людини, яке визначається 4-ма парами алелей. При цьому корінний мешканець тропічної Африки, який відрізняється найтемнішим кольором шкіри, має таку сукупність полімерних генів: P1P1P2P2P3P3P4P4 (усі алелі домінантні), а, наприклад, норвежець – p1p1p2p2p3p3p4p4 (усі алелі рецесивні). Звичайно, населення середземноморських країн у своєму генотипу має приблизно половину домінантних алелей, які визначають колір шкіри, у різноманітних комбінаціях (P1P1P2P2p3p3p4p4;  P1p1P2p2P3p3P4p4 тощо). Якщо ми зобразимо результати визначення кольору шкіри достатньої вибірки людей у вигляді діаграми чи кривої, то одержимо картину, подібну до розподілу частот зросту людини.

Умови середовища та норма реакції. Дуже часто неперервний характер може мати й мінливість, яка цілком визначається умовами середовища. Наприклад, якщо генетично ідентичні рослини (клони, чисті лінії) вирощувати в різноманітних умовах (кількість поживних речовин, води, тепла, світла тощо), то одержимо чітку неперервну мінливість за різними ознаками (висота стебла, розмір листків, кількість та маса насіння тощо). Явище впливу середовища на фенотип можна спостерігати і у людини, коли справжніх (однояйцевих) близнюків виховувати в різних умовах. Як засвідчили численні спостереження, ці близнюки відрізняються між собою за фізичним, психічним та розумовим розвитком.

У розглянутих вище випадках генотип організмів є постійною величиною, а фенотип – функцією умов зовнішнього середовища. Для аналізу цього явища необхідно ввести таке генетичне поняття як норма реакції.

Якщо даний генотип за певною ознакою чутливий до змін умов середовища, то, помістивши безліч однакових генотипів у різні строго фіксовані умови середовища, ми одержимо безліч різноманітних фенотипів. На підставі вимірювання значень даної ознаки ми зможемо побудувати графік залежності характеристики фенотипу від параметрів середовища. Цей графік і буде характеризувати норму реакції даного генотипу за даною ознакою. Різні генотипи за однією і тією ж ознакою мають різні норми реакції.

Таким чином, можна сказати, що успадковуються не певні ознаки, а норми реакцій.

2. Методи вивчення генетики людини

2.1. Людина як об'єкт генетичних досліджень

Дослідження закономірностей спадковості та мінливості людини стикаються зі значними труднощами, пов’язаними з неможливістю довільного схрещування, пізнім настанням статевої зрілості, малим числом нащадків в кожній сім'ї, складним каріотипом, великою кількістю груп зчеплення та неможливістю урівняти умови життя потомства.

Однак, всупереч цьому, успіхи сучасної генетики людини досить значні. Усе, що нині відомо про спадковість та мінливість людини, одержано за допомогою різноманітних методів дослідження – популяційного, генеалогічного, близнюкового, прийомних дітей, цитогенетичного, біохімічного та молекулярно-генетичного.

2.2. Популяційний метод

Популяційний метод, використовуючи дані демографічної статистики, за допомогою спеціальних математичних формул дозволяє аналізувати розповсюдження спадкових хвороб людини та прогнозувати їх частоту в наступних поколіннях, оцінювати наслідки споріднених шлюбів, визначати вплив генетичних та середовищних чинників на фенотипічну мінливість людини за окремими ознаками, а також окреслювати генетичну історію окремої людської популяції.

Частота генів у ізольованій популяції за умови вільного схрещування визначається за формулами Харді-Вайнберга:

p + q = 1  (1)

та  p2 + 2pq + q2 = 1  (2),

де p – частота у популяції домінантного алеля (А) певного гена, q – частота рецесивного алеля (а) цього ж гена, p2 – частота домінантних гомозигот (АА), 2pq – частота гетерозигот (Аа) та q2 – частота рецесивних гомозигот (аа) досліджуваного гена.

У популяціях різні аномалії розповсюджені з різною частотою. При цьому рецесивні алелі знаходяться переважно в гетерозиготному стані. Наприклад, приблизно кожний сімдесятий мешканець Європи гетерозиготний за геном альбінізму, тоді як проявляється ця ознака лише з частотою 1 на 20000. Дальтоніки тут зустрічаються з частотою 1 на 156, а гетерозиготний стан алеля дальтонізму наявний у кожного сьомого  європейця.

2.3. Генеалогічний  метод

Генеалогічний метод полягає у складанні родоводів та дослідженні успадкування окремих ознак у ряді поколінь. Він є одним із найбільш універсальних та використовуваних методів у генетиці людини. Генеалогічний метод дає змогу вирішити цілий ряд теоретичних та прикладних проблем:

– чи є дана ознака спадковою (по наявності її у родичів);

– тип і характер успадкування (домінантне чи рецесивне, аутосомне чи зчеплене зі статтю);

– зиготність осіб родоводу (гетерозиготні чи гомозиготні);

– вірогідність народження дитини із спадковою патологією (визначається за допомогою решітки Пеннета);

Для складання родоводів вживаються спеціальні умовні позначення.

Аналіз родоводу здійснюється за такими ознаками.

За аутосомно-домінантного успадкування: 1) досліджувана ознака наявна в кожному поколінні, незалежно від статі; 2) прояв ознаки спостерігається також по горизонталі (у братів, сестер); 3) народження дітей може мати різну вірогідність залежно від зиготності батьків за алелями, які контролюють ознаку (100%, якщо хоча б один із батьків гомозиготний; 75%, якщо обоє батьків гетерозиготні; 50%, якщо один із батьків гетерозиготний, а інший – гомозиготний за рецесивними алелями).

За аутосомно-рецесивного успадкування: 1) досліджувана ознака наявна не в кожному поколінні; 2) дитина з ознакою може народитися у батьків, які позбавлені цієї ознаки (гетерозиготні батьки); 3) ознака зустрічається з однаковою частотою незалежно від статі; 4) ознака спостерігається по горизонталі (у братів та сестер); 5) вірогідність успадкування аутосомно-рецесивної ознаки залежно від зиготності батьків за алелями, які контролюють ознаку, може бути різною (25%, якщо обоє батьків гетерозиготні; 50%, якщо один із батьків гетерозиготний, а інший гомозиготний за цим рецесивним алелем; 100%, якщо обоє батьків гомозиготні за рецесивним алелем).

При Х-зчепленому домінантному успадкуванні: 1) жінок з такою ознакою в два рази більше, ніж чоловіків; 2) ознака зустрічається в кожному поколінні; 3) батько-носій ознаки передає її всім своїм дочкам, а синам не передає; 4) мати-носій ознаки може передати її половині своїх дітей незалежно від статі; 5) у дітей ознака проявиться тоді, коли її нестиме хоча б один із батьків; 6) діти батьків, які позбавлені ознаки, теж не матимуть її.

При Х-зчепленому рецесивному успадкуванні: 1) ознака наявна не в кожному поколінні; 2) дитина-носій ознаки може народитися у батьків, позбавлених цієї ознаки; 3) ознака проявляється переважно у чоловіків і, як правило, по горизонталі; 4) батько, позбавлений ознаки, не є носієм алеля цієї ознаки і звичайно не передає її дочкам; 5) вірогідність успадкування Х-зчепленої рецесивної ознаки залежить від зиготності батьків за алелями ознаки (всі діти будуть без ознаки, якщо одружуються жінка, позбавлена ознаки, та чоловік з ознакою; у чоловіка без ознаки та жінки-носія алеля ознаки вірогідність народження хлопчика з ознакою складає 50% від усіх хлопців та 25% від усіх дітей; вірогідність народження дівчаток з ознакою дуже мала і можлива лише тоді, коли батько має ознаку, а мати гетерозиготний носій гена ознаки.

За Y-зчепленого успадкування: ознака наявна в усіх поколіннях і у всіх чоловіків.

При мітохондріальному успадкуванні (виключно спадкові патології): 1) патологія передається від хворої матері усім дітям незалежно від статі; 2) хворий батько нікому з дітей патологію не передає.

2.4. Близнюковий метод

Близнюковий метод – один з найбільш ранніх методів вивчення генетики людини, але він не втратив свого значення і в наш час.

Близнятами називаються одночасно народжені особини у одноплідних тварин (кінь, велика рогата худоба тощо) та людини. Близнята бувають монозиготними або  дизиготними.

Монозиготні близнята розвиваються із однієї яйцеклітини, заплідненої одним сперматозооном, тому вони називаються також однояйцевими. Такі близнята однієї статі та генетично абсолютно однакові, але можуть відрізнятися по фенотипу, що зумовлюється дією чинників зовнішнього середовища. Монозиготні близнята мають однакові групи крові за системами ABO, MN, Rh та іншими, однаковий колір очей, однотипні візерунки на пальцях, а також лінії та візерунки на долонях тощо. Усі ці фенотипічні ознаки використовуються як критерії визначення зиготності близнят.

Дизиготні близнята розвиваються із двох одночасно дозрівши яйцеклітин, запліднених двома сперматозоїдами, і тому вони називаються також різнояйцевими. Такі близнята можуть бути однієї статі чи різностатеві, але спадково настільки різними, як і діти цієї подружньої пари, що народилися в різний час.

Людські близнята – цінний матеріал для вивчення важливої загальнобіологічної проблеми – ролі генетичних факторів та умов оточуючого середовища у розвитку ознак. У генетиці людини умовами середовища вважають сукупність біосферних та соціальних чинників.

Якщо досліджувана ознака наявна в обох близнюків однієї пари, то ця пара є конкордатною за даною ознакою. При співставленні монозиготних та дизиготних близнят визначають коефіцієнт парної конкордантності, який показує долю близнюкових пар, де досліджувана ознака проявилася в обох партнерів. Коефіцієнт конкордантності (C) виражається в процентах або в долях одиниці та визначається за формулою:

C = [Сn : (Сn + Dn)] ∙100% (в процентах),

C = Сn : (Сn + Dn) (в долях одиниці),

де Сn – кількість конкордатних пар, Dn – кількість неконкордантних пар.

Порівняння парної конкордантності монозиготних та дизиготних близнят дає уявлення про співвідношення ролі генотипу та середовища у розвитку тієї чи іншої ознаки. Коли значення коефіцієнтів конкордантності монозиготних та дизиготних близнят близькі, то вважається, що розвиток ознаки визначається переважно умовами оточуючого середовища. Якщо ж ступінь конкордантності у монозиготних близнят вище, ніж у дизиготних, це свідчить про домінуючу роль генетичних факторів у розвитку ознаки.

Для кількісної оцінки співвідношення впливу генотипу та середовища на досліджувану ознаку найчастіше користуються коефіцієнтом успадковуваності, який вираховується за формулою Хольцинґера:

h2 = [(CMZ% – CDZ%)∙100%] : [100% – CDZ%] ( в процентах),

h2 = (CMZ – CDZ) : (1 – CDZ) (в долях одиниці),

де h2 – коефіцієнт успадковуваності, CMZ – конкордантність (доля близнюкових пар, в яких досліджувана ознака наявна в обох партнерів; в частинах одиниці, або в процентах) монозиготних близнят, CDZ – конкордантність дизиготних близнят.

Величина коефіцієнта успадковуваності свідчить про співвідношення впливу генетичних та середовищних факторів на розвиток ознаки. Якщо результат розрахунків наближається до 100% (70-100%), то основна роль у розвитку ознаки належить спадковості, і навпаки, чим ближче результат до 0, тим більше роль середовищних чинників. При значенні коефіцієнта успадковуваності в межах 40-70% ознака розвивається під дією факторів оточуючого середовища, але за наявності генетичної зумовленості.

2.5. Метод прийомних дітей

Дослідження прийомних дітей також дозволяє чітко розмежувати вплив генетичних та середовищних чинників. Якщо діти були усиновлені в перші дні життя і ніколи не бачили своїх біологічних батьків, то з ними вони мають лише спільні гени. З батьками, які їх виховали, у прийомних дітей немає ніякої генетичної схожості, але спільні умови середовища існування. Співставлення прийомних дітей з їх біологічними та приймальними батьками здійснюється за допомогою коефіцієнтів кореляції. Коефіцієнт кореляції (r) для вимірних ознак вираховується за спеціальною формулою варіаційної статистики і визначається в долях одиниці..

Значна кореляція дітей (0,70-1,00) з біологічними батьками за певною ознакою свідчить на користь спадкових чинників, а з батьками, які їх виховали, – на користь умов середовища. Так, дослідження закономірностей успадкування коефіцієнту інтелекту (IQ) показало, що середня загальна кореляція цієї ознаки у дітей з прийомними батьками становила 0,19 (з батьком – 0,17; з матір’ю – 0,21). У той же час, цей показник між цими ж дітьми та їх біологічними батьками становив 0,50, що свідчить про значну роль генотипу в розвитку інтелекту..

У ряді країн (у тому числі в Україні та Росії), у зв'язку з існуючими тут традиціями усиновлення (таємниця усиновлення охороняється законом), використання методу прийомних дітей практично неможливе.

2.6. Цитогенетичні методи

2.6.1. Аналіз каріотипу

Принципи цитогенетичних досліджень сформувалися протягом 20–30-х років минулого століття на класичному об'єкті генетики – мушці дрозофілі та деяких рослинах. Метод полягає у мікроскопічному дослідженні хромосом на метафазній стадії мітозу. Найзручнішим об’єктом для цього виявилися культивовані в спеціальному розчині лімфоцити периферійної крові. Звичайно досліджувані клітини підлягають спеціальній обробці, в результаті якої хромосоми виявляються вільними та віддаленими одна від одної. Важливим етапом є фарбування хромосом за допомогою різноманітних методик в залежності від мети дослідження. Це дає можливість підраховувати їх і аналізувати. Нормальний каріотип людини включає 46 хромосом, із яких 22 пари аутосом та 2 статеві хромосоми.

Якщо порушення стосується статевих хромосом, то дослідження спрощується. У цьому випадку проводиться аналіз не набору хромосом, а обстежуються соматичні клітини на наявність у них статевого хроматину. Статевий хроматин – це невелике дископодібне тільце, яке інтенсивно фарбується цитологічними барвниками. Воно виявляється в інтерфазних клітинних ядрах безпосередньо під ядерною мембраною. Статевий хроматин являє собою спіралізовану X-хромосому і утворюється у жінок ще в ранньому ембріогенезі до розвитку статевих залоз. Його наявність можна визначити у будь-яких тканинах. Частіше всього досліджуються епітеліальні клітини слизової оболонки щоки. У каріотипі нормальної жінки є дві X-хромосоми, і одна із них утворює тільце статевого хроматину. Кількість тілець статевого хроматину на одиницю менша, ніж число Х-хромосом у даної особини. У жінок, які мають каріотип 45[ХО] (Х–моносомія; синдром Шерешевського–Тернера), ядра клітин не мають статевого хроматину. При синдромі X–трисомії (47[XXX]) у жінки утворюються два тільця, у чоловіка з каріотипом 47[ХХY] (синдром Кляйнфельтера) є одне тільце (як у нормальних жінок).

Визначення статевого хроматину використовують і в судовій медицині, коли необхідно за плямами крові встановити статеву приналежність особи.

Цитогенетичні дослідження мають широке застосування для вивчення морфології хромосом людини в нормі та при патології, визначення їх кількості, вивчення процесу старіння тканин тіла людини, діагностування різноманітних захворювань спадкової природи тощо. При необхідності вони здійснюються разом з генеалогічним методом, коли цитологічні дані вдається пов’язати з фенотипічним проявом ознаки.

2.6.2. Генетика соматичних клітин

Найбільший інтерес для генетики людини представляє метод гібридизації соматичних клітин. Оскільки соматичні клітини несуть увесь обсяг спадкової інформації, цей метод дає змогу вивчати на них генетичні закономірності всього організму. Для дослідження звичайно використовують клітини сполучної тканини (фібробласти) або лімфоцити крові. Гібридизація культивованих разом соматичних клітин різних організмів здійснюється за допомогою вірусу парагрипу. Гібридизація можлива між клітинами не тільки організмів різних видів (людина – миша), а й різних типів (людина – комар).

Гібридна клітина містить усі хромосоми обох батьківських клітин. Наприклад, гібридні клітини людини і миші мають 43 пари хромосом: 23 – від людини та 20 – від миші. У таких гібридних клітинах функціонують хромосоми як людини, так і миші, гени яких визначають синтез відповідних ферментів. За умов диференціального фарбування морфологічно можна відрізнити кожну з хромосом. Якщо в гібридній клітині відсутня яка-небудь хромосома і не відбувається синтез певних ферментів, то можна припустити, що гени, які визначають синтез цих ферментів, локалізовані в ній. Таким чином, цей метод дозволяє встановлювати групи зчеплення у людини, а враховуючи делеції та транслокації, – з’ясовувати і послідовність розташування генів, тобто складати генетичні карти хромосом людини; досліджувати генні мутації, а також мутагенну та канцерогенну активність хімічних речовин, у тому числі новостворюваних ліків.

На підставі досліджень гібридних соматичних клітин виявлено, що ген групи крові за системою АВО знаходиться в 9-ій хромосомі, за системою MN – в 2-ій хромосомі, а за системою Rh – у 1-ій хромосомі.

Дослідження соматичних клітин людини з використанням спеціальних ДНК-маркерів дає змогу досить точно встановлювати локалізацію генів у хромосомах. Таким способом було визначено, що ген захворювання шкіри гіперкератозу (надмірного зроговіння епідермісу шкіри), знаходиться в 17-ій хромосомі, а ген хвороби Альцгеймера (стареча недоумкуватість) – в 21-ій. Здійснюється вивчення генетичної картини таких захворювань як цукровий діабет, шизофренія та інших.

2.7. Біохімічні методи

Причиною численних спадкових порушень обміну речовин є різноманітні дефекти ферментів, які виникають внаслідок мутацій відповідних генів. Такі захворювання дістали назву ферментопатій, або ензимопатій. Вони складають значну частину спадкової патології – до 5000 хвороб. Серед них найбільш розповсюдженими є фенілкетонурія, алкаптонурія, галактоземія, муковісцидоз, хвороба Гоше, хвороба Тея – Сакса, альбінізм та інші. Біохімічні показники (первинний продукт гена, накопичення патологічних метаболітів в організмі хворого) чіткіше віддзеркалює сутність хвороби порівняно з клінічними показниками. Використання сучасних біохімічних методів – електрофорезу, хроматографії, спектроскопії тощо – дають можливість визначити будь-які метаболіти, специфічні для конкретної спадкової хвороби. Об’єктами біохімічних аналізів можуть бути сеча, піт, плазма та клітини крові, культури клітин (фібробласти, лімфоцити).

Біохімічні методи дуже трудомісткі, вимагають спеціального обладнання і тому не можуть використовуватися для масових популяційних досліджень з метою раннього виявлення хворих із спадковою патологією обміну.

Використовують також мікробіологічні тести, які ґрунтуються на тому, що деякі штами бактерій ростуть тільки на середовищах, які містять певні амінокислоти, вуглеводи. Якщо у крові або сечі є необхідна для росту речовина, то у чашці Петрі навколо фільтрувального паперу, просоченого однією з цих рідин, спостерігається активне розмноження бактерій, чого не буває у випадку обстеження здорової людини.

Біохімічні методи застосовуються також і для виявлення гетерозиготних носіїв спадкових аномалій, які у фенотипі проявляються невиразно. При цьому застосовується біохімічне тестування, мікроскопічне дослідження клітин крові та тканин, визначення активності певного ферменту, зміненого внаслідок мутації тощо. Такі заходи необхідні для здійснення своєчасного лікування та профілактики, а також для визначення вірогідності мати хвору дитину в генетично ризиковій сім’ї.

2.8. Молекулярно-генетичний метод

Цей метод дозволяє аналізувати фрагменти ДНК, знаходити і ізолювати окремі гени та їх сегменти і визначати в них послідовність нуклеотидів. Його успішно використовують для ідентифікації генних мутацій, а також для вивчення геному людини. Він почав широко застосовуватись із 70–80 років минулого століття в зв’язку з розвитком молекулярної генетики.

Початковим етапом молекулярно-генетичного аналізу є одержання достатньої кількості зразків ДНК за допомогою клонування. Для цього використовують геномну ДНК – всю ДНК клітини або окремі її фрагменти.

Виявлення, вирізання та деспіралізація фрагментів ДНК здійснюється за допомогою особливих ферментів рестриктаз. Різні рестриктази розпізнають тільки відповідні послідовності нуклеотидів та розрізають ДНК у відповідних місцях. Виокремлені фрагменти ДНК за допомогою спеціальних ферментів полімераз копіюють в необхідній кількості, а потім аналізують за допомогою спеціальних біохімічних методів.

В 90-х роках минулого століття за допомогою молекулярно-генетичних методик були ідентифіковані гени, відповідальні за такі тяжкі спадкові хвороби нервової системи людини як хорея Гентинґтона, міотонічна дистрофія, синдром ломкої Х–хромосоми та інші.

Наприклад, ген хореї Гентинґтона локалізований в короткому плечі 4-ої хромосоми. Він має ділянку, де нуклеотидна послідовність представлена багаторазовим повторенням трьох основ ЦАГ (цитозин–аденін–гуанін). У нормі кількість таких повторів коливається від 11 до 34, а у хворих, внаслідок мутації гена, їх 37–86. Хвороба успадковується за аутосомно-домінантним типом і ознака проявляється в усіх носіїв гена.

3. Класична генетика людини

3.1. Менделюючі ознаки

Усім живим організмам, у тому числі і людині притаманні відкриті Г. Менделем загальні закономірності успадкування ознак. Таким чином, кожна ознака людини визначається парою алелей гена, які розташовані в однакових локусах гомологічних хромосом. Для людини, як і для всіх організмів характерні усі типи успадкування: аутосомно-домінантне, аутосомно-рецесивне; успадкування, зчеплене зі статтю; успадкування внаслідок взаємодії неалельних генів тощо.

3.1.1. Аутосомно-домінантне успадкування

При аутосомно-домінантному успадкуванні ознака передається від одного із батьків приблизно половині дітей, незалежно від статі. Оскільки ознака не буває в прихованому стані, вона є домінантною. Той же факт, що її прояв не залежить від статі, говорить про те, що вона не зчеплена зі статтю.

Характерним прикладом аутосомно-домінантного успадкування є брахідактилія (короткопалість). Носії ознаки відзначаються не тільки укороченими фалангами пальців рук та ніг, але також і зменшенням кількості самих фаланг. Аномалія проявляється на всіх чотирьох кінцівках. Крім того, люди з короткими пальцями мають низький зріст (у межах 150-160 см) унаслідок укорочення кісток ніг, і короткі руки. У всьому іншому вони практично здорові.

Для домінантних ознак людини характерне таке явище як неповна пенетрантність. Пенетрантність – це   статистичне поняття, яке визначається як процент особин з фенотипічним проявом ознаки від загальної кількості носіїв гена в популяції. У випадку неповної пенетрантності при передачі ознаки іноді одне покоління пропускається. При цьому в гетерозиготного індивіда ознака, попри очікування, не виявляється.

Прикладом домінантного захворювання з неповною пенетрантністю  може бути двостороння ретинобластома – злоякісна пухлина сітківки обох очей у дітей раннього віку.

Для багатьох домінантних ознак людини характерна також варіююча експресивність генів. За такої ситуації ген проявляється в усіх гетерозигот, але різною мірою. Один з прикладів варіюючої експресивності домінантного гена є нейрофіброматоз. Це захворювання супроводжується наявністю множинних пігментних плям, шкірних та підшкірних пухлин та проявляється з моменту народження. У одних хворих наявні усі симптоми, а у інших, навіть у тих же сім'ях, можна знайти лише пігментні плями. Генетичний механізм цього явища поки що не вивчено.

Крім наведених вище прикладів, за аутосомно-домінантним характером у людини успадковуються такі морфологічні ознаки як темний колір волосся, білий локон над лобом, кучеряве або жорстке волосся, карі очі, великі очі, довгі вії, перенісся з горбинкою, товсті губи, веснянки, ямка на підборідді, праворукість, значна волосатість тіла та багато інших, а також численні спадкові патології: раннє облисіння чоловіків, гіпертензія, мігрень, катаракта, деякі форми короткозорості та далекозорості, заяча губа, полідактилія, арахнодактилія, карликовість, гемолітична жовтянка, діабет нецукровий тощо.

3.1.2. Аутосомно-рецесивне успадкування

Більшість одружень, досліджуваних при рецесивних захворюваннях, трапляється між фенотипічно нормальними гетерозиготами – Аа х Аа. У потомстві від такого шлюбу генотипи АА, Аа і аа будуть представлені у співвідношенні 1:2:1, і вірогідність того, що дитина виявиться ураженою (аа), складе 25%.

За аутосомно-рецесивним принципом успадковуються такі морфологічні ознаки людини як світле, пряме, м’яке або руде волосся, блакитні або сірі очі, тонкі губи, прямий ніс, високий зріст, а також численні спадкові патології: цукровий діабет, муковісцидоз, фенілкетонурія, галактоземія, алергія, схильність до туберкульозу, мікроцефалія, амавротична ідіотія, шизофренія та інші.

Генетична гетерогенність. Шлюби двох гомозигот за однією і тією ж рецесивною аномалією дуже рідкісні. При цьому всі діти уражені. В генетичній літературі описано ряд таких прикладів стосовно альбінізму. Однак, у деяких випадках у батьків-альбіносів народжувалися діти з нормальною пігментацією. Якщо ці діти не є позашлюбними, то можна припустити, що батьки гомозиготні за різними генами альбінізму. тобто в генотипі людини мають бути принаймні два локуси альбінізму. Таке явище дістало назву генетичної гетерогенності. Пізніше гетерогенність альбінізму була підтверджена за допомогою біохімічного методу.

Генетична гетерогенність була виявлена та підтверджена багатьма методами також для спадкової глухонімоти. Зустрічаються родоводи, де обоє глухих батьків мають уражених рідних братів та сестер, або сибсів. До того ж вони є дітьми близькоспоріднених шлюбів. Проте їхні діти не глухі, бо є подвійними гетерозиготами за двома різними генами глухонімоти – АаВв. Батьки ж були гомозиготами ААвв та ааВВ відповідно.

Експресивність генів у межах сім’ї за аутосомно-рецесивного успадкування, як правило, більш однорідна, ніж за домінантного. Однак міжсімейна мінливість може бути досить істотною. Неповна пенетрантність рецесивних алелей у популяціях зустрічається досить рідко.

3.1.3. Інші типи домінування ознак

У людини, як і в інших організмів, наявні також неповне домінування, кодомінування та наддомінування.

Неповне домінування полягає у проміжному прояві ознаки при гетерозиготному стані алелей гена. Воно може торкатися як нормальних, так і патологічних ознак.

За цим типом у людини успадковуються такі ознаки як розміри носа,  рота і очей, відстань між очима, вип’яченість губ та інші, а із патологій – анофтальмія (.відсутність очних яблук) та деякі інші.

Інша ситуація виникає у разі, коли відносини домінантності та рецесивності відсутні і обидва алеля проявляються у фенотипі. Подібна взаємодія називається кодомінуванням (сумісним домінуванням).

Явище кодомінування у людини можна проілюструвати на прикладі успадкування 4-ої групи крові за системою АВО. При цьому чотири групи крові визначаються трьома алелями ІА, ІВ та ІО, які розташовані в 9-ій парі хромосом. Перші два алеля є домінантними, а третій – рецесивним. І група крові визначається парою алелей ІО ІО,  ІІ – ІА ІА або ІА ІО,  ІІІ – ІВ ІВ  або  ІВ ІО  і IV  –  ІА ІВ. У останньому випадку функціонує два різних домінантних алеля одного гена, що і є явищем кодомінування.

Явище наддомінування пов’язано з тим, що у ряді випадків домінантні алелі в гетерозиготному стані проявляються сильніше, ніж у гомозиготному. Воно пов’язане з такими складними кількісними ознаками як життєздатність, тривалість життя тощо. У селекції рослин та тварин наддомінування відоме під назвою гетерозису, який проявляється у першому поколінні гібридів.

3.2. Взаємодія неалельних генів

Вище були розглянуті ознаки, які визначаються одним геном. Однак звичайно на фенотипний прояв одного певного гена впливають інші гени. Прикладом складної взаємодії генів може бути успадкування резус-фактора. Хоча це явище мало вивчене, вважається, що резус-фактор визначається трьома генами. Внаслідок взаємодії цих генів позитивний резус-фактор може проявлятися сильніше чи слабкіше.

Найбільш вивченими типами взаємодії генів є епістаз, комплементарність і полімерія.

3.2.1. Епістаз

Епістаз – це взаємодія неаллельных генів, при якій спостерігається пригнічення прояву одного гена дією іншого, неаллельного гена. Розрізняють домінантний та рецесивний епістаз.

За домінантного епістазу домінантний алель одного гена (АА, Аа) пригнічує прояв домінантного алеля іншого гена (ВВ, Вв). Це явище виявлено в системі груп крові АВО, коли алелі, які визначають групу крові, зазнають впливу особливих генів-модифікаторів. 

Іншими прикладами модифікуючого впливу генів у людини можуть бути мала брахідактилія, катаракта, клішнеподібна кисть та інші.

За рецесивного епістазу рецесивний алель одного гена в гомозиготному стані (аа) не дає проявитися будь-якій комбінації алелей іншого гена (BB, Bb, bb).

Прикладом рецесивного епістазу у людини може служити так званий бомбейський фенотип, коли індивід, у якого наявний алель IB за системою груп крові АВО і який має III або IV групу крові (IBIB, IBIО або ІАІВ відповідно), ідентифікується за реакцією аглютинації як людина І групи крові (IОIО). Таке явище виникає в результаті того, що даний індивід є рецесивною гомозиготою (hh) за геном H, який визначає синтез попередника антигенів А та В. Для фенотипічної реалізації алелей ІА та ІВ необхідна присутність хоча б одного домінантного алеля Н.

3.2.2. Комплементарність

Комплементарність – це такий тип взаємодії, коли ознаку визначає певна кількість неалельних генів. При цьому фенотипний прояв ознаки визначають різноманітні комбінації домінантних та рецесивних алелей цих генів.

Так, розвиток нормального слуху знаходиться під генетичним контролем десятків різних неаллельных генів, гомозиготний рецесивний стан одного з яких може приводити до однієї з форм спадкової глухоти. Таких форм у людини відомо понад 30. Якщо один із батьків є гомозиготою за рецесивним алелем аа, а другий – гомозиготою за іншим рецесивним алелем bb, то вони глухі. Тим не менше, всі їхні діти матимуть нормальних слух, бо будуть подвійними гетерозиготами за обома генами (AaBb), коли домінантні алелі взаємно доповнюватимуть один одного.

Комплементарна взаємодія неалельних генів у людини має місце також у системах забезпечення зору, рівноваги, смаку тощо.

3.2.3. Полімерія

Полімерія – це вид взаємодії, коли ефекти декількох неалельних генів, що визначають одну й ту ж ознаку, приблизно однакові. Подібні ознаки одержали назву кількісних, або полімерних ознак. Як правило, ступінь прояву полімерних ознак перебуває в прямій залежності від кількості домінантних алелей генів, що їх визначають. Полімерні гени звичайно позначають однаковими літерами. (Див. вище розділ «Фактори виникнення кількісної мінливості»).

Полімерне успадкування у людини характерне також для таких ознак як зріст, маса тіла, забарвлення волосся (крім рижого), колір райдужки очей та багато інших кількісних ознак. Чим більша кількість неалельних генів контролює розвиток тієї чи іншої ознаки, тим менш помітні переходи між фенотипами.

3.2.4. Плейотропія

Взагалі, як свідчать дослідження, всі гени, тією чи іншою мірою, взаємопов’язані у своїх функціях. За такої ситуації один ген може впливати на функції цілої низки неалельних генів. Таке явище дістало назву плейотропії.

Найяскравішим прикладом плейотропної дії гена у людини є синдром Марфана – захворювання, яке успадковується за аутосомно-домінантним типом. Арахнодактилія ("павукові" пальці) – один з симптомів цієї спадкової хвороби. Іншими симптомами її є високий зріст через сильне видовження кінцівок, надмірна рухливість суглобів, короткозорість, спричинена підвивихом кришталика, та аневризма аорти. Синдром з однаковою частотою зустрічається у чоловіків і жінок. В основі вказаних симптомів лежать порушення розвитку сполучної тканини, що виникає на ранніх етапах онтогенезу і що приводить до множинних фенотипічних проявів.

Плейотропною дією характеризуються численні спадкові патології. Певні етапи метаболізму (у першу чергу синтез складних органічних сполук) забезпечуються генами. Продукти метаболічних реакцій, у свою чергу впливають на перебіг інших метаболічних реакцій. В результаті цього порушення метаболізму на одному етапі відобразяться на подальших етапах. Іншими словами, зміна експресивності одного гена вплине на цілий ряд елементарних ознак.

3.3. Успадкування ознак і стать

3.3.1. Генетика статі

Каріотип людини містить 22 пари аутосом та 1 пару статевих хромосом. Набори аутосом у чоловіків та жінок за формою одинакові, а пари статевих хромосом розрізняється. У жінок – це дві Х-хромосоми, а у чоловіків – Х-хромосома та Y-хромосома. Х-хромосома не відрізняється від аутосом середніх розмірів (№№ 6–12). Чоловіча статева Y-хромосома морфологічно подібна до найдрібніших хромосом (№№ 21, 22).

Статеві хромосоми представлені в кожній соматичній клітині людини. При утворенні гамет під час мейозу гомологічні статеві хромосоми розходяться в різні статеві клітини. Отже, кожна яйцеклітина крім 22 аутосом несе одну статеву хромосому X, і її гаплоїдний набір складає 23 хромосоми. Всі сперматозоони також мають гаплоїдний набір хромосом, із яких 22 – аутосоми, а одна – статева. При цьому половина сперматозоонів містить X-хромосому, а інша половина –  Y-хромосому.

Стать людини визначається у момент запліднення, коли хромосомні набори гамет об’єднуються. Згадаємо, що зигота містить 22 пари аутосом і одну пару статевих хромосом. Якщо яйцеклітину запліднив сперматозоон з Х-хромосомою, то в зиготі пара статевих хромосом буде XX, і з неї розвинеться дівчинка. Якщо ж запліднення здійснив сперматозоон з У-хромосомою, то набір статевих хромосом у зиготі – XY. Така зигота дасть початок чоловічому організму. Таким чином, стать майбутньої дитини визначає різногаметний за статевими хромосомами чоловік Співвідношення статей при народженні відповідає приблизно 1:1. Це можна підтвердити за допомогою решітки Пеннета.

Однак стать майбутньої дитини визначається не лише комбінацією статевих хромосом. Велику роль у цьому процесі у людини відіграє гормональна регуляція, що відбувається за допомогою статевих гормонів, які синтезуються статевими залозами. При порушенні такої регуляції відбувається розлад у формуванні зовнішніх і внутрішніх статевих органів. Внаслідок цього розвивається гермафродитний організм того чи іншого типу.

3.3.2. Успадкування ознак, зчеплених зі статтю

Статеві хромосоми  X та Y частково гомологічні, бо мають невеликі спільні гомологічні ділянки, в яких локалізовані алельні гени. Проте, не дивлячись на це, вони значною мірою розрізняються за формою, розмірами та генетичним наповненням, бо містять велику кількість неалельних генів. В Х-хромосомі розташовані гени, яких немає в Y-хромосомі, і навпаки.

У такому разі ознака визначається не парою алельних генів, як звичайна менделююча ознака, а тільки одним алелем. Подібний стан гена називається гемізиготним, а ознаки, розвиток яких обумовлений одиночним алелем, розташованим в одній з альтернативних статевих хромосом, одержали назву зчеплених зі статтю. Такі ознаки розвиваються переважно у особин однієї статі і по-різному успадковуються у чоловіків та жінок.

Ознаки, зчеплені з Х-хромосомою, можуть бути домінантними та рецесивними.

Х-зчеплений домінантний тип успадкування. Такі ознаки виявляються у гемізиготних чоловіків та гетерозиготних жінок. Проте всі сини ураженого батька і здорової матері не несуть патологічних ознак, здорові також їхні діти. З іншого боку, всі дочки ураженого батька будуть уражені. Від уражених матерів хвороба передається дітям незалежно від статі з частотою 1:1 подібно до аутосомно-домінантного типу успадкування. Якщо уражені індивіди мають нормальну репродуктивну здатність, то в популяції хворі жінки зустрічаються приблизно в два рази частіше, ніж хворі чоловіки.

Характерною ілюстрацією Х-зчепленого домінантного успадкування може бути недостатній вміст фосфору в крові (гіпофосфатемія), що часто спричиняє гіпофосфатемічний рахіт. Варто відмітити, що у чоловіків симптоми захворювання, як правило,  гостріші, ніж у жінок. Адже у останніх дія аномального домінантного алеля частково  компенсується гомологічним нормальним алелем у парній Х-хромосомі.

За домінантним Х-зчепленим типом успадковуються також інші ознаки, наприклад, темна емаль зубів, «заяча губа», надмірне зроговіння епідермісу шкіри тощо.

Х-зчеплений рецесивний тип успадкування. Рецесивними ознаками, які визначаються генами Х-хромосоми, є гемофілія, дальтонізм (нездатність розрізняти червоний і зелений кольори), атрофія зорового нерва, міопатія Дюшена (ушкодження скелетних м’язів) та інші.

Розглянемо успадкування, зчеплене з Х-хромосомою, на прикладі рецесивного гена гемофілії. У чоловіка ген гемофілії, локалізований в Х-хромосомі, не має алеля в Y-хромосомі, тобто знаходиться в гемізиготному стані і звичайно проявляється.

Звичайно захворювання вражає чоловіків. Усі їхні здорові дочки є гетерозиготними носіями гену гемофілії, оскільки одержали від батька Х-хромосому з аномальним геном:

Серед синів гетерозиготних матерів співвідношення хворих і здорових складає 1:1, бо яйцеклітини з нормальним та патологіним алелем утворюються з одинаковою вірогідністю.

Успадкування ознак, зчеплених з Y-хромосомою. Окрім того, що присутність у геномі людини Y-хромосоми чітко визначає чоловічу стать, ця хромосома містить принаймні кілька десятків генів, у тому числі генів, що визначають розвиток сім’яників, контролюють інтенсивність росту, визначають волосатість середніх фаланг пальців, наявність волосся на зовнішньому краї вушних раковин (гіпертрихоз) і деякі інші ознаки. Ознака, ген якої локалізований в Y-хромосомі, передається від батька всім синам, і лише синам. Звичайно патологічні мутації, що зумовлюють порушення будови та функцій сім’яників, не успадковуються у зв'язку із стерильністю їх носіїв.

Гомологічні зони X- та Y-хромосом містять алельні гени, які з однаковою вірогідність наявні у особин обох статей. До ознак, що визначаються цими генами, відносяться нездатність розрізняти кольори та пігментна ксеродерма (злоякісне ураження шкіри сонячними променями). Обидві патології рецесивні.

Ознаки, що визначаються алельними генами, розташованими в X- та Y-хромосомах, успадковуються за класичними менделевими правилами.

Мітохондріальна, або цитоплазматична спадковість. Мітохондріальний геном представлений у вигляді кільцевої подвійної молекули ДНК, яка містить всього декілька генів.

Сьогодні визначено понад 10 мутацій мітохондріальних генів, які спричинюють різні захворювання, визначальними симптомами яких є тяжкі ураження ЦНС, органів зору, серця та м'язів. Серед цих патологій найпоширенішими є атрофія зорового нерва Лебера, хвороба Лея, хвороба Кернса – Сейра та інші, які об’єднуються в групу мітохондріальних енцефаломіопатій.

Оскільки мітохондрії успадковуються дитиною від матері з цитоплазмою овоцитів, то усі діти хворої жінки успадкують патологію незалежно від їх статі. Уражені дівчата, виходячи заміж, народжуватимуть тільки хворих дітей, тоді як у хворих чоловіків усі діти будуть позбавлені цієї хвороби.

3.3.3. Успадкування, обмежене та контрольоване статтю

У людини наявні ознаки, які не зчеплені зі статевими хромосомами, але визначаються статтю. Вони бувають двох типів: – обмежені статтю та контрольовані статтю.

Розвиток ознак, обмежених статтю, обумовлено аутосомними генами, які, однак, проявляються лише в однієї статі. Наприклад, гени, що визначають ширину тазу, знаходяться в аутосомах і успадковуються від обох батьків, але виявляються тільки у жінок. Те ж стосується віку статевого дозрівання дівчаток. Серед чоловічих ознак, обмежених статтю, можна назвати кількість і розподіл волосяного покриву на тілі.

Ознаки, які контролюються статтю, або залежать від неї, теж обумовлені генами, розташованими в аутосомах, але проявляються у чоловіків і жінок по-різному. Наприклад, у чоловіків раннє облисіння – ознака домінантна і виявляється як у домінантних гомозигот (АА), так і у гетерозигот (Аа). У жінок ця ознака рецесивна і виявляється тільки у рецесивних гомозигот (аа). Через це лисих чоловіків набагато більше, ніж жінок. Іншим прикладом може служити хвороба подагра, на яку чоловіки хворіють разів у 7 частіше за жінок.

Експресивність ознак, контрольованих статтю, обумовлена статевими гормонами. До цих ознак відноситься тип співецького голосу (бас, баритон, тенор, альт, мецо-сопрано, сопрано), який з моменту настання статевої зрілості перебуває під впливом статевих гормонів.

4. Спадкові хвороби

4.1. Вплив геному та умов зовнішнього середовища на патогенез

Організм є інтегральною (цілісною) системою складно взаємодіючих частин, яка нерозривно пов’язана із зовнішнім середовищем. Таким чином, як нормальні, так і патологічні ознаки організму є результатом взаємодії  генетичних (внутрішніх) та середовищних (зовнішніх) чинників. Саме тому загальне розуміння патологічних процесів можливе тільки з урахуванням результатів взаємодії спадковості і середовища.

Ряд факторів зовнішнього середовища здатні обумовлювати захворювання при будь-якому генотипі. Однак і в цьому випадку характер ураження, інтенсивність і різноманітність симптомів та інші характеристики захворювання багато в чому визначаються генетичною конституцією організму. Крім того, навіть при жорсткій генетичній визначеності патології умови зовнішнього середовища, біологічні особливості організму, весь його генотип загалом можуть здійснювати істотну модифікуючу дію на характер, частоту і ступінь прояву патологічного гена. Така висока пластичність генотипу створює великі можливості для лікування, профілактики спадкових хвороб, розробки ефективних медико-освітніх програм, реабілітації та адаптації хворих.

4.2. Класифікація спадкових хвороб

Дотепер відомо понад 12 тис. спадкових ознак та патологій, і цей показник постійно збільшується. Описуються все нові, раніше невідомі спадкові хвороби. В рамках вже відомих синдромів виділяють різні за механізмом виникнення патологічні форми. Це стосується таких неінфекційних захворювань як атеросклероз, гіпертонічна хвороба, бронхіальна астма, виразка шлунку, злоякісні новоутворення, псоріаз, ряд психічних і багато інших патологій. Сучасні методи генетичного аналізу дозволяють серед захворювань, обумовлених спадковою схильністю, виділяти моногенні форми, тобто аномалії, зумовлені мутацією одного гена. Постала необхідність створення раціональної класифікації спадкових хвороб.

Перші класифікації спадкових хвороб спиралися головним чином на клінічні (описові) особливості певних груп патологій. При цьому виділяли, наприклад, спадкові хвороби скелета, спадкові хвороби обміну, спадкові хвороби шлунково-кишкового тракту і т.п. Оскільки однією з особливостей спадкового захворювання є ураження багатьох органів і систем, використовування чисто клінічного підходу не дозволяє уникнути помилок класифікації. Наприклад, аутосомно-домінантний синдром «рука-серце» залежно від ведучого клінічного симптому може діагностуватися, як променева косорукість (дефект променевої кістки), і, отже, буде віднесений згідно клінічної класифікації в групу «ураження скелета». Разом з тим у іншого хворого з ідентичною мутацією (наприклад, у брата описаного пацієнта) ведучим у клінічній картині захворювання може бути ураження серця при мінімальній аномалії кісткової системи (у вигляді незначного недорозвитку великого пальця). Таким чином, цей хворий потрапляє в групу спадкових захворювань «ураження серцево-судинної системи».

У сучасній клінічній генетиці людини широко використовується класифікація, що базується на характерних відмінностях первинного патогенетичного механізму виникнення хвороб. За цим принципом усю спадкову патологію можна розділити на 5 груп.

І. Генні хвороби – порушення, які викликаються генними мутаціями. Вони передаються з покоління в покоління і успадковуються за законами Г. Менделя.

ІІ. Хромосомні хвороби – аномалії, що виникають в результаті порушень структури та кількості хромосом.

ІІІ. Хвороби, обумовлені спадковою схильністю (спричинювані множинними чинниками). Це захворювання, що виникають на основі певної генетичної конституції та наявності відповідних чинників зовнішнього середовища. Іншими словами – за наявності середовищних чинників реалізується спадкова схильність.

IV. Генетичні аномалії, які виникають внаслідок мутацій в соматичних клітинах (генетичні соматичні хвороби). До них відносяться деякі пухлини, окремі вади розвитку, аутоімунні захворювання (нерозпізнання імунною системою організму своїх власних клітин).

V. Хвороби генетичної несумісності матері та плоду. Розвиваються в результаті імунологічної реакції організму матері на антиген плоду.

4.3. Загальна характеристика спадкових патологій

Не дивлячись на різноманіття клінічної картини спадкових захворювань, можна виділити їх загальні риси, які дадуть підстави стверджувати або заперечувати наявність патології у обстежуваної людини. Основою формування загальних клінічних характеристик різних форм спадкових хвороб є генетичний контроль ключових ланок обміну речовин та морфогенних процесів.

Первинною ланкою перебігу спадкових патологій є генні мутації, порушення структури або кількості хромосом.

Особливості патогенезу спадкових хвороб в основному визначаються трьома чинниками: характером пошкодження спадкових структур, генетично визначеними морфо-фізіологічними особливостями організму та дією факторів навколишнього середовища. Ці чинники і обумовлюють індивідуальний характер перебігу патологічних процесів у кожному конкретному організмі.

Хоча спадкові захворювання, як і будь-які інші хвороби, мають свої характерні риси, жодну з приведених нижче особливостей не можна розглядати як щось абсолютне, бо тільки наявність характерних рис в сукупності дозволяє прогнозувати спадкову патологію у пацієнта.

4.3.1. Основні властивості спадкових патологій

Генні патології. Мутаційна зміна нуклеотидної послідовності у молекулі ДНК є причиною моногенних спадкових хвороб. Специфіка патогенезу моногенних захворювань визначається особливостями хімічної природи первинного продукту, обумовленими конкретною мутацією, і тією роллю, яку цей продукт грає в життєдіяльності організму.

Дотепер відкриті та детально описані сотні видів спадкових аномалій метаболізму, спричинених мутацією одного гена. Обумовлена мутацією гена аномалія амінокислотної послідовності поліпептидного ланцюга істотно порушує активність ферментів. Переважна більшість випадків спадкових патологій обміну пов'язані саме із зміною активності ферментів, що призводить до розладу або зупинки реакцій в даному ланцюзі метаболізму, викликаючи розвиток тієї або іншої хвороби. При цьому захворювання може виникати внаслідок таких причин: 1) накопичення субстрату, або надлишку речовини (наприклад, цереброзиду при хворобі Гоше), яка підлягає дії ферменту; 2)  збільшення вмісту речовини-попередника (наприклад, метіоніну при цистатионінурії); 3) недостатнє утворення речовини (зокрема, дефіцит цитидін-трифосфату при оротовій ацидурії); 4) збільшення концентрації токсичних продуктів метаболізму (наприклад, фенілацетилглютаміну, фенілоцтової, фенілпіровиноградної кислоти та інших фенілкетонових похідних при фенілкетонурії).

Хромосомні патології. Характерною особливістю патогенезу хромосомних хвороб є раннє порушення морфогенезу. Воно виявляється розладом поділу та дозрівання клітин, порушенням їх міграції та диференціації, що обумовлює виникнення множинних аномалій формування різних органів і тканин.

У випадку хромосомних аберацій прояв відхилення від нормального розвитку, як правило, корелює із ступенем хромосомного дисбалансу. Чим більше хромосомного матеріалу залучено до аберації, тим раніше захворювання виявиться в онтогенезі і тим значнішим буде порушення фізичного та психічного розвитку людини. При цьому надлишок хромосомного матеріалу менше впливає на клінічну картину хвороби порівняно з його втратою. Наприклад, втрата однієї з аутосом перешкоджає імплантації яйцеклітини в стінку матки. В той же час відомі значна ккількість хромосомних синдромів, обумовлених трисоміями різних хромосом.

4.3.2. Вік прояву спадкових захворювань

Більшість спадкових хвороб, що супроводжуються вадами розвитку (розщеплення губи або піднебіння, додаткові пальці на кисті та стопі, відсутність кінцівки, дефекти передньої черевної стінки, пупкова грижа тощо), можуть бути виявлені до народження та невдовзі після народження дитини.

Спостереження показали, що 25 % усіх моногенних хвороб розвиваються до народження. Приблизно до 3 років виявляється ще 50 % таких захворювань. Разом з тим відомі спадкові захворювання з пізніми термінами прояву (хвороба Альцгеймера, хорея Гентинґтона та інші).

Необхідно також підкреслити, що є цілий ряд відмінностей у патологій, які проявляються в різні вікові періоди життя людини. Наприклад, з віком зменшується частота моногенних хвороб і збільшується частка мультифакторних, прояв яких провокується чинниками навколишнього середовища. Це можна пояснити тим, що з віком знижується роль спадкових факторів в етіологічній структурі патологій та зростає роль чинників середовища.

4.3.3. Прогредієнтність та хронічність спадкових патологій

Прогредієнтним називається перебіг захворювання з постійним погіршенням загального стану та з наростанням негативних симптомів у пацієнта. Для багатьох спадкових хвороб характерне поступове наростання їх тяжкості по мірі розвитку патологічного процесу. Наприклад, при фенілкетонурії у процесі росту дитини з’являються і посилюються симптоми затримки психомоторного та розумового розвитку, формується вторинна мікроцефалія. Хвороба Тея – Сакса починається з 6-місячного віку демієлінізацією нервових волокон, що поступово приводить до летального результату.

Спадкові хвороби, що починаються в будь-якому віці, мають хронічний характер. Наприклад, у дітей, хворих на легеневу форму муковісцидозу, формується хронічна пневмонія через підвищену в'язкість секретів бронхіальних слизових залоз. Численні форми спадкових патологій були виявлені саме при обстеженні пацієнтів з хронічним перебігом захворювання.

Генетичною основою прогредієнтності та хронічного перебігу спадкових хвороб є, як правило, безперервність дії патологічного гена та відсутність його нормального продукту, що приводить до порушення нормального функціонування клітин, тканин і органів.

Ступінь цих явищ для одного і того ж захворювання у різних пацієнтів може розрізнятися.

4.3.4. Ураження багатьох органів і систем при спадкових захворюваннях

Практично для всіх форм спадкової патології характерна множинність ураження. В першу чергу це обумовлено плейотропною дією гена, тобто його здатністю контролювати розвиток різних ознак організму. Наприклад, при синдромі Марфана уражуються кісткова, серцево-судинна системи та органи зору; при синдромі Лоренса – Муна уражені кісткова, сечостатева, ендокринна системи та органи зору; при галактоземії патологією охоплені печінка, ЦНС, зір.

4.3.5. Сімейний характер спадкових патологій

Більшість спадкових захворювань характеризується наявністю їх у членів однієї сім'ї. На відміну від інфекційних захворювань, розподіл випадків спадкових патологій у поколіннях та залежно від статі підлягає закономірностям Г. Менделя.

Разом з тим наявність захворювання тільки у одного з членів родоводу не виключає спадкового характеру цієї хвороби. Подібна ситуація може бути обумовлена такими причинами: а) наявністю нової домінантної мутації, що відбулася в аутосомі чи в статевій хромосомі одного з батьків, б) явищем неповної пенетрантності домінантного гена, в) гетерозиготністю  обох батьків за патологічним геном, г) наявністю рецесивної Х-зчепленої патології.

4.3.6. Специфічні симптоми спадкових захворювань

Наявність рідкісних специфічних симптомів або їх поєднань у хворого дає підставу думати про спадкову або природжену природу його захворювання. Наприклад, у дитини з розщепленням піднебіння наявність симетричних заглибин або фістул (свищів) на слизистій оболонці нижньої губи дозволяє підозрювати аутосомно-домінантний синдром Ван дер Вуда; наявність широкого 1-го пальця кистей та стоп у дитини з прогресуючою розумовою відсталістю наводить на думку про аутосомно-домінантний синдром Рубінштейна – Тейбі тощо.

У деяких випадках симптоми прояву генів, що не мають ніякого клінічного значення, є опорними при визначенні патології. Наприклад, виявлення насічок на мочці вуха у дитини з макроглосією (надмірно великий язик) та розходженням прямих м'язів живота є вирішальним для визначення синдрому Беквіта – Відемана і, отже, виправданого вибору відповідної терапії.

4.3.7. Резистентність спадкових хвороб до лікування

Говорячи про резистентність спадкових хвороб до лікування, потрібно пам‘ятати про відносність цього поняття.

По-перше, ця клінічна особливість пояснюється тим, що у багатьох випадках виправити первинні ланки патогенезу захворювань, навіть якщо відомий первинний продукт мутантного гена, не завжди вдається. По-друге, явище резистентності часто спричинюється тим, що симптоми спадкових захворювань сприймаються як саме захворювання.

Цим пояснюється безуспішність використовування стандартних схем, підходів і методів терапії. Наприклад, лікування екземи, яка є шкірним проявом протокопропорфірії (спадкова хвороба крові), часто полягає у лікуванні симптому, тоді як для даного захворювання розроблені надійні методи профілактики та терапії, засновані на закономірностях його патогенезу. При нерозпізнаному синдромі Костмана інтенсивна антибіотикотерапія гнійничкових виразок слизистих оболонок і шкіри не рятує дитини від прогресуючого перебігу хвороби, що виявляється у вигляді фурункулів, нагноєнь підшкірної клітковини, важких стоматитів, блефаритів (запалення країв повік) і т.д.

4.3.8. Поліморфізм спадкових патологій

Під поліморфізмом розуміється численність клінічних ознак та лабораторних показників будь-якого захворювання, а також різноманітність їх прояву. Наприклад, у частини хворих із синдромом Марфана можна діагностувати випинання мітрального клапана серця, а у інших – аневризму (розслаблення та випинання стінки) аорти. З боку органів зору може виявлятися підвивих кришталика, а може мати місце незначна короткозорість і т.д.

Іншим прикладом різноманітного прояву симптоматики при одному й тому ж захворюванні є нейрофіброматоз I типу (наявність численних пігментних плям, шкірних та підшкірних пухлин). Відомі випадки, коли у одного хворого на нейрофіброматоз спостерігається повна клінічна картина, для якої характерні множинні пухлини, тоді як у іншого хворого (навіть у члена тієї ж сім'ї) реєструються лише пігментні плями.

Описані вище явища спричинюються такими особливостями генів, у тому числі й мутантних, як пенетрантність та експресивність. Згадаємо, що пенетрантність – це вірогідність, або частота прояву захворювання (ознаки) у носіїв даного гена. Експресивність же визначається як ступінь прояву дії гена.

Клінічний поліморфізм спадкових хвороб, визначуваних одним геном, може проявитися різним часом початку захворювання або різною тяжкістю клінічних проявів. Наприклад, хорея Гентинґтона, середній вік початку якої приблизно 40 років, може початися в дитячому віці, а в деяких випадках – лише після 60 років.

4.3.9. Генетична гетерогенність патологій

Коли клінічно схожі хвороби в різних сім'ях обумовлені дефектами різних генів, говорять про генетичну гетерогенність спадкових патологій. Нижче подаються ознаки гетерогенності спадкового захворювання.

1. Наявність сімей з різними типами успадкування клінічно схожих захворювань. Наприклад, пігментний ретиніт (зниження нічного зору, звуження полів зору з подальшою прогресуючою втратою зору до повної сліпоти) може успадковуватися як аутосомно-домінантний, або як аутосомно-рецесивний, або як Х-зчеплена рецесивна ознака. Показано, що ген аутосомно-домінантної форми локалізований на довгому плечі хромосоми 3 (3q24), ген аутосомно-рецесивної форми – на короткому плечі хромосоми 6 (6p21.3), а ген Х-зчепленої форми – на короткому плечі Х-хромосоми (Xp11.3).

Цікаво, що, крім щойно названих форм пігментного ретиніту, виявлено ще принаймні 9, аномальні гени яких локалізовані в хромосомах 1, 7 (2 гени), 8, 17, 19 та Х (3 гени, крім названого).

2. Народження дітей з нормальним слухом від батьків, які обоє хворі на аутосомно-рецесивну глухоту, але різних форм. Сьогодні виявлено  значну кількість форм глухоти з аутосомно-рецесивним типом успадкування, спричинених мутаціями у генах, локалізованими, наприклад, у хромосомах 2, 3, 4, 7, 13, 14, 17, 21 та інших.

3. Виявлення різних основних біохімічних дефектів. Так, при синдромі Санфіліппо (порушення вуглеводного обміну, що супроводжується важкими фізичними вадами та розумовою відсталістю) виділяють 4 типи біохімічних дефектів. Кожний з цих типів характеризується браком того чи іншого ферменту, який має брати участь у вуглеводному обміні на певній його стадії.

4.4. Генні хвороби

Сьогодні відомо близько 4500 генних захворювань, характер успадковування яких визначається законами Г. Менделя. Вони складають численну та різноманітну за клінічною картиною групу патологій, в основі яких лежить мутація одного гена.

Середня загальна частота новонароджених з генними хворобами складає 1%. Із них 42% уражені аутосомно-домінантними патологіями, стільки ж – аутосомно-рецесивними, 15% – зчепленими з Х-хромосомою та 1% – Y-зчепленими та мітохондріальними.

Хвороба вважається досить розповсюдженою, якщо її частота складає 1 на 10000 новонароджених. При частоті 1 уражений на 11000–40000 новонароджених патологія має середню розповсюдженість.

4.4.1. Аутосомно-домінантні патології

На цей час ідентифіковано до 1900 аутосомно-домінантних захворювань. Найбільш відомими аутосомно-домінантними захворюваннями є хорея Гентинґтона, синдром Марфана, синдром Холта – Орама, нейрофіброматоз, серпоподібноклітинна анемія, періодичний параліч та інші. Характерною ознакою цих патологій є порушення синтезу структурних або специфічних  білків (наприклад, гемоглобіну). Дія мутантного гена проявляється практично завжди. Хворі хлопчики та дівчатка народжується з однаковою частотою.

Одним із характерних прикладів аутосомно-домінантної патології є синдром Марфана.

Синдром Марфана полягає у системному ураженні сполучної тканини і характеризується високою пенетрантністю та різною експресивністю. Частота його складає 1:10000-20000. Хвороба спричинена мутацією гена FBN1, розташованого у довгому плечі хромосоми 15 (15q21.1). Виявлена велика кількість мутацій цього гена, що спричинює значну клінічну поліморфність хвороби. Ген FBN1 кодує синтез білка фібриліну, що входить до складу сполучної тканини і забезпечу її пружність. Блокування синтезу цього білка веде до підвищеної розтяжності сполучної тканини.

Синдром Марфана уражує опорно-рухову, серцево-судинну системи та органи зору. Хворі мають характерний зовнішній вигляд: високий зріст, астенічну (кволу, слабку) статуру. Порушення опорно-рухової системи включають непропорційно довгі пальці (арахнодактилія, або «павукові» пальці), видовжений череп, деформацію грудної клітки (воронкоподібна або кілеподібна), викривлення хребта, надмірна рухомість суглобів, плоскостопість. Найбільш характерними порушеннями серцево-судинної системи є випинання мітрального клапана в бік лівого передсердя, розширення аорти у висхідному або черевному відділі з розвитком аневризми. Патологія органів зору полягає у короткозорості високого ступеня внаслідок підвивиху (або зсуву) кришталика та різному кольорі райдужки. Можуть бути також пахові, стегнові, діафрагмальні грижі. Рідко трапляються опущення нирок, емфізема легенів, ослаблення слуху аж до повної глухоти. Попри всі ці порушення психічний та розумовий розвиток хворих відповідає нормі.

Тривалість життя хворого на синдром Марфана визначаються ступенем ураження серцево-судинної системи і сягає в середньому 35 років.

Лікування переважно симптоматичне: вживаються ліки для уповільнення руйнування аорти, а також гормональні препарати для стимуляції пропорційного статевого дозрівання дівчат. Позитивний вплив показує масаж, лікувальна гімнастика, інколи реконструктивна серцево-судинна хірургія.

4.4.2. Аутосомно-рецесивні патології

Відомо близько 1900 аутосомно-рецесивних патологій, характерною ознакою яких є порушення функції одного чи кількох ферментів. Такі хвороби, як відомо, називаються ферментопатіями, або ензимопатіями. Найбільш поширеними серед них є .муковісцидоз, фенілкетонурія, галактоземія, хвороба Гоше, адреногенітальний синдром та інші. Дія мутантного гена проявляється лише у гомозиготному стані. Хворі хлопчики та дівчатка народжуються з однаковою частотою.

Найпоширенішою ензимопатією є муковісцидоз, який полягає в системному ураженні всіх екзокринних залоз організму – бронхолегеневої системи, кишечника, підшлункової залози, жовчної системи печінки, слинних, потових, слізних залоз, що призводить до утворення в’язкого секрету. В’язкі виділення закупорюють протоки залоз, накопичуються там і утворюють нарости, що спричиняє порушення їх функцій.

Муковісцидоз – одне з найтяжчих та найпоширеніших моногенних патологій дитячого віку. Частота захворювань для країн Європи та Північної Америки варіює в межах 1 на 2000–4000 новонароджених; у країнах Азії зустрічається рідко.

Ген муковісцидозу CFTR локалізований в 32-ому сегменті довгого плеча 7-ої хромосоми (7q32) і кодує білок-регулятор трансмембранної провідності іонів хлору. У даний час відомо понад 900 патологічних мутацій цього гена, переважно делецій трьох пар основ. У випадку гомозиготності мутантних алелей цього гена  аніони хлору затримуються в епітеліальних клітинах, підсилюють абсорбцію катіонів натрію та води, спричинюючи «висушування» секретів екзокринних залоз.

Якщо обоє батьків є носіями дефектного алеля гена CFTR, то вірогідність народження дитини з муковісцидозом за кожної вагітності рівна 25%. При цьому половина дітей може стати носіями аномального гена.

Якщо носієм гена CFTR є тільки один із батьків, то половина дітей вірогідно будуть гетерозиготними носіями цього гена, а небезпека появи хворої дитини відсутня.

Для дітей, уражених муковісцидозом, характерна схильність до повторних бронхітів, пневмоній, розвитку ателектазу (спадання частини легені), до хронічних кишкових захворювань, запалення підшлункової залози, запорів, випадання прямої кишки. При цьому спостерігається погане сприймання жирної їжі, рідкі та часті випорожнення, затримка фізичного розвитку. У чоловіків з часом може виявитися безплідність. Середня тривалість життя хворих на муковісцидоз складає близько 30 років.

Лікування муковісцидозу переважно симптоматичне. При цьому застосовують засоби, що розріджують мокроту, ферментні препарати для поліпшення перетравлювання жирів, що надходять з їжею. Для боротьби з інфекцією застосовуються антибіотики з попереднім визначенням чутливості виділеного збудника. Використовуються також фізіотерапевтичні методи лікування, лікувальна фізкультура. Інколи при необхідності здійснюють хірургічне втручання (кишкова непрохідність, накопичення повітря чи газів у порожнині плеври легень, пересаджування органів – легень, печінки, підшлункової залози).

У даний час активно розробляються методи генної терапії муковісцидозу.

4.4.3. Патології, зчеплені зі статтю

Відомо понад 650 хвороб, зчеплених (або гадано зчеплених) з Х-хромосомою. Тяжкість захворювання залежить від статі. Повний прояв хвороби спостерігається переважно у чоловіків, оскільки вони гемізиготні (напівзиготні) за генами, локалізованими в Х-хромосомі. Якщо патологічний ген є рецесивним, то гетерозиготні жінки здорові, але є носіями цього гена, а гомозиготні жіночі ембріони переважно летальні. У випадку домінантності аномального гена гетерозиготні жінки уражені легкою формою хвороби, а гомозиготи летальні. У чоловіків тільки одна Х-хромосома, тому у них Х-зчеплена хвороба частіше виявляється повністю, незалежно від того, домінантна вона у жінок чи рецесивна.

Важливою особливістю Х-зчепленого успадкування є те, що ознака не передається по чоловічій лінії, оскільки син одержує від батька Y-хромосому. Але всі дочки батька, ураженого Х-зчепленою хворобою, успадковуватимуть аномальний алель гена, оскільки вони обов’язково одержують від батька Х-хромосому.

Х-зчеплені домінантні захворювання. Ці патології зустрічаються рідше, ніж рецесивні. Найбільш відомими серед них є гіпофосфатемія (гіпофосфатемічний рахіт), синдром Блоха – Сульцбергера (пігментне нетримання), осередкова мезоектодермальна дисплазія, окремі форми нефрогенного нецукрового діабету та деякі інші. Хворіють як чоловіки, так і жінки.

Гіпофосфатемічний рахіт тип 1 – найпоширеніше захворювання серед дитячих рахітів, частота якого складає 1:25000. Воно зумовлене мутацією гена PHEX, локалізованого на короткому плечі Х-хромосоми (Хр22.1), який контролює реабсорбцію (зворотне поглинання) фосфатів у ниркових канальцях та епітелієм кишечника. Патологія полягає у різкому зменшенні концентрації неорганічного фосфору в крові (гіпофосфатемія), що може призвести до порушення процесу перетворення неактивної форми вітаміну D в активну. Хлопчики хворіють тяжче, ніж дівчатка, бо вони гемізиготні, а дівчатка гетерозиготні за цим геном.

Перші ознаки хвороби виразно стають помітні на початку 2-го року життя або пізніше, коли дитина починає ходити. Звертають на себе увагу хитка «качина» хода, адинамія (зменшення рухової активності), низькорослість, наростаюче ) (- або ( )-подібне викривлення гомілок і менш виражена деформація решти частин скелета. Іноді дитина перестає ходити через болі в кістках. У хворих можливі спонтанні переломи.

Психічно дитина розвивається нормально, але стає мовчазною, не спілкується з однолітками. У дівчаток хвороба проявляється у легкій формі – лише затримкою росту та гіпофосфатемією. Іноді захворювання у дитини проходить без лікування, але поновлюється в дорослому віці, наприклад у жінок під час вагітності та лактації.

Лікування здійснюється великими дозами вітаміну D разом з препаратами кальцію та фосфору. У випадку тяжких уражень скелета застосовують ортопедичні засоби, а якщо необхідно, то і хірургічне втручання. З метою запобігання деформації кісток немовляті не дають надто рано ставати на ноги та ходити.

Х-зчеплені рецесивні захворювання. На ці хвороби нездужають переважно чоловіки. Тяжкість ХР-патологій варіює в широких межах: від чоловічого безпліддя за синдрому Леша – Найхана до порівняно легких порушень у вигляді деяких форм облисіння у чоловіків До них належать м’язова дистрофія Дюшена, гемофілія, ангідротична ектодермальна дисплазія, вроджена гіпоплазія наднирникових залоз, адренолейкодистрофія, дальтонізм та інші.

Досить розповсюдженою та тяжкою Х-зчепленою рецесивною хворобою є м’язова дистрофія Дюшена. Частота її складає 1:3000-5000 новонароджених хлопчиків. Захворювання обумовлене порушенням синтезу білка дистрофіну, ген якого (DMD) локалізований в короткому плечі Х-хромосоми (Xp21.2).

Перші ознаки хвороби, у вигляді утруднень при вставанні з підлоги чи після присідання, з’являються у 3-5 років. Хворі діти не вміють бігати та скакати. Захворювання полягає у прогресуючій дистрофії м’язів з поступовим до 14-15 років знерухомленням дитини. М’язова тканина заміняється жировою та сполучною, починаючи з м’язів ніг. Ознаки хвороби розповсюджуються поступово угору по тілу. Порушується моторика шлунково-кишкового тракту. На завершальній стадії хвороби атрофія захоплює м’язи обличчя, глотки та дихальні м’язи, порушуються функції серця. Хворі гинуть протягом 2-3-го десятиліття життя.

У половини хворих можливе зниження інтелекту аж до дебільності.

Лікування (відповідні медикаменти, спеціальна лікувальна гімнастика, хірургічне втручання) та покращення умов життя пацієнта виявляються малоефективними.

Y-зчеплені хвороби. Цих патологій відомо всього кілька, оскільки чоловіча статева хромосома має незначну кількість генів (близько 100), із яких ідентифіковано близько 20. Гени, які визначають такі патології, не мають аналогів у Х-хромосомі. Таким чином, Y-зчеплені хвороби визначаються лише одним алелем, виявляються тільки у чоловіків і передаються від батька усім синами. Серед цих захворювань – азооспермія, гіпертрихоз (волосатість країв ушних раковин), перетинки між пальцями ніг та іхтіоз (лускоподібна шкіра).

Азооспермія. На Y хромосомі людини розташовано кілька десятків генів, контролюючих формування статевих ознак, у тому числі розвиток яєчок та процес сперматогенезу. Різні мутації (в першу чергу мікроделеції) в структурі цих генів, як правило, приводять до порушення розвитку статевої системи. Основні гени, контролюючі сперматогенез у чоловіків, розташовані в певній ділянці довгого плеча Y-хромосоми (Yq11). Різноманітні мутації цих генів ведуть до широкого спектру порушень сперматогенезу – від недостатньої кількості сперматозоонів у спермі (олігоспермія) до їх повної відсутності (азооспермія).

Частота розповсюдження спадкової азооспермії варіює в межах 0,17-0,24%.

На даний момент ефективних засобів лікування спадкової азооспермії не існує.

Статеві хромосоми людини X та Y мають також гомологічні ділянки з алельними генами, які з однаковою вірогідністю наявні у обох статей. Ознаки, детерміновані цими генами, успадковуються за правилами Г. Менделя, як звичайні аутосомні ознаки.

До рецесивних патологій, які визначаються алельними генами X- та Y- хромосом, належать одна із форм пігментної ксеродерми, гонадний дисгенез та загальна кольорова сліпота.

4.4.4. Мітохондріальні хвороби

Мітохондріям належить провідна роль в утворенні енергії в результаті окислення вуглеводів, жирів та білків. Дефект будь-якого з ферментів мітохондрій порушує злагоджену роботу всієї «енергетичної станції». При цьому в першу чергу страждають найбільш енергозалежні тканини і органи – центральна нервова система, скелетні та серцевий м’язи, нирки, печінка, ендокринні залози. На фоні хронічного дефіциту енергії в них рано чи пізно виникають патологічні зміни і розвиваються захворювання, які одержали назву мітохондріальних. Сучасній медицині відомо близько 200 таких хвороб, при яких домінують ураження центральної нервової системи та м’язової тканини.

Мутації, що виникли в мітохондріальних генах, передаються в нові мітохондрії при поділі цих органел. Виходить, що навіть у межах однієї клітини наявні мітохондрії з різними варіантами геномів. Таким чином, людина з мутацією в мітохондріальному гені несе суміш нормальної та мутантної ДНК. При цьому співвідношення мітохондрій з мутантними та нормальними геномами може бути будь-яким, тому прояв мітохондріальних захворювань у різних хворих неоднаковий.

Успадкування мутацій у мітохондріальному геномі носить особливий характер. Якщо гени, локалізовані в ядерній ДНК, діти одержують порівну від обох батьків, то мітохондріальні гени передаються нащадкам тільки від матері. Це пов’язано з тим, що всю цитоплазму з мітохондріями, що містяться в ній, нащадки одержують разом з яйцеклітиною, тоді як в сперматозоонах цитоплазма практично відсутня. З цієї причини жінка з мітохондріальним захворюванням передає його всім своїм дітям, а хворий чоловік – ні.

До спадкових мітохондріальних патологій, яких відомо понад 20, належать спадкова атрофія зорових нервів Лебера, пігментний ретиніт (точніша назва хвороби: нейропатія, атаксія та пігментний ретиніт), міоклональна епілепсія з надзвичайно червоними м’язовими волокнами, нейросенсорна глухота тощо.

Атрофія зорових нервів Лебера – найпоширеніше з усіх відомих на даний час мітохондріальних спадкових захворювань – його частота в Європі складає близько 1:25000.

При даному захворюванні у людей 20-30 років відбувається майже повна втрата центрального зору через атрофію зорових нервів та дегенерацію гангліозного шару клітин сітківки. Хворіють переважно чоловіки (80-85%). Виявлено, що у 95% випадків причиною патології є мутації в трьох мітохондріальних генах – ND1, ND4 та ND6.

Лікування комплексне – препаратами, які поліпшують обмін речовин, розширюють судини, вітамінами, а також фізіотерапевтичними засобами (електростимуляція, магнітотерапія тощо).

4.5. Хромосомні хвороби

Сьогодні відомо понад 700 хромосомних захворювань. До них відносяться такі патології, які спричинюються структурними порушеннями (абераціями) окремих хромосом або зміною їх кількості. Ці хвороби виникають в результаті порушень процесу утворення гамет одного із батьків (нерозходження тієї чи іншої пари гомологічних хромосом у процесі мейозу). Такі аномалії майже не успадковуються (всього 3-5%), а виникають щоразу заново.

Характерно, що хромосомні порушення зумовлюють близько половини всіх викиднів та 7% мертвонароджених.

Загальною особливістю всіх форм хромосомних хвороб є множинність ураження. Це черепно-лицьові дефекти, вроджені вади розвитку внутрішніх органів і частин тіла, сповільнений внутрішньоутробний та постнатальний ріст і розвиток, відставання психічного розвитку, порушення функцій нервової, ендокринної та імунної систем.

Патогенез хромосомних хвороб починається на ранній стадії ембріогенезу, тому при народженні всі основні вади розвитку вже в наявності (окрім вад розвитку статевих органів).

Доречно зауважити, що 2/3 хромосомних аномалій складають аномалії статевих хромосом. Частота синдромів, пов’язаних з порушеннями будови чи кількості хромосом Х та Y, складає 5:1000 новонароджених. Характерно, що у випадку аномалій статевих хромосом спостерігається відсутність численних вад розвитку та розумової відсталості, які типові для аномалій аутосом. За патології хромосом Х та Y лише 1% хворих мають затримку розумового розвитку. До того ж вона виражена менше, ніж при аномаліях аутосом.

Варіації в проявах патології можуть бути дуже широкими: від летального ефекту до незначних відхилень в розвитку. Так, 60-70% випадків трисомії 21-ої хромосоми закінчуються загибеллю на ембріональній стадії, в 30% випадків народжуються діти з синдромом Дауна з широко варіюючими клінічними проявами. За моносомії по Х-хромосомі (синдром Шерешевського-Тернера) розвивається лише 10% зародків (інші гинуть), а якщо враховувати ще доімплатаційну загибель зигот Х0, то живі новонароджені з синдромом Шерешевського-Тернера складають тільки 1%.

4.5.1. Хромосомні аберації 

Патологій, спричинених порушеннями структури хромосом (переважно делеціями та дуплікаціями), на сьогодні клінічно і цитогенетично ідентифіковано близько 70. Серед них найбільш відомими є синдром Вільямса – Бейрена, синдром Лежена, синдром Вольфа – Хіршхорна, міопатія Шарко – Марі – Тус та деякі інші. Найбільш розповсюдженою хворобою, викликаною хромосомною аберацією, є синдром Вільямса – Бейрена, який розглядається далі (розділ «Розумова відсталість»). Тут же цей тип спадкових патологій характеризується на прикладі синдрому Лежена.

Синдром Лежена (синдром «котячого крику») зустрічається з частотою 1:40000-50000 живих новонароджених внаслідок делеції в короткому плечі 5-ої хромосоми (). Розмір втраченого фрагмента в різних випадках різний. Для розвитку клінічної картини хвороби має значення не розмір утраченого фрагменту, а конкретна незначна ділянка хромосоми. Більшість випадків делецій виникає заново.

Виразним симптомом цієї хвороби є характерний плач дитини, який нагадує нявчання кішки. Такий плач пов’язаний з аномальним розвиток гортані або голосових зв’язок. Захворювання супроводжується різкою затримкою фізичного та розумового розвитку, мікроцефалією (надто зменшена голова). Хворі мають своєрідний зовнішній вигляд: місяцеподібне лице з низько розташованими та деформованими вухами, непропорційно мала верхня щелепа, збільшена відстань між очима, монголоїдний розріз очей та епікант (вертикальна складка шкіри у внутрішньому куті очної щілини), косоокість. Спостерігаються аномалії опорно-рухової системи, зниження тонусу м’язів, клишоногість, плоскостопість, зрощення суміжних пальців ніг, численні вади серця.

З віком такі діагностичні ознаки як «котячий крик», місяцеподібне обличчя та гіпотонія м’язів зникають зовсім, але мікроцефалія та розумова відсталість стають більш помітними.

Більшість дітей вмирає досить рано і лише близько 10% досягає 10-річного віку.

Лікування симптоматичне: засоби, які стимулюють психомоторний розвиток, лікувальний масаж та гімнастика.

4.5.2. Порушення кількості аутосом

Серед патологій, викликаних порушенням кількості аутосом, найбільш відомими є синдром Дауна, синдром Патау, синдром Едвардса, трисомія по 8-ій хромосомі. Всього їх дотепер ідентифіковано близько 300.

Синдром Дауна є найбільш вивченою хромосомною хворобою. Частота цього синдрому серед новонароджених складає 1:700-800 (0,12-0,14%)  і не варіює за часовою, етнічною або географічною ознакою у батьків однакового віку. Звичайно загальна популяційна частота патології значно вища, бо понад 2\3 уражених плодів гине до народження. Частота народження дітей з синдромом Дауна переважно залежить від віку матері (близько 80% випадків). Так, у віці 20 років вона складає в середньому 0,06%, а у віці 45 років – 3%. У надто молодих матерів (до 18 років) частота народження дітей з синдромом Дауна теж досить висока і складає близько 2%. Співвідношення хлопчиків і дівчаток серед хворих складає 1:1.

В переважній більшості випадків (до 94 %) у хворих виявляється проста трисомія 21-ої хромосоми (каріотип 47, XX (XY) + 21). Близько 4 % синдромів Дауна спричинені транслокаціями довгого плеча 21-ої хромосоми переважно на 14-у хромосому. Невелика (близько 2%) частка дітей з синдромом Дауна має мозаїчні форми (47,+21/46).

Найголовніші діагностичні ознаки синдрому Дауна: монголоїдні очі (косо розміщені, з епікантом), широке перенісся, деформовані вушні раковини, напіввідкритий рот, збільшений язик, короткі шия, кисті та стопи тощо. Наявне також значне відставання  у рості та статевому розвитку (хворі звичайно безплідні). Хвороба часто супроводжується вадами серця, органів травлення, неврологічними розладами (косоокість, мимовільні ритмічні коливальні рухи очних яблук, низький тонус м’язів тощо).

Психічні розлади виявляються у вигляді олігофренії на рівні дебільності (IQ = 51-70) або імбецильності (IQ = 21-50).

Медична допомога дітям з синдромом Дауна неспецифічна та різноманітна. Вроджені вади серця виправляють хірургічно. Хворі потребують постійного уважного догляду, загальнозміцнювального лікування, повноцінного харчування. Профілактика полягає у запобіганні застудних та інфекційних захворювань.

За відсутності виражених вад розвитку прогноз для життя відносно сприятливий.

Численні хворі на синдром Дауна в наш час здатні вести самостійне життя, оволодівають нескладними професіями, створюють сім’ї.

4.5.3. Порушення кількості статевих хромосом

Хвороб, викликаних порушеннями кількості статевих хромосом, відомо понад 300. Найбільш розповсюдженими з них є синдром Клайнфельтера, синдром Шерешевського – Тернера, синдром дисомії по Y-хромосомі, синдром трипло-Х та інші.

Синдром Клайнфельтера спричинюється каріотипом 47, ХХY. Зайву Х-хромосому хворий з рівною вірогідністю може отримати як від батька, так і від матері. Частота даної патології варіює в межах 0,5-2,0 на 1000 новонароджених хлопчиків. Поряд з цим зустрічаються варіанти полісомії з більшим числом Х- чи Y-хромосом, які також відносяться до синдрому Клайнфельтера.

Основні клінічні ознаки з’являються в період настання статевої зрілості. Класичними проявами цієї хвороби є високий зріст, євнухоподібна статура з вузькими плечима та широким тазом, збільшення молочних залоз, але всі ці симптоми одночасно зустрічаються лише в половині випадків. Крім того у хворих спостерігається слабкий ріст волосся на обличчі, у пахвових западинах, на лобку, недорозвиненість яєчок, який призводить до азооспермії та статевого інфантилізму (дитяча поведінка).

Близько 15% хворих на синдром Клайнфельтера мають ознаки легкої дебільності. У випадку значнішого порушення інтелекту спостерігається аутизм, недовірливість, схильність до алкоголізму, асоціальна поведінка.

Лікування симптоматичне – гормональними препаратами.

Синдром Шерешевського – Тернера розповсюджений з частотою 1:2000-5000 новонароджених дівчаток.

Найбільш часто при цитогенетичному дослідженні виявляється каріотип 45, Х0, проте трапляються інші форми аномалій Х-хромосоми – делеції короткого або довгого плеча, ізохромосома (моноцентрична хромосома з обома гомологічними плечима), а також різні варіанти мозаїчності.

Дитина з синдромом Шерешевського – Тернера народжується тільки у разі неодержання Х-хромосоми від батька. При неодержанні Х-хромосоми від матері ембріон гине на ранніх стадіях розвитку.

Основними діагностичними ознаками є низький зріст, набряк кистей та стоп, двостороння шкірна складка на шиї, низьке розташування та деформація вушних раковин, широка грудна клітка з широко розміщеними сосками, вроджені вади серця та нирок, недорозвиненість молочних залоз та яєчників, відсутність менструацій, статевий інфантилізм. Інколи спостерігається розумова відсталість та психопатія (неадекватна поведінка та недостатня соціальна адаптація). Тривалість життя хворих на синдром Шерешевського-Тернера наближається до норми.

При мозаїчних формах клінічні прояви хвороби мінімальні.

Лікування комплексне: реконструктивна (вроджені вади внутрішніх органів) та пластична (крилоподібні складки тощо) хірургія, гормональні препарати, психотерапія.

4.7. Спадкова схильність до хвороб

Поряд із хворобами, чітко детермінованими спадковістю (генами та хромосомами) або чинниками середовища (травми, опіки), є велика і різноманітна група хвороб, розвиток яких визначається взаємодією певних спадкових факторів (мутацій або поєднань алелей) і чинників середовища. Цю групу хвороб називають хворобами із спадковою схильністю. Причини та особливості розвитку даних хвороб досить складні, багаторівневі, остаточно не з’ясовані. Звичайно вони різні для кожної хвороби. Хвороби зі спадковою схильністю виникають у осіб з відповідним генотипом (поєднання «приваблюючих» алелей) при провокуючій дії чинників середовища.

Хвороби із спадковою схильністю умовно можна розділити на такі основні групи: 1) природжені вади розвитку; 2) поширені психічні і нервові хвороби; 3) поширені хвороби середнього віку.

Найпоширенішими вадами розвитку є розщеплення верхньої губи та піднебіння, вивих стегна, клишоногість тощо. До поширених психічних і нервових хвороб із спадковою схильністю належать шизофренія, епілепсія, маніакально-депресивні психози, розсіяний склероз та інші. Серед соматичних хвороб середнього віку відомі псоріаз, бронхіальна астма, виразка шлунку та 12-палої кишки, ішемічна хвороба серця, гіпертензія, цукровий діабет тощо.

Для прояву хвороб із спадковою схильністю необхідне конкретне поєднання спадкових і зовнішніх чинників. Чим більше виражена спадкова схильність і більше шкідливих дій середовища, тим для індивіда вище вірогідність захворіти (і в більш ранньому віці, і у важчій формі).

Хвороби із спадковою схильністю відрізняються від інших форм спадкової патології (генних і хромосомних хвороб) характером клінічної картини. На відміну від генних хвороб, при яких всіх членів сім'ї пробанда можна розділити на хворих і здорових, клінічна картина хвороб із спадковою схильністю має безперервні клінічні переходи в межах однієї і тієї ж форми патології.

Для хвороб із спадковою схильністю характерна відмінність в їх прояві і тяжкості перебігу залежно від статі та віку.

Одна з характерних особливостей таких патологій – їх підвищена частота (накопичення) в певних сім'ях, яка обумовлена їх генетичною конституцією.

Спадкова схильність до хвороби може мати моногенну або полігенну основу.

Моногенно обумовлені форми спадкової схильності до хвороб спричинюються мутаціями окремих генів. Ця схильність, як правило, успадковується за аутосомно-рецесивним або Х-зчепленим рецесивним типом. Проте розщеплення за патологічною ознакою в поколіннях не відповідає менделевим законам, оскільки носій аномального гена протягом життя контактує з провокуючими хворобу чинниками середовища, які можуть мати мінливий характер.

Нині виявлено понад 40 генів, які беруть участь у біотрансформації сторонніх або шкідливих речовин, що надходять в організм із оточуючого середовища. У нормі вони продукують такі ферменти як цитохром Р450, N-ацетилтрансфераза, пароксоназа сироватки, холінестераза сироватки, глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, лактаза, інгібітори протеаз. Патологічні реакції організму на сторонні речовини викликаються мутантними алелями цих генів. При цьому кожному гену відповідає конкретний специфічний провокуючий чинник. Варіабельність «концентрації» таких чинників (найчастіше хімічних речовин у складі їжі, води, повітря) призводить до того, що одна й та ж хвороба виявляється по-різному навіть у межах однієї сім'ї.

Джерелом провокуючих факторів можуть бути забруднена атмосфера, продукти харчування та харчові добавки, фізичні фактори, біологічні агенти тощо.

Полігенна спадкова схильність визначається поєднанням алелей декількох генів. Кожний алель окремо скоріше нормальний, ніж патологічний, а спричинює хворобу певна їх комбінація. Ідентифікація цих генів та їх алелей вельми складна. Свій патологічний потенціал вони проявляють разом з комплексом декількох чинників оточуючого середовища. Патології, спричинені такими ситуаціями, дістали назву мультифакторних хвороб. Співвідношення значень генетичних і середовищних чинників різна не лише для даної хвороби, але і для кожного хворого.

Полігенні патології відзначаються такими характерними властивостями:

– чим рідше зустрічається хвороба в популяції, тим вище ризик для родичів пробанда і тим більше різниця у величині ризику між родичами 1–2 та 2–3 ступенів спорідненості;

– чим сильніше виражена хвороба у пробанда, тим вище ризик захворювання для його родичів;

– ризик для родичів пробанда буде вище, якщо є іншій хворий кровний родич;

– якщо частота хвороби варіює залежно від статі, то ризик для родичів буде вищий, якщо пробанд відноситься до статі, що менше уражена.

4.7.3. Генетика онкологічних патологій

Онкологічні хвороби займають одне з перших місць серед поширених мультифакторних спадкових патологій як за різноманітністю форм, так і за популяційною частотою. Генеалогічний та близнюковий методи дослідження виявили значну роль генетичних чинників у розвитку онкопатологій. Однак було також доведено, що не менше значення у цьому процесі мають фактори оточуючого середовища.

Злоякісні новоутворення є генетичними хворобами соматичних клітин. Механізми генетичних соматичних хвороб дуже складні, внаслідок чого їх важко класифікувати. Мутації, що визначають розвиток пухлини, можуть трапитися в статевих або соматичних клітинах. У першому випадку вони існують вже в гаметі і, отже, присутні у всіх клітинах організму, в другому – виникають в соматичній клітині як результат постійного мимовільного або спровокованого мутаційного процесу. Виникнення пухлини часто починається в соматичних клітинах з мутації того ж локуса, в якому вже є мутація гаметного походження.

Провокуючими факторами розвитку злоякісних пухлин можуть бути окремі форми вірусів, які здатні інтегруватися в геном клітин, радіація, певні хімічні речовини (канцерогени) і навіть механічні травми.

4.9. Профілактика спадкових патологій 

4.9.1. Соціальні та медичні аспекти спадкових патологій

Люди, обтяжені спадковими хворобами, потребують значно підвищеної медичної допомоги (іноді постійно протягом усього життя) та соціальної опіки і мають знижену тривалість життя. Крім того, наявність спадкової аномалії значно підвищує ризик інфекційних захворювань, отримання опіків, травм тощо.

Тривалість життя хворих із спадковою патологією залежить від форми хвороби і рівня медичної допомоги. Навіть у країнах із розвиненою системою охорони здоров’я не менше 50% усіх спадково хворих умирає в дитячому віці. Середня тривалість життя хворих із спадковою патологією на 20 років нижче середнього показника (50 років замість 70).

Для хворих на спадкові патології передбачені такі види допомоги: 1) у випадку вроджених вад розвитку – дитяча хірургія, 2) при хромосомних хворобах – соціальна підтримка, 3) при генних хворобах – медичне лікування та соціальна підтримка.

За сучасного рівня медичної допомоги люди зі спадковими патологіями не тільки довше живуть, а й передають мутації наступним поколінням, що автоматично підвищує число хворих із спадковою патологією в популяції.

4.9.2. Загальні принципи профілактики спадкових патологій

Спадкові патології з точки зору профілактики доцільно поділити на три категорії: 1) заново виникаючі мутації (перш за все порушення кількості хромосом та тяжкі форми домінантних мутацій), 2) успадковані від попередніх поколінь (як генні, так і хромосомні), 3) хвороби із спадковою схильністю.

Профілактика спадкових патологій може бути первинною, вторинною та третинною.

Первинна профілактика передбачає попередження зачаття хворої дитини. Здійснюється це плануванням народження дітей та поліпшенням життєвого середовища людини. Планування народження дітей здійснюється за трьома основними принципами.

По-перше, це оптимальний репродуктивний вік, який для жінок складає 21-35 років. надто ранні або пізні вагітності збільшують ризик народження дитини з вродженою патологією.

По-друге, відмова від дітородіння у випадках високого ризику спадкової чи вродженої патології. Це особливо бажане за умови відсутності надійних методів пренатальної діагностики, лікування, адаптації та реабілітації хворих.

По-третє, відмова від дітородіння в близькоспоріднених шлюбах, або в шлюбах між двома гетерозиготними носіями аномального гена.

Поліпшення життєвого середовища людини повинно бути спрямоване переважно на попередження виникнення нових мутацій. Здійснюється це шляхом жорсткого контролю вмісту мутагенів і тератогенів (речовин, які спричинюють народження дітей з вадами розвитку) у навколишньому середовищі.

Дослідження показали, що мутаційний процес у людських популяціях протікає досить інтенсивно. Так, близько 20% усіх спадкових хвороб у кожному поколінні зумовлені новими мутаціями.

Вторинна профілактика здійснюється шляхом припинення вагітності у разі високої вірогідності захворювання плоду або пренатально діагностованої хвороби. Цей захід можна здійснювати тільки у відповідні терміни та за згодою жінки. Звичайно припинення вагітності – не найкраще рішенням, але сьогодні воно є єдиним практично придатним при більшості тяжких і смертельних генетичних дефектів.

Третинна профілактика. Під третинною профілактикою спадкової патології розуміється корекція прояву аномальних генів. Третинна профілактика особливо успішна при хворобах із спадковою схильністю. З її допомогою можна добитися повної нормалізації або зниження виразистості патологічного процесу. Для деяких форм спадкової патології вона може співпадати з лікувальними заходами.

Третинну профілактику можна здійснювати як пренатально (наприклад, резус-несумісність, галактоземія тощо), так і після народження (галактоземія, фенілкетонурія, гіпотиреоз, целіакія та інші).

5. Спадкові порушення розвитку та поведінки

Довгий час вважалося, що причинами стійких відхилень у розумовому та фізичному розвитку є пренатальні тератогенні чинники, патологія пологів, травми, інфекції чи інтоксикації у ранньому віці. Досягнення біології та медицини останніх десятиріч привели до корінного перегляду цих уявлень. Переконливо доведено, що значна частина стійких вад розвитку є наслідком   спадкових захворювань. Це має не лише суттєвий теоретичний інтерес, а й велике практичне значення.

5.1. Причини та загальні механізми вроджених вад розвитку

Одне з перших місць у структурі дитячих патологій, перинатальної (пологової) та ранньої дитячої смертності займають вроджені вади розвитку. Вроджена вада розвитку визначається як стійка морфологічна зміна органу, його частини або ділянки тіла, що виходить за межі нормальних варіацій будови і порушує їх функцію.

Причини вад розвитку різноманітні. Це можуть бути мутації, вплив тератогенів (тератогени – фізичні, хімічні або біологічні чинники, які порушують ембріональний розвиток, впливаючи протягом вагітності),  дія провокуючих чинників на схильний до дефекту організм.

5.1.1. Внутрішні чинники порушень розвитку

Мутації. На долю мутацій припадає понад 30 % усіх вад розвитку. Залежно від рівня, на якому відбулася мутація, їх поділяють на генні, хромосомні (порушення структури хромосом) та геномні (порушення кількості хромосом).

На генні мутації припадає близько 20 % усіх вад. Прикладом таких вад розвитку є розщеплення верхньої губи та піднебіння як один з клінічних проявів синдрому Ван дер Вуда.

Вади розвитку, спричинені хромосомними та геномними мутаціями, займають близько 10 %. Прикладом тут може бути вади серця при синдромі Дауна.

Мимовільні викидні або порушення формування органів плоду можуть бути спричинені також ендокринними хворобами або дефектами обміну речовин. Такі явища виявлені при цукровому діабеті, деяких пухлинах, фенілкетонурії, інших порушеннях обміну речовин у матері.

У разі десинхронізації процесів овуляції та запліднення виникає явище, яке дістало назву «перезрівання статевих клітин». Можливе перезрівання як яйцеклітин, так і сперматозоонів. Перезрівання гамет може призвести до порушень кількості хромосом, що призведе до розвитку ембріону з тяжкими спадковими порушеннями.

У цілому ряді спадкових патологій виявлено вплив віку батьків.

Встановлена залежність частоти деяких вад (наприклад, розщеплення верхньої губи та піднебіння) та аутосомно-домінантних спадкових захворювань (наприклад, ахондроплазії) від віку батька.

Вади дихальної системи частіше виявляються у дітей, народжених юними матерями. У матерів старших вікових груп збільшена вірогідність народження дитини з геномними мутаціями, прикладом чого може бути синдром Дауна.

5.1.2. Зовнішні чинники порушень розвитку 

До зовнішніх чинників порушення розвитку належать тератогенні чинники, які діють безпосередньо на ембріон чи плід. На їх частку припадає менше 5 % усіх вад розвитку. Серед них виділяють фізичні, хімічні та біологічні чинники.

Розрізняють радіаційні, механічні, вібраційні, шумові та температурні фактори оточуючого середовища, які можуть бути фізичними чинниками порушень розвитку людини.

Серед них значне місце посідають механічні чинники. Так, при порушеннях вагітності інколи утворюються амніотичні тяжі, які можуть приводити до перетяжок на кінцівках, викликаючи їх гіпоплазію (значну затримку розвитку) і навіть ампутацію. Мала кількість амніотичної рідини також може привести до розвитку вад кінцівок, гіпоплазії нижньої щелепи тощо. Крім того, перешкоджати нормальному розвитку ембріона або плоду можуть крупні міоми матки (незлоякісна пухлина м’язового шару матки).

До хімічних чинників відносяться різноманітні речовини.

Перш за все, це деякі лікарські препарати. Наприклад, при вживанні майбутньою матір’ю протисудомного препарату у дитини може виникнути розщеплення губи та піднебіння, мікроцефалія, гіпоплазія нігтів і кінцевих фаланг пальців або деформація носа. Добре відомі наслідки вживання талідоміду (препарат, який знімає напруження, тривогу, страх) – виникнення тяжких вад кінцівок, розщеплення губи та піднебіння.

Хімічні речовини, які вживаються в побуті або використовуються на виробництві, теж можуть бути тератогенами. Наприклад, вживання алкоголю вагітною жінкою може викликати тяжкі порушення розвитку плоду. Ембріотоксичними властивостями відзначаються широко вживані в промисловості сполуки – бензин, бензол, фенол, солі важких металів.

До біологічних чинників відносяться віруси. Відомі тератогенні ефекти вірусів краснухи та цитомегалії. Так, вірус кірної краснухи викликає ураження центральної нервової системи, вади органів зору та слуху.

5.1.3. Сумісна дія генетичних і середовищних чинників

У випадках сумісної дії геному та факторів навколишнього середовища виникають порушення розвитку, які мають мультифакторний характер. Частка мультифакторних вад складає приблизно 50 %.

Залежно від об’єкту та часу дії ушкоджувальних чинників розрізняють гаметопатії, бластопатії, ембріопатії та фетопатії.

Гаметопатія є наслідком ураження статевих клітин, що приводить до порушення генетичних структур. До гаметопатій відносяться всі генетично обумовлені вроджені вади, в основі яких лежать мутації в статевих клітинах батьків хворого.

Якщо ембріон уражується протягом перших 15 днів розвитку (стадія бластоцисти), то таке явище дістало назву бластопатії. Наслідком бластопатії може бути зрощення близнят, наявність одного чи двох очних яблук, що злилися і розташовані посередині. Частина мозаїчних форм хромосомних хвороб – також результат бластопатії.

Ембріопатії трапляються в результаті дії тератогенного чинника на ембріон в період з 16-го дня до 8-9-го тижня вагітності. До цієї групи відносяться алкогольні, діабетичні, медикаментозні та вірусні ембріопатії.

Фетопатії – це результат пошкодження плоду в період з 9-ого тижня до моменту народження. Вади даної групи (крипторхізм, відкрита протока Боталло, пренатальна гіпоплазія певного органу чи всього плоду тощо) порівняно рідкісні.

5.1.4. Механізми тератогенезу

Період органогенезу має окремі часові проміжки, протягом яких дія тератогенних чинників може викликати порушення нормального формування органів. Цей проміжок часу називають тератогенним термінаційним періодом. Дія шкідливого чинника на плід може привести до порушення розвитку органу тільки в тому випадку, коли вона мала місце до закінчення періоду формування органу. Якщо тератогенний чинник з’явився після закінчення відповідного термінаційного періоду, то він не буде причиною вади. Чутливість закладок різних органів до дії ушкоджувальних чинників різна.

Найбільш рано формуються вади розвитку центральної нервової системи та серця. Слід зазначити, що природжені вади практично всіх органів формуються в перші 7-9 тижнів пренатального розвитку.

Найбільш поширеними видами природжених порушень розвитку є повна відсутність органу (наприклад, нирки, ока), відсутність або значне зменшення розмірів органу (наприклад, однієї нирки, селезінки, кінцівки), повна відсутність протоки або природного отвору (наприклад, зовнішнього слухового проходу, анусу), переміщення клітин, тканин або частини органу в іншу тканину або орган (наприклад, клітин підшлункової залози в товстий кишечник), збереження ембріональних структур, які в нормі зникають на певній стадії розвитку (наприклад, відкрита артеріальна протока у однорічної дитини), звуження просвіту отвору або каналу (наприклад, клапанного отвору серця), збільшення кількості органів або їх частин (наприклад, подвоєння матки, сечоводів), незвичайне розташування органу (наприклад, нирки в малому тазі, серця – зовні грудної клітки).

У основі тератогенезу лежать порушення поділу, міграції та диференціювання клітин.

Порушення поділу клітин може виявлятися у гальмуванні цього процесу аж до повної зупинки. Результатом подібних порушень може бути гіпоплазія або відсутність будь-якого органу або його частини, а також затримка злиття  ембріональних структур (розщеплення губи та піднебіння, спинномозкова або черепно-мозкова грижа тощо).

Ще один вид порушення контролю поділу клітин виявляється на тканинному рівні, коли не настає природна загибель ембріональних клітин. Такий механізм лежить в основі збереження ембріональних структур та відсутності природної протоки чи отвору.

Наслідком порушення міграції клітин може бути розташування органу в незвичайному для нього місці (див. вище).

Порушення диференціації може наступити на будь-якому етапі розвитку, що спричинить утворення маси недиференційованих клітин, відсутність органу, морфологічну та функціональну незрілість, а також збереження ембріональних структур.

5.2. Розумова відсталість

Розумовою відсталістю, чи інтелектуальною недостатністю називають стійке порушення пізнавальної діяльності внаслідок ураження головного мозку. Ці вади досить різноманітні за багатьма показниками – за причиною виникнення, клінічною картиною, динамікою, психологічною структурою порушення тощо. Нині розумова відсталість вважається однією із досить поширених вад розвитку. Її популяційна частота у різних країнах світу складає 0,4-2,7 %. До того ж вона має тенденцію до зростання.

Близько 80% розумово відсталих дітей  страждає на олігофренію. Більшість олігофренів має значення коефіцієнта інтелекту в межах 51-70 балів. Це так звані дебіли. Більш тяжкі порушення інтелекту (21-50 балів) у імбецилів. При значенні коефіцієнта інтелекту в межах 0-20 балів наявна ідіотія.

Олігофренія характеризується цілим комплексом патологічних ознак:

– затримка загального розвитку;

– недостатність абстрактного мислення;

– еволютивний  (повільний) характер динаміки хвороби;

– ранній, до 2-2,5 років (домовний період), початок патологічних змін.

Набута недоумкуватість (деменція) виникає пізніше, ніж олігофренія. Вона може бути викликана найрізноманітнішими причинами: зовнішнє органічне ураження головного мозку, несприятливий перебіг шизофренії та епілепсії, деякі спадкові дегенеративні хвороби.

В клінічній картині деменції (на відміну від олігофренії) переважають явища порушення вже сформованих (хоча б частково) функцій. Якщо ознаки затримки розвитку і наявні, то вони мають другорядне значення. Віддалений прогноз динаміки деменції, що особливо важливо для корекційної педагогіки, може бути самими різним – від еволютивного до чітко прогредієнтного (див. розділ «Загальна характеристика спадкових патологій»).

Цілком зрозуміло, що однозначне розмежування деменції та олігофренії можливе не завжди. Особливо це важко визначити у віці 2-4 років, коли ознаки затримки розвитку та пошкодження цілком співвідносні за своїми внесками в структуру клінічних проявів. Проте розмежування цих патологічних явищ бажане навіть з чисто практичних позицій, оскільки кожний з цих видів розумової відсталості вимагає особливої стратегії корекційних заходів і може розрізнятися за прогнозом. Тут доречно зауважити, що 3/4 випадків розумової відсталості є генетично обумовленими і лише 1/4 викликана екзогенними чинниками.

Слід підкреслити, що розумова відсталість при спадкових хворобах є, як правило, одним з симптомів у складній клінічній картині захворювання. Для деяких спадкових хвороб вона є обов'язковим симптомом, а для інших – фігурує не у всіх випадках.

5.2.1. Розумова відсталість при порушення кількості хромосом

На частку олігофренії, обумовленої різними хромосомними порушеннями, припадає близько 10-12 % усіх випадків розумової відсталості.

Головна клінічна особливість хромосомних хвороб – розумова відсталість і множинні вади розвитку. Серед дітей з множинними вадами розвитку хромосомні хвороби складають близько 43 % випадків.

Серед хвороб, викликаних кількісними порушеннями аутосом, найпоширенішим є синдром Дауна (див. розділ «Хромосомні хвороби»). Усі хворі на синдром Дауна характеризуються інтелектуальною недостатністю різного рівня: 5 % – легкою, 75 % – помірною та вираженою, 20 % – важкою.

Хворі діти мають мляве мислення, не здатні до абстракції, через силу опановують прості арифметичні дії. У часові вони орієнтуються гірше, ніж у просторі. Читання дається легше, ніж письмо – більшість читає нашвидку і навіть виразно, копіюючи модуляції голосу дорослих. Переказувати прочитане діти з синдромом Дауна здатні тільки з питаннями; самостійний переказ дається з великими труднощами або неможливий.

Мова розвивається пізно: перші слова за типової хвороби з’являються на п’ятий рік, а прості фрази – на восьмий. Особливо слабкою є активна спонтанна мовна діяльність. Запас слів бідний, з багатьох причин (недорозвинена верхня щелепа, патологія зубних рядів, надто великий язик) порушене звукоутворення.

Емоції у хворих на синдромом Дауна бідні, діти несамостійні, не проявляють ініціативи, надто піддаються навіюванням, схильні до наслідування, імпульсивні (поривні, непередбачувані), невмотивовано вперті, часто проявляють негативізм (особливо до всього нового). Однак, порівняно з інтелектом, вона краще виявляється. Діти з синдромом Дауна добре розрізняють ставлення до себе оточуючих, багато хто з них чуйний та по-своєму дбайливий, їм властиве відчуття сорому, образи, збентеження, співпереживання.

У хворих на синдром Дауна спостерігається різноманітний темперамент. Одні з них  метушливі, неспокійні, дуже допитливі, в усе втручаються, товариські, але полохливі, багато чого бояться, перш за все новизни. У відносинах з іншими часто ласкаві, охоче розмовляють, спроможні користуватися жестами. Радісно сприймають похвалу, ревниві, вимагають до себе уваги і не люблять, щоб її спрямовували на інших. Разом з тим ці діти дратівливі та злі, здатні нишком образити слабшого. Однак у більшості випадків вони дружні та доброзичливі.

Інші діти малорухливі, незграбні, замкнуті, байдужі, при спробі залучити в розмову відповідають односкладово і часто невлад («забув», не «знаю», не «пам'ятаю» тощо). В роботу включаються поволі, але якщо це відбувається, працюють вельми старанно і терпляче. Емоційні особливості таких дітей можуть бути самими різними.

Синдрому Дауна приділяється велика увага не тільки тому, що він зустрічається частіше, ніж інші хромосомні порушення. Це приклад того, як знання клінічних особливостей (схильність до наслідування, цікавість, у деяких – посидючість, значне збереження емоційної сфери тощо) дозволяє вибрати опорні позиції для побудови навчально-корекційного процесу. Ці знання також дадуть змогу прогнозувати поведінку учня, особливо в період статевого дозрівання, який характеризується проявами дратівливості, грубості, підвищеної сексуальності, нестійкого настрою в поєднанні з деяким зростанням інтелектуального потенціалу.

При порушенні числа статевих хромосом розумові та психічні аномалії відрізняються меншою тяжкістю, ніж при порушеннях числа аутосом. У цих випадках часто відсутня або виявляється в легких формах розумова відсталість; зате порушення емоційно-вольової сфери звичайно досить виразні і нерідко відносяться до провідних діагностичних ознак захворювання.

Прикладами хвороб, спричинених порушеннями кількості статевих хромосом, є синдроми Шерешевського – Тернера та Клайнфельтера (див. розділ «Хромосомні хвороби»).

При синдромі Шерешевського – Тернера (хворіють лише жінки) відставання розумового розвитку незначне і зустрічається лише у 16-25 % випадків. Решта хворих відзначається вузькістю інтересів, низьким потенціалом мислення, підлеглістю та своєрідним життєвим практицизмом.

Дівчатка з синдромом Шерешевського – Тернера добрі, працелюбні, нерідко схильні до повчання, люблять опікувати молодших, поратися вдома. При настанні статевої зрілості нерідко виникають невротичні реакції, пов'язані з усвідомленням своєї неповноцінності. Дівчатка стають замкнутими, дратівливими, часто ведуть себе брутально.

Синдром Клайнфельтера зустрічається тільки у хлопчиків. При цьому розумова відсталість виявляється у 25-50 % випадків і варіює від примежних станів до дебільності. У хворих звичайно переважає не порушення інтелекту, а відхилення в емоційно-вольовій сфері по типу інфантилізму. Їм властиві незрілість думок, нестійкість уваги, низька працездатність через значну стомлюваність, підвищена навіюваність, слабка ініціативність, нездатність до тривалої вольової дії. Хворі на синдром Клайнфельтера схильні до повчальних, часто пустих розмірковувань. У них карикатурна дорослість мови, майже постійна незадоволеність, схильність до бурчання.

Як і у разі синдрому Шерешевського-Тернера, протягом періоду статевого дозрівання виявляються невротичні реакції (частіше всього через усвідомлення своєї патології), що носять виражений та стійкий характер. Поведінка хворих на синдром Клайнфельтера характеризується поганим настроєм аж до депресивного стану, дратівливістю, нав’язливістю думок. Нерідко виявляються статеві збочення (гомосексуалізм).

5.2.2. Розумова відсталість, викликана хромосомними абераціями

Спадкові хвороби, спричинені порушеннями будови хромосом, теж характеризуються вадами розумового розвитку. Серед них найвідомішими є синдром Вільямса – Бейрена, синдром Лежена, синдром Вольфа – Хіршхорна та інші.

Найхарактернішими ознаками синдрому Вільямса – Бейрена, або  синдрому «обличчя ельфа» є короткий ніс з відкритими вперед ніздрями, широка верхня і вузька нижня щелепа, надто широкий рот, повні щоки, відкопилені вуха, епікант, малий зріст.

Популяційна частота захворювання варіює в межах 1:10000-25000 новонароджених незалежно від статі. Патологія спричинена делецією  в довгому плечі 7-ої хромосоми (7q11.23), яка обіймає близько 15 генів.

Майже всі хворі відзначаються інтелектуальною недостатністю на рівні імбецильності (IQ в межах 30-50 балів). Вони звичайно досить балакучі, користуючись великим словарним запасом, але їх мова відзначається набором штампів, які часто вживаються невпопад, без зв’язку з ситуацією. Більшість із них має гарний музичний слух.

Діти з синдромом Вільямса – Бейрена, як правило, доброзичливі, привітні, слухняні. Спостерігаються різноманітні неврозоподібні розлади – страхи, нав’язливі думки, енурез тощо.

Специфічної  терапії цього захворювання не існує, тому основне місце тут займає симптоматичне лікування та корекційно-виховна робота.

У шкільному навчанні хворі діти менш успішні, ніж можна сподіватися, виходячи з їх особистісних якостей та рівня інтелекту. Причинами тут є  труднощі організації навчально-трудового процесу, підвищена стомлюваність та пересичливість хворих дітей.

Синдром Лежена та синдром Вольфа – Хіршхорна через тяжкість розумової відсталості та незначний термін життя хворих тут розглядати не варто.

До спадкових патологій, спричинених хромосомними абераціями, можна віднести також синдроми Прадера – Віллі та Ангельмана.

Майже всі хворі на синдром Прадера – Віллі розумово відсталі, але значення їх коефіцієнта інтелекту може варіювати в широкому діапазоні – від 20 до 90. Мова утруднена з незначним словарним запасом. Часто через підвищену пересиченість і стомлюваність хворих інтелектуальні труднощі здаються більш вираженими, ніж вони є насправді,. Якщо враховувати ці особливості в навчальному процесі, то можна досягти значно більших успіхів порівняно з очікуваними.

Хворі на синдром Прадера – Віллі, як правило, доброзичливі, але безініціативні, з частими різкими невмотивованими змінами настрою. Особливості емоційної сфери у ряді випадків приводять до помилкового діагнозу «аутизм», хоча у хворих нерідко виявляються аутичні риси характеру.

Для дорослих хворих на фоні розумової відсталості різного ступеня тяжкості характерні емоційна нестійкість та низька пізнавальна здатність.

Хворі на синдром Ангельмана відзначаються тяжкою розумовою відсталістю аж до рівня ідіотії, невмотивованою веселістю, частим висуванням язика, грубою затримкою мовного розвитку.

5.2.3. Розумова відсталість при моногенних хворобах

До групи моногенних патологій з розумовою відсталістю відносяться деякі спадкові хвороби обміну речовин, хвороби сполучних тканин, окремі форми мікроцефалії, гідроцефалії та ряд інших захворювань.

Як було відзначено вище, серед моногенних захворювань численну групу складають спадкові дефекти обміну, і зокрема ензимопатії, або ферментопатії (див. розділ «Генні хвороби»).

Однією із поширених і добре вивчених ензимопатій є фенілкетонурія (див. розділ «Генні хвороби»). Головним наслідком цього захворювання є розумова відсталість: в 65% – глибока, в 32% – значна та помірна і лише в 3 % – легка. Це корелює з такими морфологічними ознаками як вторинна мікроцефалія (недорозвиненість мозкової частини черепа), мала маса мозку, дефекти мієлінізації в корі великих півкуль (особливо в лобових і скроневих зонах) та інших нервових структурах (наприклад, зорові провідні шляхи). Порушення інтелектуального розвитку виявлено також у деяких гетерозигот – носіїв рецесивного аномального алеля.

У дітей, хворих на фенілкетонурію, виявляються значні порушення у розвитку мови: вони або зовсім нездатні говорити, або вживають окремі слова, які не пов’язані з об’єктами. Звуковідтворення та розуміння мови оточуючих порушене.

Відзначається погана координація рухів, часто трапляються епілептиформні напади.

Поведінка хворих різна. В одних випадках вона характеризується руховим неспокоєм, безцільними маніпуляціями з предметами і т.п. В інших – діти пасивні, мляві, позбавлені відчуття прихильності, погано впізнають близьких, пожвавлюються головним чином при згадці про їжу.

Вчасна дієтотерапія дозволяє приблизно в 90 % випадків попередити розвиток розумової відсталості. Якщо лікування починається в старшому віці, розвиток інтелектуальної недостатності попередити не вдається, але поведінка дещо нормалізується, рідше трапляються епілептиформні напади.

При деяких захворюваннях (їх називають «хворобами накопичення») пошкодженими виявляються ферменти розпаду деяких речовин, внаслідок чого останні накопичуються в клітинах, порушуючи всю їх життєдіяльність. Прикладом таких патологій можуть бути хвороба Німана – Піка, мукополісахаридози та інші.

Хвороба Німана – Піка спричинюється мутацією гена SMPD1, локалізованого в короткому плечі 11-ої хромосоми (11р15.4-15.1) і успадковується за аутосомно-рецесивним типом. Виділяють декілька форм захворювання, але всі вони характеризуються швидким наростанням тяжких неврологічних розладів і порушень фізичного та розумового розвитку. Хворі гинуть у віці 3-5 років. Середня розповсюдженість хвороби Німана – Піка складає 1:250000 новонароджених. Лікування симптоматичне.

До спадкових захворювань з розумовою відсталістю відносять і синдром Мартіна – Белла. Це – Х-зчеплена рецесивна патологія, яка виявляється переважно у хлопчиків.

У всіх випадках синдрому Мартіна – Белла виявляється розумова відсталість, проте глибина її різна. Так, для хворих хлопчиків ступінь розумової аномалії може варіювати від помірного до глибокого (коефіцієнт інтелекту 70-35), в той же час у осіб жіночої статі з цією патологією виявляється лише легка інтелектуальна недостатність.

Мова хворих на синдром Мартіна – Белла часто поспішна, неритмічна, перекручена, з порушенням наголосів, нерозбірлива з частими повторами та труднощами у підборі слів.

Трапляються окремі симптоми дитячого аутизму та шизофренії. Навіть в тих випадках, коли в клінічній картині провідною ознакою є інтелектуальні порушення, деякі з властивих аутизму особливостей (вразливість, значна здатність до пересичення, низька спроможність спілкування, іноді наявність особливих інтересів) вельми істотні, і їх необхідно враховувати в психолого-педагогічній роботі.

Динаміка хвороби інколи виявляє тенденцію до зниження інтелектуального рівня, що, проте, вимагає спеціального вивчення. Адже, крім біологічних причин, на перебіг патології можуть суттєво впливати неадекватні методи навчання та виховання, вживані протягом кількох років. В зв’язку з цим суттєве значення у роботі з хворими на синдром Мартіна-Белла має поетапна педагогічна корекція.

Серед розмаїття розумової відсталості моногенної природи виділяють так звані ксеродермні форми, коли інтелектуальний дефект поєднується з ураженням шкіри. Прикладом таких патологій може бути нейрофіброматоз та туберозний склероз.

Для нейрофіброматозу характерна наявність множинних пухлин центральної та периферійної нервової системи, органів зору, внутрішніх органів, аномалії кісток та пігментації шкіри, родимі плями.

Виразна форма нейрофіброматозу зустрічається з частотою 1:2500-1:3000 новонароджених та успадковується за аутосомно-домінантним типом.

У даний час виділяють дві форми нейрофіброматозу: класичну периферійну (нейрофіброматоз I, або хвороба Реклінгаузена), ген якої (NF1) локалізований у 17-й хромосомі (17q11.2), та центральну форму (нейрофіброматоз II), ген якої (NF2) знаходиться в 22-й хромосомі (22q12.2).

Захворювання виявляється з моменту народження або в перше десятиріччя життя. Визначальною та найбільш ранньою діагностичною ознакою хвороби Реклінгаузена є висипання дрібних плям кольору кави в пахвових западинах. Для хворих характерні вади будови обличчя та тіла: голова, як правило, велика та деформована, риси обличчя грубі, збільшена відстань між парними органами, очні щілини та вушні раковини деформовані, кисті рук та стопи великі та широкі, шия коротка, грудна клітка дуже спотворена.

Ураження нервової системи різноманітні за спектром, проявом і динамікою, що визначається локалізацією та розміром новоутворень. Проявами їх є зниження інтелекту, порушення пам’яті, уваги, іноді судоми. Ці ознаки можуть виявлятися не у всіх хворих. Починаються вони з незначних симптомів, але, поступово наростаючи, приводять до розладів мови, ослабленню окремих вищих психічних функцій і, як наслідок, до труднощів навчання. З часом у багатьох випадках шкільні проблеми наростають, ускладнюються індивідуальними аномаліями і можуть привести до переводу на більш низький або індивідуальний рівень навчання.

Характерною особливістю нейрофіброматозу II типу є утворення пухлин черепно-мозкових нервів і спинного мозку. В клінічній картині на першому плані різні неврологічні розлади, прогресуюче зниження інтелекту та повний розпад психіки. При цьому, як правило, пухлини на шкірі та периферійних нервах не розвиваються. Для корекційної педагогіки цей тип захворювання істотного значення не має.

Лікування нейрофіброматозу симптоматичне. Наявні пухлини видаляються хірургічним шляхом.

5.2.4. Мультифакторіально обумовлена розумова відсталість

Цей вид розумової відсталості є поширеним, але вивчений недостатньо. Вважають, що вона успадковується на основі адитивної (сумарної) дії багатьох генів (спадкова складова, або схильність) і чинників середовища (неспадкова складова). Такі патології, як правило, не супроводжуються неврологічними розладами та виразними морфологічними відхиленнями. При цьому інтелектуальна недостатність практично завжди легка та не ускладнена за структурою.

5.2.5. Реабілітація хворих з розумовою відсталістю

Проблеми лікування і реабілітації розумово відсталих дітей тісно взаємозв’язані та охоплюють широке коло медичних, педагогічних і соціальних заходів. Організація всебічної допомоги таким дітям повинна здійснюватися установами охорони здоров'я, соціального забезпечення, загальної та професійної освіти.

Найважливішою умовою реабілітації розумова відсталих дітей є раннє виявлення недуги, своєчасне і поетапне надання лікувальної та корегувально-педагогічної допомоги, яку має здійснювати мережа відповідних установ, диференційованих з урахуванням віку і ступеня розумових вад.. Ця мережа включає спеціалізовані дошкільні заклади, допоміжні школи та школи-інтернати для виховання та навчання олігофренів шкільного віку, спеціалізовані професійно-технічні училища для розумово відсталих підлітків, а також інтернати соціального забезпечення для хворих з глибокою розумовою відсталістю.

Лікувально-педагогічна робота повинна формуватися для кожного конкретного випадку з урахуванням клінічних особливостей захворювання, структури інтелектуального дефекту, особливостей особи, мови і моторики хворих. Велике значення в поліпшенні нервово-психічного розвитку дітей-олігофренів мають логопедичні заходи, спрямовані на формування мовних функцій та усунення дефектів мови. При інтелектуальній недостатності, що супроводжується соматичними, неврологічними та руховими аномаліями, велике значення має лікувальна фізкультура, сприяюча розвитку моторики, координації рухів, уваги, емоційної сфери, зміцненню загального фізичного стану хворих.

Навчально-виховна робота в допоміжній школі-інтернаті включає початкові етапи трудового навчання, яке займає одне з основних місць в процесі підготовки розумово відсталих дітей до самостійної суспільно-корисної діяльності. Соціально-трудова адаптація осіб з розумовим недорозвиненням має ряд специфічних особливостей, вимагає спеціальних послідовних прийомів і методів професійного навчання з подальшим поступовим включенням підлітків у самостійну трудову діяльність.

5.3. Затримка психічного розвитку

Вади психічного розвитку являють собою форми інтелектуальної недостатності, проміжні між дебільністю та нормою. Вони розглядаються як специфічні види порушень розвитку або як окремі симптоми, що входять до складу тих чи інших неврологічних, психічних або соматичних захворювань.

Поширеність затримок психічного розвитку, як окремої групи станів, у дитячих популяціях може досягати 10 % від усіх випадків психічних вад. Звичайно, якщо розглядати вади психічного розвитку як симптоми різних захворювань, то вони  зустрічаються значно частіше.

Психічні вади виявляються у вигляді затримки розвитку різних сфер психічної діяльності – моторної, пізнавальної, емоційно-вольової, мовної з раннього віку внаслідок уповільнення дозрівання відповідних структур головного мозку.

Діагностування затримки психічного розвитку можливо з перших місяців життя. В одних випадках на перший план виступає затримка розвитку емоційної сфери, в інших – незначна затримка розвитку інтелекту.

Уповільнення дозрівання психічних функцій може варіювати від легкого ступеня до вираженого. При легкому ступені затримки психічного розвитку формування вікових рухових і мовних навичок, емоційних реакцій, ручних умінь, комунікативних взаємодій та інших нервово-психічних функцій запізнюється в межах одного вікового періоду, при середньому – більш, ніж на один віковий період, а при тяжкому – перевищує два вікові періоди.

Причини затримки психічного розвитку різноманітні.

На основі загальновизнаної сьогодні класифікації виділяють конституціональну, соматогенну, психогенну та залишково-органічну форми цієї групи спадкових патологій.

Конституціональна форма затримки психічного розвитку характеризується обмеженістю психіки з інфантильним (дитячим), шаблонним, примітивним мисленням. Але такі хворі нерідко мають гарну пам’ять, значний запас уривчастих знань, ведуть себе за звичних ситуацій правильно.

Соматогенні психічні розлади, наприклад, астенія (психічна слабкість) супроводжують хронічні соматичні захворювання – гіпертонічну хворобу, черепно-мозкову травму, інфекцію тощо.

Розлади психіки, викликані дією психічних травм, називаються психогенними. До них відносяться неврози та реактивні психози (психози, викликані зовнішніми чинниками).

Під залишково-органічними вадами психіки розуміються стійкі залишкові явища перенесеної психічної хвороби. Прикладом може бути афазія – розлад мови, який полягає в утраті здатності користуватися словами та реченнями для вираження думок та почуттів. Афазія виникає внаслідок ураження певних зон кори та підкіркових структур головного мозку.

Дослідження, спеціально присвячені ролі генетичних чинників в при затримці психічного розвитку, практично відсутні, бо ці патології позбавлені тяжкого, грубого характеру, зустрічаються в самих різних за набором і ступенем прояву поєднаннях. До того ж вони відносяться в основному до вищих психічних функцій, механізми передачі яких від покоління до покоління вивчені недостатньо.

Генетичні чинники, поза сумнівом, істотні у разі конституціональних форм затримки психічного розвитку. Підтвердженням цьому є повторення у ряді поколінь характерних ознак статури та особистості.

Роль спадкових чинників при соматогенній психічній патології звичайно визначається основним соматичним захворюванням.

Найбільшу роль генетичні чинники відіграють в розвиткові залишково-органічних порушень психіки.

Розглянуті вади психічного розвитку мають відносно сприятливий прогноз. В одних випадках така затримка може з часом повністю зникнути, в інших – може зберігатися деяке недорозвинення тієї або іншої функції або відбутися компенсація іншими функціями. В деяких випадках залишаються прояви мінімальної мозкової дисфункції, а також такі розлади як синдром дефіциту уваги, специфічні розлади шкільних навичок.

5.4. Дитячий аутизм

Класичний дитячий аутизм, або синдром Каннера характеризується порушенням спілкування дитини з навколишнім світом, і перш за все з іншими людьми. Така мимовільна самоізоляція приводить до порушення розвитку емоційної сфери, мови, пізнавальних функцій та поведінки взагалі.

Дитячий аутизм є досить поширеною патологією: 2-4 випадки на 10 000 новонароджених, а з урахуванням легких форм – до 4-8 на 10 000. Хлопчики хворіють у 2-2,5 рази частіше, ніж дівчатка.

Близько 70% аутичних дітей мають недорозвинену розумову діяльність (IQ нижче 70) і 30% – низьку (IQ нижче 50). Не дивлячись на значну поширеність розумової відсталості серед дітей з аутизмом, характер порушення пізнавальних функцій при цьому інший, ніж у неаутичних випадках.

Перші ознаки аутизму можуть виявлятися вже у немовлят у вигляді відсутності комплексу пожвавлення при контакті з матір’ю та іншими близькими людьми.

У старшому віці аутизм виявляється в «зануренні в себе», в зниженні або повній відсутності контактів з навколишнім світом. Зовнішній вигляд хворих на аутизм дітей характеризується застиглим виразом обличчя, спрямованим в пустоту або немовби всередину себе поглядом, відсутністю реакції «очі в очі». Разом з тим вони відзначаються підвищеною чутливістю до світлових, звукових та інших подразників.

Характерне ставлення аутичних дітей до однолітків та близьких людей.

Одні з них активно уникають своїх однолітків, інші до них байдужі, треті у присутності інших дітей переживають страх.

Ставлення до близьких достатньо суперечливе. Хоча аутичні діти знаходяться в симбіотичній залежності від рідних, вони не виявляють відповідної реакції на їх присутність або відсутність. Діти можуть тривожитися через відсутності матері і при цьому не реагувати на її появу. Інколи хворі проявляють недоброзичливість до матері та проганяють її. Ці форми спілкування з матір’ю можуть періодично чергуватися.

Емоційна сфера хворих на аутизм різноманітна. Одні діти відрізняються відносно рівним настроєм, інші можуть бути веселі, про що свідчить задоволений вираз обличчя, поява миттєвої усмішка, треті не виявляють ні незадоволеності, ні радості.

У хворих на дитячий аутизм Каннера особливо різко змінена ігрова діяльність. Вона нерідко зводиться до одноманітного пересипання, перекладання предметів, постукування предмету об предмет, торканню ними обличчя, обнюхування, облизування. Звертають на себе увагу то швидке пересичення будь-якою грою, то застрявання на одній і тій же маніпуляції, відсутність сюжетності, ускладнення гри, її стереотипність. Замість гри діти можуть повзати, ходити, іноді підстрибувати, крутитися. Після 3 років описана поведінка іноді поєднується з надцінним відношенням до окремих предметів (іграшок, стрічок, коліс тощо).

Мова розвивається слабо. При цьому порушені вимова звуків, ритм і темп мови, відсутні її виразність та інтонаційне забарвлення, жестикуляція, наявне мимовільне беззмістовне повторення слів та фраз, почутих від інших людей, вживання фраз-штампів. Голос то гучний, то несподівано стає тихим, і дитина переходить на шепіт. Хворі практично нездібні до діалогу. Дитина позбавлена активного прагнення до засвоєння нових фраз і їх використовування.

Однією із особливостей дитячого аутизму є відносне збереження абстрактних форм пізнання дійсності, які полягають у використанні переважно тактильного, нюхового та смакового аналізаторів, особливо в первинних орієнтовних реакціях. Однак хворі діти погано розрізняють живі та неживі об’єкти.

Для дитячого аутизму Каннера особливо характерні негативні реакції на будь-які спроби змінити звичний життєвий стереотип – вивести на прогулянку в нове місце, поміняти одяг, запропонувати нову їжу. Все вказане незмінно викликає протест, негативне відношення, примхливість і навіть тривогу. Це своєрідне поєднання психічної байдужості та відсталості з надзвичайною чутливістю і емоційною нестійкістю з роками піддається повільному, частковому пом’якшенню, але повністю ці особливості ніколи не зникають.

Причини та механізми раннього дитячого аутизму недостатньо досліджені, але очевидно, що вони вельми різноманітні. Виявлено, що певну роль у розвитку хвороби відіграють органічні ураження головного мозку, але їх локалізація поки-що не відома. Невідомо також, чи вони є причиною хвороби, чи провокуючим фактором, чи супроводжуючою ознакою.

Можливо, що деяку роль тут відіграють і психогенні чинники, але вони або є одним із провокуючих чинників, або формують комплекс супровідних ознак як при самому аутизмі, так і при вторинній аутизації у дітей з іншими вадами розвитку – сенсорними порушеннями, дитячим церебральним паралічем, деякими мовними розладами (відсутність або обмеження мови, гугнявість, важкі форми заїкання), рідше при затримці психічного розвитку.

Роль генетичних чинників у розвитку раннього дитячого аутизму нині загальновизнана. Практично всі відомі дослідники переконані, що значна частина випадків цієї аномалії спадково обумовлена. На це указує ряд спостережень, наприклад, дослідження близнюків.

5.5. Стійкі вади слуху

До стійких порушень слуху відносять глухоту і туговухість.

При глухоті через порушення нейросенсорных систем (рецепторного та/або нервового апарату слухового аналізатора) сприйняття мови на слух виявляється неможливим. Залежно від тяжкості ураження при таких порушеннях можуть сприйматися деякі немовні звуки, окремі фонеми, знайомі слова і навіть фрази, але мова в цілому виявляється недоступною. Тотальна глухота (коли не сприймаються ніякі звуки) складає не більше 2-3 % від всіх випадків цієї патології.

За туговухості сприйняття мови на слух утруднено, але за спеціальних умов (посилення звуку) можливо, оскільки звуження тон-шкали не зачіпає мовний діапазон частот.

Якщо глухота та туговухість розвиваються в дитячому віці, то це неминуче негативно позначається на мовному розвитку, на формуванні особистості та психіки загалом. Виникає стан, що включає не тільки порушення слуху, але й численні неврологічні та психопатологічні симптоми, більшість із яких доступні корекції за умови своєчасної відповідної роботи.

За даними російських авторів, близько 60 % усіх виокремлених порушень слуху обумовлено генетичними чинниками. Успадкування найчастіше носить моногенний характер, причому за аутосомно-рецесивним типом успадковується приблизно 80 % випадків нейросенсорных порушень слуху, 19 % – за аутосомно-домінантним типом і 1 % – за Х-зчепленим рецесивним типом.

Значна кількість схожих за клінічною картиною стійких порушень слуху генетично гетерогенні (див. розділ «Загальна характеристика спадкових патологій»).

5.6. Стійкі вади зору

До стійких порушень зору відносять сліпоту та слабозорість.

Сліпими (незрячими) вважаються особи з такими порушеннями зору, при яких зорові відчуття або повністю відсутні, або є відчуття світла чи залишковий зір, а також особи з прогресуючими захворюваннями та звуженням поля та гостроти зору.

При слабозорості гострота зору для ока, що краще бачить, складає від 0,5 до 0,2 з корекцією звичайними окулярами. Окрім зниженої гостроти зору, тут можуть бути порушення сприймання кольорів, периферійного та бінокулярного зору.

Ранній розвиток сліпоти або слабозорості викликає відхилення в руховій сфері та нервово-психічному розвитку.

Більшість із цих вад досить добре піддається корекційним заходам.

Обстеження спеціальних шкіл для сліпих та слабозорих дітей показало, що понад 80 % захворювань носять переважно спадковий характер. Причому 80 -90% серед них складають аутосомно-рецесивні форми.

Нерідко стійка зорова патологія є компонентом низки спадкових синдромів. Так, наприклад, різні порушення зору та аномалії очей зустрічаються при синдромі Рігера. Основними симптомами цієї хвороби є косоокість, дефекти сітківки, різні порушення або відсутність райдужки, помутніння рогівки чи кришталика тощо. У хворого широке перенісся, широко поставлені очі, вивернута нижня губа, деформовані вушні раковини. Характерна також конічна форма передніх зубів та загальна недорозвиненість зубів. Синдром Рігера успадковується за аутосомно-домінантним типом.

При синдромі Альстрема на першому році життя з’являються мимовільні ритмічні коливання очей, розвиваються запалення сітківки та світлобоязнь. Спостерігається прогресуюче зниження центрального та периферійного зору, що приблизно до 7 років призводить до сліпоти. Для хворих також характерне прогресуюче зниження слуху. З раннього дитинства спостерігається ожиріння.

Після настання статевої зрілості з’являються ознаки цукрового діабету, незалежного від інсуліну, та ниркової недостатності. Статевий розвиток зовні нормальний, але наявні значні вади внутрішніх статевих органів. Інтелект звичайно збережений. Тип успадкування – аутосомно-рецесивний.

Провідним клінічним проявом синдрому Ленца є, як правило, зменшення розмірів або відсутність одного із очних яблук. Крім того, характерні аномалії кисті (зрощення пальців, подвоєння великих пальців тощо), помірна мікроцефалія, деформовані, відкопилені, низько посаджені вушні раковини.

Хворі мають астенічну статуру з вузькими плечима та стегнами. Зустрічаються вади серця, шлунково-кишкового тракту, нирок. Виявляються також відсутність частини зубів і порушення прикусу. Вади розумового розвитку незначні. Успадковується синдром Ленца Х-зчеплено рецесивно. У гетерозиготних носійок можливі легкі прояви хвороби (аномалії кисті та зубів, вузьке обличчя та інші).

Катаракти вроджені групуються на основі провідної ознаки – помутніння кришталика, від інтенсивності та локалізації якого залежить клінічна картина хвороби. Ці патології, внаслідок різноманітності їх форм, успадковуються за різними типами – аутосомно-домінантним, аутосомно-рецесивним та Х-зчепленим рецесивним.

Порушення зору супроводжують також синдроми Ушера, Альпорта, Марфана, Крузона і багато інших, а також різні спадково обумовлені порушення обміну речовин.

5.7. Аномалії поведінки

5.7.1. Наркоманійна залежність

Поняття «наркоманійна залежність», уведене Всесвітньою організацією охорони здоров’я, означає залежність стану хворого від присутності або відсутності в його організмі наркотичної речовини. Розрізняють психічну і фізичну наркоманійну залежність, швидкість формування яких визначається не тільки видом наркотичних речовин, частотою та дозами їх вживання, а й індивідуальними особливостями, віком, статтю, тривалістю наркоманії, наявністю супутніх захворювань (в т. ч. психічних), соціальними умовами та іншими чинниками.

Психічна залежність полягає в тому, що вживання наркотичної речовини набуває центрального значення в житті, на якому зосереджені звичайно всі думки хворого. Заради цього нехтується робота, навчання, розваги, уподобання, соціальні контакти (окрім пов’язаних з наркоманією). На наркотики витрачаються всі гроші, для їх добування хворі не зупиняються навіть перед протизаконними діями. Думки про наркотики набувають понадціннісного характеру.

В основі фізичної наркоманійної залежності лежать, ймовірно, стійкі біохімічні зміни в організмі, що розвиваються в результаті регулярного і достатньо тривалого вживання наркотичних речовин. Регулярне надходження наркотику в організм стає необхідною умовою збереження гомеостазу та відчуття фізичного комфорту, а його відсутність викликає хворобливий стан – абстинентний синдром, в якому найбільш яскраво виражається фізична залежність.

Найпоширенішим видом наркотичної залежності є хронічний алкоголізм. Крім того виділяють наркоманію та тютюнокуріння.

Алкоголізм. Вживання алкоголю поширене повсюдно, за винятком країн, де воно заборонене релігією.

Внаслідок систематичного зловживання спиртними напоями розвивається захворювання на алкоголізм. Популяційна частота алкоголізму складає в середньому 3-5% серед чоловіків та 0,1-1,0 % серед жінок. Окремі дослідники вважають ці показники заниженими, бо вони складені на підставі лише випадків звернення до медичного закладу, і подають інші – до 10 % алкоголіків серед чоловіків та 3-5 % серед жінок.

Ця хвороба характеризується фізичною та психічною залежністю від алкоголю, ураженням внутрішніх органів (печінки, серця, шлунка тощо), центральної та периферійної нервової системи, психічною та соціальною деградацією. На пізніх стадіях алкоголізму розвиваються алкогольні психози. Хвороба згубно діє на спадковість: серед нащадків алкоголіків епілепсія, олігофренія, різні вади розвитку зустрічаються набагато частіше, ніж серед нащадків тверезих. Ефективність лікування залежить від стадії хвороби, особливостей її перебігу, дії соціальних та інших чинників.

Алкоголізм – це захворювання, причини якого багатогранні. Дослідження родоводів, близнюкових пар, прийомних дітей показали, що роль спадковості тут досить значна. Звичайно, не існує якогось одного гена, який відповідав би за схильність до алкоголю. Виявлено цілий ряд генів «ризику», які по-різному виявляються залежно від чинників оточуючого середовища – ситуації в сім’ї, колі товаришів та в суспільстві. Гени змінити навряд чи вдасться, але вже сьогодні людина спроможна педагогічними методами змінювати умови середовища, щоб понизити ризик появи та розповсюдження алкоголізму.

Лікування хворих на алкоголізм здійснюється в умовах психіатричного стаціонару.

Програми профілактики алкоголізму, як і інших видів наркоманійної залежності, мають базуватися не на риторичних заявах про небезпечність згубних звичок, а на виробленні відповідної самооцінки у дітей та молоді, на умінні розпізнавати і оцінювати наслідки ризикової поведінки.

Наркоманія. Через широку доступність наркотичних засобів наркоманія стала в даний час серйозною соціальною проблемою. Під наркоманією розуміється сукупність хронічних патологій, які викликані зловживанням лікувальних або інших наркотичних речовин і характеризуються фізичною та психічною залежністю від цих речовин. Звичайно наркоманія спричинює глибокі зміни особистості, розлади психіки та порушення функцій внутрішніх органів.

До розвитку наркоманії причетні як середовищні, так і генетичні чинники.

Чинниками оточуючого середовища можуть бути несумісність із соціальним довкіллям, стреси з подальшою депресією тощо.

Серед генетичних чинників наркоманійної залежності виявлено зниження експресії генів певних регуляторних пептидів (гормонів). Якщо таких гормонів виробляється недостатньо, це викликає психічний та фізичний дискомфорт, пошук засобів та речовин, які б могли його усунути.

Близнюкові дослідження показали, що успадковуваність наркоманії складає близько 30%. Пристрасть до різних наркотиків має неоднакову генетичну компоненту. Так успадковуваність схильності до героїнової залежності складає 50%, а до психоделічних засобів – 26%.

Показано, що одним з важливих чинників схильності до наркоманії є така психологічна властивість людини, як пошук новизни.

Лікування хворих на наркоманію здійснюється в умовах психіатричного стаціонару. Оскільки фармакологічне втручання не вирішує психосоціальних проблем хворого, лікування має бути комплексним і включати реабілітаційні заходи (психотерапія, трудотерапія та культуротерапія).

Тютюнокуріння. Вдихання диму тліючого тютюну – це найпоширеніший вид токсикоманії. Мішенню токсичної дії при цьому є нервова система. Виявлена залежність схильності до тютюнокуріння від нервово-психічного складу людини. До причин популярності цієї шкідливої звички належать тимчасова тонізуюча дія нікотину, адаптація до нього організму та сила звички.

Згідно статистичним даним тютюнокуріння скорочує тривалість життя і підвищує смертність населення, сприяє розвитку захворювань дихальної, травної та кровоносної систем, підвищує ступінь ризику розвитку раку легень. Для громадського здоров’я небезпечне також так зване пасивне куріння – вимушене вдихання некурящими накопичених в приміщенні продуктів тютюнокуріння. У дітей, які часто перебувають у накурених приміщеннях, частіше розвиваються хвороби дихальних шляхів (аденоїди, тонзиліти, пневмонії тощо).

Виявлено помірний генетичний вплив (коефіцієнт успадковуваності близько 60%) на пристрасть до тютюнокуріння.

Результати досліджень кількох тисяч близнюкових пар показали, що сильна та легка ступінь тютюнокуріння визначаються різними генетичними чинниками. Спадкова складова виявилася значно більшою при легкій залежності від нікотину, ніж при важкій.

Для лікування залежності від тютюнокуріння використовують різноманітні терапевтичні методики (навіювання, формування відрази та інші), але ні одна із них не виявила переваги над іншими. Успіху лікування сприяє підтримка рідних та близьких, а також психотерапія.

5.7.2. Гомосексуальність

Гомосексуальність – статеве ваблення до людей своєї статі. Поширеність гомосексуальності, за даними різних авторів, варіює серед чоловіків від 1 до 10%, а у жінок – від 1 до 3%.

За даними близнюкових досліджень, у монозиготних близнят виявлена лише 50-процентна конкордантність за гомосексуальністю. Це свідчить про значний вплив середовищних чинників на формування такого типу поведінки.

У випадку жіночого гомосексуалізму роль спадкових чинників ще менша. Дослідження близнят жіночої статі, що виросли нарізно, показало, що всі вивчені пари були дискордантні за цією ознакою. Це дає підставу вважати, що дана особливість поведінки є придбаною, а не успадкованою.

У наш час лікування гомосексуалізму не практикується, окрім випадків, коли пацієнт бажає змінити свою статеву орієнтацію. При цьому застосовують групову та поведінкову психотерапію.

5.7.3. Злочинність

Злочинність є надзвичайно складним і поліморфним явищем. Злочином вважається і порушення фінансових законів, і крадіжка, і вбивство – навмисне чи в стані афекту.  Крім того, існують проблеми обліку злочинних фактів. Якщо, наприклад, у разі хвороби пацієнти самі шукають лікарів, які ведуть ретельний облік медичних даних, то відносно злочинності картина прямо протилежна – достатньо велика кількість злочинів залишається нерозкритою, бо вся спритність злочинців спрямована на це. Отже реальна картина злочинності залишається для дослідників невідомою.

Генетики не полишають спроб визначити спадкові та середовищні механізми цього складного соціального явища.

За даними різних авторів виявилося, що середня конкордантність монозиготних близнят за ознаками злочинності у півтора рази вище, ніж дизиготних (75% та 50% відповідно). Проте відносно висока конкордантність у дизиготних близнят свідчить про те, що вплив чинників середовища на прояв ознаки тут вельми значний.

Причиною злочинності може бути аномальний розвиток особи, як пов’язаний зі спадковою схильністю, так і виниклий в результаті дії середовища (хвороби, травми тощо). Серед злочинців взагалі зустрічається значна кількість осіб з психопатіями та різними патологіями, одним із симптомів яких є агресивність.

Обговорюючи питання про успадкування злочинності, слід пам’ятати, що всі дослідження, проведені в цьому напрямі, ще дуже далекі від досконалості. Фенотип злочинця все ще не визначений. Сучасні вчені вивчають не власне злочинність, а типи поведінки, характеристики особи, які супроводжують злочинність, біологічні показники схильності до агресії тощо. Все це лише перші кроки на шляху до пізнання істинних причин злочинності.

5.7.4. Самогубство

Самогубство, або суїцид – навмисне самоушкодження зі смертельним наслідком. Щорічно у світі здійснюється близько 1 млн. самогубств і майже 10 млн. спроб самогубства.

Суїцидом вважається замах людини на власне життя за умови, коли вона усвідомлює значення своїх дій і керує ними. Скоєння людиною самогубства під впливом ускладнень психічних захворювань (переважно маніакально-депресивних психозів та шизофренії) слід кваліфікувати як нещасний випадок.

Звичайно суїцидальна поведінка формується в результаті взаємодії генетичних факторів схильності до нього та чинників умов оточуючого середовища. Така взаємодія спричинює відчуття безнадійності на фоні імпульсивного стану, що і може привести до самогубства.

Дослідження протягом останніх 20-30 років виявили, що суїцидальна поведінка пов’язана з порушеннями функціонування нейротрансмітерів (перш за все, серотоніну та норадреналіну), регуляції активності нервової системи, зі змінами у функціонуванні гіпоталамуса, гіпофіза, надниркових залоз, імунної системи, з порушеннями метаболізму жирів. Виявлено ряд кандидатних генів, мутації яких можуть провокувати суїцидальна поведінку Ці гени розташовані в хромосомах 12, 13, 17 та Х-хромосомі.

Таким чином, генетично зумовлені патогенні зміни в обміні речовин, а отже і у функціонуванні нервової системи людини зумовлюють агресивність, імпульсивність, зниження опору стресогенам, втрату здатності одержувати задоволення від життя, депресію тощо. Все це доповнюється зовнішніми стресогенними впливами та гормональними зрушеннями, що може призвести до самогубства.

6.  Генетика особистості

6.1. Темперамент

6.1.1. Поняття темпераменту

Під темпераментом  розуміється відносно стійке закономірне співвідношення індивідуально-психологічних особливостей людини і тварин, яке характеризує динамічну сторону їх психічної діяльності та поведінки.

Розрізняють два найважливіші аспекти темпераменту – активність і емоційність. Активність характеризує ступінь швидкості, енергійності чи повільності, млявості індивіда у його діях і вчинках, а емоційність – особливості перебігу його емоційних переживань (позитивні чи негативні) та ставлення до явищ чи предметів дійсності (радість, сум, гнів тощо).

Різні вчені робили спроби розкрити природу темпераменту та визначити його показники на основі морфологічних особливостей людської голови, товщини нервових волокон, будови тіла тощо. У пострадянській психології найбільш поширеною є теорія І. П. Павлова, яка пов’язує типи темпераменту з діяльністю центральної нервової системи. Однак, подальші дослідження, проведені російськими фізіологами, показали, що структура основних властивостей нервової системи є значно складнішою, і існує більша кількість їх поєднань. Крім того, встановлено, що кожна властивість темпераменту залежить не від однієї, а від кількох властивостей нервової системи, і кожна властивість нервової системи виявляється не в одному, а у всіх типах темпераменту.

Виявлено, що тип темпераменту є відносно стійким і мало змінюється під впливом середовища і виховання, але зазнає певних змін у процесі онтогенезу. Відомо також, що він не визначає інших властивостей особистості (характер, здібності), але впливає на їх динамічні прояви. На його основі формується індивідуальний стиль діяльності людини – сукупність варіантів діяльності, які є найбільш прийнятними для людини певного темпераменту.

У генетичних дослідженнях темпераменту необхідно враховувати кілька його особливостей. По-перше, компонентний склад темпераменту залежить від віку людини, оскільки деякі особливості поведінки, характерні для маленьких дітей (наприклад, регулярність відправлення фізіологічних функцій, тривалість сну і т.п.), у дорослих або відсутні, або мають зовсім інше значення. По-друге, методи діагностики динамічних характеристик (анкети, засновані на самооцінці, експертні оцінки, проективні методики, спостереження), як правило, мають значно меншу, ніж, наприклад, тести IQ, статистичну надійність і часто дають різні результати. По-третє, існує традиційна для психології проблема співвідношення темпераменту і характеру. Хоча характер, на відміну від темпераменту, часто пов’язується із змістовною стороною особи, однак, це не дає змоги надійно розрізнити їх прояви. Адже динамічні характеристики діяльності можуть в конкретних випадках визначатися не тільки рисами темпераменту, але і, наприклад, високою мотивацією даної діяльності, тобто власне особистісною рисою.

Труднощі, пов’язані з проблемою розмежування темпераменту та характеру, дають підставу дослідникам вважати, що риси темпераменту в чистому вигляді можуть бути визначені лише у немовлят, коли соціальний досвід мінімальний.

6.1.2. Темперамент у дітей

Близнюкові дослідження виявили, що, починаючи приблизно з 9 місяців життя, у дітей виявляється генетично задана індивідуальність стосовно динамічних характеристик темпераменту – активності (переважно рухової), регулярності (ритмічності появи поведінкових реакцій, наприклад, голоду, здійснення фізіологічних функцій, чергування сну та неспання тощо), пристосовуваності (реакції на нову ситуацію), порогу активності, домінуючого настрою, легкості зміни поведінки за нової ситуації, уваги/наполегливості (тривалості певної діяльності та здатності продовжувати її всупереч перешкодам) і т.п..

6.1.3. Темперамент у дорослих

В переважній більшості досліджень темпераменту у дорослих використовуються цілий ряд відповідних властивостей, серед яких найбільш поширеними є екстраверсія-інтроверсія та невротицизм. Психотицизм досліджений менше.

Згадаємо з психології, що екстраверсія об’єднує такі характеристики, як комунікабельність, активність, жвавість, ініціативність, гнучкість у діях та вчинках тощо. Основним показником невротицизму (не плутати з клінічним невротизмом) є рівень емоційних процесів (стабільність-нестабільність), який обмежується здатністю до самооцінки та обережністю. Психотицизм, виділений психологами пізніше, характеризується агресивністю, холодністю, егоцентризмом, нездатністю до співпереживання тощо.  Однак йому властива здатність до творчої діяльності. На «низьких» кінцях цих властивостей індивідуальності знаходяться інтроверсія, емоційна стабільність та контроль з боку самосвідомості. В онтогенезі ці риси виявляються досить стабільними і за своїм змістом, і за індивідуальним проявом.

Психогенетичні дослідження дорослих людей показали виразний, хоча і не дуже високий вплив спадкових чинників на темперамент. У широкомасштабних близнюкових дослідженнях виявлено, що успадковуваність по екстраверсії становила 0,4, а по невротицизму – 0,3, тобто, відмінності тут незначні. Крім того, виявлено, що з віком вплив спадковості на варіативність цих індивідуальних властивостей падає.

Крім простих, існують складніші схеми опису темпераменту. Найбільш популярною сьогодні є 5-факторна шкала особистісних рис, яка базується на основі судження людей про себе та інших.

6.2. Інтелект

6.2.1. Поняття інтелекту та коефіцієнта розумового розвитку (IQ)

Інтелектуальна діяльність людини є найбільш складною для генетичного аналізу.

Інтелектом вважається загальна здатність людини вирішувати різноманітні проблеми. У основі такої здатності лежить спроможність розпізнавати зв’язки між явищами, предметами, ідеями, концепціями тощо. Особами високого інтелекту слід вважати тих, хто здатний формувати значну кількість зв’язків і проявив свої здібності у процесі навчання чи професійної діяльності.

Розмір інтелекту можна визначити різними способами. Один з них – обчислення показника розумового розвитку, або коефіцієнта інтелектуальності, який позначається IQ  (англ. intelligence quotient). При цьому використовуються особливі тести та відповідні математичні розрахунки.

Якщо визначити IQ у великої кількості людей, то вони розподіляться за нормальною кривою з амплітудою від 0 до понад 140. Найбільша кількість значень припадає на нормальний інтелект, а в обидві сторони їх число прогресивно зменшується.

Результати обстеження населення, наприклад, США показали, що величезний 125-мільйонний середній клас американців (близько половини населення) тримається десь в межах норми (IQ = 90-110). Приблизно четверть населення (62,5 мільйони чоловік) відноситься до категорії тупих або дуже тупих.

Нагадаємо, що осіб з IQ нижче 70 називають олігофренами, або недоумкуватими і розрізняють три ступені недоумства: дебільність, імбецильність та ідіотія (див. розділ «Розумова відсталість»).

Наука все ще не здатна чітко визначити всі компоненти інтелекту людини. Внаслідок цього треба пам’ятати, що об’єктом досліджень є так званий «психометричний інтелект», який показує лише відмінності між людьми щодо виконання тестів. Ці тести по-різному віддзеркалюють різноманітні аспекти поведінки людини і охоплюють не всі її ментальні особливості.

Тим не менше, результати використовуваних тестів мають досить значну прогностичну цінність у деяких сферах людської діяльності, перш за все в освіті та оволодінні професійними навичками.

6.2.2. Генетичний контроль інтелекту

У дослідженнях монозиготних близнюків, які виросли нарізно, виявлено високий рівень кореляції коефіцієнтів інтелекту (0,64-0,78). Значення успадковуваності при цьому, з урахуванням усіх генетичних факторів,  було досить суттєвим (0,75), а вплив загального середовища незначним (0,20-0,30).

Ці результати були підтверджені в спостереженнях над прийомними дітьми. До того ж кореляція IQ між дітьми та їх біологічними батьками була істотно вище, ніж між прийомними дітьми та нерідними батьками (0,35-0,40 проти 0,15).

Таким чином, дослідження показують високу успадковуваність коефіцієнта інтелекту та незначний вплив на нього умов середовища.

У численних експериментах з продовженого тренування пам’яті, уваги, планування вдавалося підвищити IQ, особливо у дітей, навіть на 30 балів, однак, після припинення тренувань він знижувався до рівня контрольної групи. Це свідчить про те, що мозок зберігає величезний потенціал пластичності практично протягом усього життя. Таким чином,, принцип «або використовуєш, або втрачаєш» відіграє величезну роль у розвитку чи деградації ментальних здібностей людини.

6.2.3. Генетика обдарованості

Талановитість або геніальність піддається визначенню ще трудніше, ніж інтелект. Психологічні властивості, які звичайно використовуються як необхідні критерії  геніальності, включають інтелект, здатність до творчості та наявність мотивації.

У генетиці обдарованості наявна досить парадоксальна ситуація. З одного боку, концепція природжених здібностей не знаходить достатньо переконливого підтвердження, бо нащадки геніїв нічим не вирізняються серед звичайних людей. З іншого боку, вплив навколишнього середовища, пов’язаний з виникненням особливої обдарованості, теж не вдається виявити.

Залишається одне з найбільш вірогідних пояснень талановитості чи геніальності у людини – так зване явище емергенезу. Під емергенезом розуміється таке явище, коли ознака спричинена особливою сукупністю генів або комплексом властивостей, кожна з яких визначається генетично. Будь-яка зміна цієї специфічної сукупності генів веде до зникнення цієї риси. Саме тому у монозиготних близнюків емергенні ознаки, наприклад, творчі здібності, проявляються подібним чином (rМЗ = 0,54). У звичайних родичів геноми уже не ідентичні, вони змінені, що порушує унікальну сукупність генів. Внаслідок цього подібність у прояві емергенної ознаки тут виявляється не частіше, ніж у випадкових людей.

Рекомендована література

Александров А.А. Психогенетика: Учебное пособие для вузов. – М., С.-П.,: Питер, 2004. – 192 с.

Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей: Уч. пособие для педвузов. – М.: Академия, 2003 – 224 с. –Барнаков Н.В. О воспитании таланта и других качеств человека в раннем и дошкольном детстве. – Улан-Уде: БГСХА, 2004. – 112 с. –Бочков Н.П. Клиническая генетика: Учебник. – М.: ГЕОТАР–МЕД, 2002. – 448 с. – (Бужієвська Т.І. Основи медичної генетики: Навч. посібник для ВМЗО. – К.: Здоров’я, 2001.

Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетика поведения: Учебник для студентов вузов. – М: Высшая школа, 2002. – 383 с.

Малых С.Б., Егорова М.С., Мешкова Т.А. Психогенетика. Том 1: Учебник для вузов. − СПб: Питер, 2008. − 408 с.

Малых С.Б., Егорова М.С., Мешкова Т.А. Психогенетика. Том 2: Учебник для вузов. − СПб: Питер, 2008. − 336 с.

Мешкова Т.А., Николаева Н.О. Психогенетика. –Пузырев В.П., Степанов В.А. Патологическая анатомия генома человека. – Новосибирск: Наука, 1997. – 224 с. –Путинцева Г.Й., Решетняк Т.А. Медична генетика: Підручник для мед. училищ. – К.: Здоров’я, 2002.

Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.А. Психогенетика: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2000. – 447 с. – http://www.auditorium.ru/books/524/

Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: В 3-х т. Т. 1 / Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 312 с.

Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: В 3-х т. Т. 2 / Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 378 с.

Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: В 3-х т. Т. 3 / Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 366 с.

А.В. Чемерис, В.А. Вахитов. Новая старая ДНК. – Уфа: ИБиГ УНЦ РАН, 2002. – 80 c. –Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская С.С. Генетика человека: Учебник для вузов. – М.: ВЛАДОС, 2004. – 240 с.

Эфроимсон В.П. Генетика гениальности. – М.: Тайдекс КО, 2002. – 376 с.

Эфроимсон В.П. Педагогическая генетика  – М.: Тайдекс КО, 2003. – 238 с. http://bio.1september.ru/2000/30/4.htm

Эфроимсон В.П. Генетика этики и эстетики. – М.: Тайдекс КО, 2004. – 304 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56164. Мама, тато, я – спортивна сім`я 87 KB
  Завдання: активізувати спортивно-масову роботу серед учнів та їх батьків; зміцнювати здоров`я дітей та їх батьків засобами фізичної культури; розвивати спритність, кмітливість, організованість за допомогою рухливих ігор та естафет...
56165. Папа, мама, я – спортивная семья 42 KB
  Мы видим здесь приветливые лица Спортивный дух мы чувствуем вокруг У каждого здесь сердце олимпийца Здесь каждый спорту и искусству рад. Учащийся 2: Тот победит в соревнование Кто меток ловок и силен Покажет все свое уменье Кто духом телом закален.
56166. Малі Олімпійські ігри 67.5 KB
  Мета. Забезпечити відповідну рухову активність дггей; закріпити навички бігу, метання у ціль; вміння вести м'яч, вміння вести шайбу клюшкою; вчити дотримуватись правил гри у іграх - естафетах. Розвивати інтерес до фізичної культури та спорту...
56167. Веселе спортивне свято здоров’я 44.5 KB
  діти стають в дві шеренги. Нас діти запросили на спортивне свято. Ні зарядку я ніколи не робив Гартуватись теж боюся бо вода така холодна аж мороз по шкірі йде Може знаєте ви діти Які є на світі ліки Щоб сміливим дужим стати Та від інших не відстати.
56168. О СПОРТ! ТЫ – МИР! 55.5 KB
  Украинский флаг гимн Украины флагшток секундомер мячи скакалки свисток. А сейчас возьмем мы в руки мяч Мастерство оценим передач. Мяч капитану. У капитана в руках мяч.
56169. ТАТО, МАМА, Я – СПОРТИВНА СІМ’Я 42 KB
  Доброго дня, шановні друзі. Сьогодні у нас за планом мали відбутися спортивні змагання. Але учасники змагань потрапили в невелику халепу. Вони зненацька опинилися на безлюдному острові. І тепер їм доведеться пройти випробування, щоб повернутися назад у нашу школу.
56170. Тато, мама і я – спортивна сімя 40 KB
  Мета: розвивати руховий апарат, фізичні уміння на навички учнів, удосконалювати уміння і навички основних рухових елементів; зміцнювати здоров’я; виховувати любов до фізкультури та спорту, почуття дружби, колективізму...
56171. ДЕНЬ ЗДОРОВ’Я ТА СПОРТУ 88 KB
  Наша мета визначити яка спеціальність вище швидше й сильніше. 1 ведучий: Спортом займатися –- здоров’я набиратися. Спорт помічник Спорт здоровя Спорт-гра Всім учасникам фізкульт УРА 2 ведучий: Усіх вас любимо й Усіх поважаємо На свято сьогодні Ми всіх запрошуємо Удачі успіхів веселощів бажаємо.