Ахондроплазия наследуется. Ахондроплазия: причины, диагностика, лечение

Ахондроплазия является наиболее распространенным из врожденных дефектов, которые характеризуются неправильными пропорциями тела: у страдающих этим заболеванием людей имеются признаки относительной макроцефалии (лоб выдается вперед, а спинка носа плоская), руки и ноги очень короткие, при этом ноги и позвоночник деформированы, плечевые и бедренные кости укорочены больше, чем лучевые, а торс имеет почти нормальные размеры.

Иногда большая голова является отражением гидроцефалии – наличия излишка жидкости в мозгу – и требует хирургического вмешательства. Ладони у больных ахондроплазией маленькие с короткими, толстыми пальцами. Между средним и безымянным пальцами есть некоторое расстояние (рука-трезубец). В большинстве случаев, люди, достигнув взрослого возраста, имеют рост не более 120-130 см.

Что это такое?

Ахондроплазия — это генетическое заболевание, следствием которого является нарушение роста костной ткани. Это одна из наиболее часто встречающихся разновидностей карликовости. Судить о наличии у ребенка данной патологии можно уже с момента рождения.

Патогенез и генетика

Ахондроплазия обусловлена мутациями в гене FGFR3, и находится в четвертой хромосоме. При этом угнетается рост хрящей. FGFR3 кодирует белок, называемый Фактор Роста Фибробластов 3. Этот белок является ответственным за рост костей организма. При ахондроплазии FGFR3 не может действовать должным образом, и рост костей, хрящей замедляется. Это приводит к коротким костям, аномальной форме костей, и низкому росту.

FGFR3 - трансмембранный рецептор тирозинкиназы, связывающийся с FGF. Связь FGF с внеклеточной областью FGFR3 активизирует внутриклеточный домен рецептора и запускает сигнальную последовательность. В эндохондральных костях активация FGFR3 тормозит пролиферацию хондроцитов в ростовой пластинке, таким образом помогая координировать рост и дифференцировку хондроцитов с ростом и дифференцировкой клеток-предшественниц кости.

Связанные с ахондроплазией мутации FGFR3 - мутации усиления функции, вызывающие лиганд-независимую активацию белка FGFR3. Такая постоянная активизация белка FGFR3 неправильно тормозит пролиферацию хондроцитов в ростовой пластинке и приводит к укорочению длинных трубчатых костей, а также аномальному формированию других костей.

Гуанин в позиции 1138 в гене FGFR3 - один из наиболее мутирующих нуклеотидов, идентифицированных во всех генах человека. Мутация этого нуклеотида встречается почти в 100% случаев ахондроплазии; при этом более 80% пациентов имеют новую мутацию. Новые мутации гуанина в 1138 положении гена FGFR3 происходят исключительно в отцовских половых клетках, и их частота увеличивается с возрастом отца (>35 лет).

Симптомы ахондроплазии

Сразу после рождения можно обнаружить самые явные признаки ахондроплазии у новорождённого:

Глубокое расположение глазных орбит,
Наличие дополнительных складочек на внутренних уголках глаз,
Седловидная приплюснутая форма носа,
Увеличенная головка,
Выпуклый лоб,
Заметно выпирающие теменные и затылочные бугры,
Широко расставленные глаза,
Гидроцефалия,
Сильное выставление ягодиц из-за положения таза кзади,
Небольшая грудная клетка,
Увеличенные миндалины,
Проблемы с дыханием,
Нарушение мышечного тонуса,
Значительное выступление верхней челюсти,
Высокое небо,
Грубый язык,
Короткие ручки и ножки малыша,
Широкие ладони и стопы с короткими пальчиками,
Отставание в физическом развитии,
Возможна кривошея,
Нарушения слуха и зрения.

По мере роста все указанные симптомы прогрессируют, что приводит ко множественным осложнениям, многие из которых чреваты летальным исходом.

Диагностика ахондроплазии

Для оценки состояния органов и систем проводят комплексное обследование. Для исключения гидроцефалии детей с ахондроплазией проводят МРТ, КТ головного мозга.

При рентгенографии черепа у больных с ахондроплазией наблюдается диспропорция между мозговой и лицевой частью, затылочное отверстие уменьшено в размере, кости свода черепа и нижняя челюсть увеличены. Турецкое седло характерной башмакообразной формы и плоское, основание удлинено.
При рентгенографии позвоночника грубые изменения обычно также не выявляются. Физиологические изгибы выражены слабее, чем в норме.
Рентгенография грудной клетки обычно без изменений, в некоторых случаях грудина выдается вперед, несколько изогнута. Возможны деформации и утолщение ребер. Иногда отсутствуют анатомические изгибы ключиц.
На рентгенографии трубчатых костей выявляется укорочение, истончение диафизов, бокаловидное расширение и утолщение метафизов.
На рентгенографии суставов выявляется деформация суставных поверхностей, нарушение формы эпифизов, расширение суставных щелей.
Рентгенография таза выявляет изменения размера, формы крыльев подвздошных костей. Определяется горизонтальное расположение крыши вертлужных впадин.

Как правило, постановка диагноза не вызывает затруднений из-за характерного внешнего вида, пропорций тела пациента.

Ахондроплазия — лечение

Эффективное лечение ахондроплазии на данный момент не представляется возможным. Врачи могут лишь минимизировать последствия, чтобы улучшить качество жизни пациентов.

В детском возрасте для таких малышей проводится консервативная терапия – массаж, лечебная физкультура. Это помогает укрепить мышечный корсет и не допустить сильной деформации нижних конечностей. Пациентам рекомендуется носить специальную обувь, которая уменьшает давление на кости. Также важно соблюдение диеты для недопущения отягощения скелета лишним весом. Дефекты в области челюсти исправляются с помощью ношения специальных пластинок.

Есть случаи, когда в детском возрасте назначают гормонотерапию, что позволяет незначительно компенсировать недостаток роста. Для взрослых гормонотерапия не применяется. В случае, если родители решились на хирургическое решение проблемы, то в том случае необходимо обращаться в специализированную клинику, которая имеет достаточный опыт проведения подобных операций.

Оперативное вмешательство проводится в том случае, если заболевание приносит явный дискомфорт пациенту. Однозначное решение в пользу операции принимается при угрозе ущемления спинного мозга, возникновении кифоза среднего отдела спины, «о»-образной форме ног.
Возможно также удлинение костей, для чего делается несколько оперативных вмешательств поэтапно. В возрасте четырех-шести лет детям делают операции для удлинения голеней (до шести см), бедер (приблизительно до семи-восьми см) и плечей (возможный результат – до пяти сантиметров). Длительность таких этапов – около пяти месяцев с перерывом в два-три месяца. Следующая серия вмешательство проводится в возрасте четырнадцати-пятнадцати лет. Здесь пациент также проходит три этапа, ожидаемый результат такой же, как и в первый раз.

Однако, такие действия не позволяют полностью устранить заболевание и его симптоматику, поскольку при малом росте удлинение костей даже до десяти сантиметров не делает пациентов похожими на обычных людей. К тому же, не все пациенты готовы пройти целый ряд операций и болезненных реабилитационных периодов.

Наследование ахондроплазии

Для здоровых родителей ребенка, больного ахондроплазией, риск повторения у будущих детей низкий, но, вероятно, несколько выше, чем для общей популяции, поскольку доказана возможность полового мозаицизма, хотя и чрезвычайно редко встречающегося при ахон-дроплазии.

В браке, когда один партнер болен ахондроплазией, риск повторения у каждого ребенка равен 50%, поскольку ахондроплазия - аутосомно-доминантное заболевание с полной пенетрантностью. В браке двух больных каждый ребенок имеет 50% риск иметь ахондроплазию, 25% риска летальной гомозиготной ахондроплазии и 25% шансов нормального роста.

При беременности у матери с ахондроплазией плодом нормального роста необходимо родоразрешение кесаревым сечением.

Профилактика

Профилактика ахондроплазии заключается в медико-генетической консультации и пренатальной диагностике, которая позволяет обнаружить патологии еще на стадии внутриутробного развития. Консультация генетика особенно требуется тем, у кого в роду уже имеются случаи карликовости. Специальное обследование позволит оценить риск рождения больного ребенка.

Если у родителей уже есть ахондроплазия, заболевание невозможно предупредить, так как оно передается по наследству.

Ахондроплазия – это генетическое заболевание с нарушением в росте костной ткани. Данная патология становится очевидной с самого рождения. К тому же ахондроплазия относится к древним врождённым дефектам и характеризуется непропорциональными формами тела.

Люди с ахондроплазией имеют деформации позвоночника, короткие конечности при практически нормальных размерах туловища и относительную макроцефалию. Это заболевание встречается примерно 1:25000 и ему одинаково подвергается как мужской пол, так и женский.

Понятие «ахондроплазия» означает «без хрящей», но больные с таким диагнозом имеют хрящевую ткань. Как правило, во внутриутробном периоде, а затем в детском возрасте, хрящевая ткань постепенно становится костной (кроме ушей и носа). А у людей с данной аномалией нарушается этот процесс, затрагивающий в большей степени кости плечевого пояса и бедра. Поэтому из-за медленного деления клеток хрящевой ткани трубчатые кости укорачиваются, а рост приостанавливается.

Ахондроплазия причины

Основой данной патологии является ген, который локализуется только в одной хромосоме четвёртой пары и подвергается аномалиям.

Ахондроплазия в некоторых случаях наследуется только от одного из двух родителей, которые имеют данное заболевание. В таком случае имеется 50% вероятность унаследования ребёнком ахондроплазии при её существовании только у одного родителя. Если у матери и отца присутствует такая патология в генах, тогда их будущий ребёнок сможет унаследовать ахондроплазию с вероятностью в 25%, а при остальных 25%, заболевание будет передаваться по одному гену с аномалией от обоих родителей. Такой ребёнок отмечается тяжелейшими патологиями в скелете, которые приводят к преждевременному летальному исходу. А вот ребёнок, который не получит в наследование такой ген, сможет полностью избавиться от ахондроплазии и даже иметь вероятность не передавать ее будущим поколениям.

К сожалению, патологические изменения в 80% случаях являются не наследственными патологиями, а появляются при новых мутациях, которые образуются в яйцеклетках и сперматозоидах, участвующих в образовании эмбрионов. Родители, у которых рождаются дети с ахондроплазией в результате таких мутаций, как правило, нормального роста, и не имеют других детей с таким заболеванием. Поэтому вероятность рождения в будущем детей с ахондроплазией сводится к минимуму. Генетики уже доказали, что отцы после 40 лет имеют большую вероятность передавать своим детям данную патологию, а также и другие заболевания аутосомно-доминантного происхождения, которые появляются вследствие этих мутаций.

Ахондроплазия симптомы

Ахондроплазия характеризуется карликовостью и нарушениями в пропорциональных размерах тела, которые проявляются несоответствием между конечностями и размерами туловища, головы. В данном случае, отсутствуют какие-либо другие дефекты в телосложении и интеллекте.

Если у больных ахондроплазией размеры головы и туловища относительно нормальных размеров, то конечности значительно укорочены. Указательные и средние пальцы кистей рук мало отделены друг от друга, поэтому руки напоминают трезубец. Кроме этого, отличающаяся от нормы длина пальцев, придаёт рукам квадратный вид. Нижние конечности имеют определённую кривизну, а ступни достаточно широкие и короткие.

У больных с ахондроплазией значительно выступает вперёд лоб, а спинка носа имеет плоскую поверхность. Иногда при больших размерах головы у таких больных образуется , для которой необходимо хирургическое вмешательство.

Ахондроплазия очень сильно влияет на развитие ребёнка. У таких детей частым симптомом заболевания становится верхнего отдела позвоночника, связанный с плохим мышечным тонусом. Но после того как ребёнок начнёт ходить, кифоз постепенно исчезнет. Именно в этот момент самым важным является научиться поддерживать спинку ребёнка таким образом, чтобы в дальнейшем предупредить появление горба.

Затем развивается в поясничной области в виде изгиба. В результате всех этих симптомов: большой головы, коротких конечностей, плохого тонуса мышц и довольно слабых суставов, у детей с ахондроплазией происходит задержка в процессах вставания, сидения и самостоятельного хождения. Но, несмотря, на такие отставания в моторике, умственное развитие у них абсолютно нормальное.

А вот врождённая патология зауженных носовых ходов провоцирует развитие у них частых инфекционных ЛОР-заболеваний, которые могут стать причиной глухоты. Маленькие размеры челюсти развивают неправильный прикус зубов.

Очень частыми клиническими признаками ахондроплазии у подростков и взрослых являются жалобы на боли в области поясницы и ногах. Это может быть вызвано частичным давлением со стороны спинномозгового канала на весь спинной мозг. А это, в свою очередь, может спровоцировать паралич ног.

Иногда у новорожденных с ахондроплазией наступает летальный исход во время сна. Врачи предполагают, что причиной смерти является сдавленный спинной мозг в верхней части, который мешает полноценно работать органам дыхания. И всё это связано с анатомическими размерами основания черепа и шейных позвонков, в которых и находится спинной мозг.

Ахондроплазия лечение

Для нормального развития скелета, больным с ахондроплазией, назначают гормонотерапию, так как на сегодня ещё не найдены другие методы лечения этой патологии.

Гормоны могут немного компенсировать дефицит роста и, хоть как-то способствовать этому процессу. Из исследований учёных известно, что рост детей существенно увеличивался после приёма этих препаратов и даже достигал нормальных цифр. Но никто не знает, будет ли это лечение ахондроплазии эффективным для взрослых людей. Поэтому хирургическая операция остаётся основным лечением ахондроплазии, при которой проводят удлинение костей и верхних, и нижних конечностей. Такая методика требует очень длительного лечения, которое может сопровождаться осложнениями. К тому же, такие хирургические операции должны проводиться в специализированных клиниках и специалистами, которые имеют опыт работы в этой области травматологии.

В лечение детей с ахондроплазий врачи пользуются таблицами, по которым контролируют размеры головы и рост тела ребёнка. При сильном увеличении объёма головы можно диагностировать гидроцефалию. И если при обследовании диагноз подтверждается, то нейрохирург проводит шунтирование, чтобы удалить излишнюю жидкость, для ослабления давления на головной мозг.

Также оперативное вмешательство используется для устранения кифоза и кривизны нижних конечностей. А вот чтобы предупредить появление глухоты, которая может возникнуть после перенесенных инфекционных заболеваний, ставят дренаж в область среднего уха с помощью катетера. Стоматологические дефекты решаются постановкой ортодонтических пластин на зубы.

Так как многие больные с ахондроплазией склонны к полноте, а это усугубляет скелетные проблемы, то важным моментом является правильное сбалансированное питание.

Таким образом, можно сделать вывод, что пока не существует определённых методов, которые смогли бы излечить от ахондроплазии, однако над этим вопросом работают учёные-генетики и, возможно, они появятся в скором будущем.

Никто не может быть застрахован от появления на свет больного ребенка. Это стает большим ударом не только для родителей, но и для медицинского персонала. Особенно это касается патологий, которые предупредить и предотвратить невозможно. К таким заболеваниям и относится ахондроплазия.

Ахондроплазия представляет собой генетический недуг, основной характеристикой которого являются короткие конечности, при том, что длина туловища остается нормальной. Среднее значение роста пациента находится на уровне 130 сантиметров, а в некоторых случаях и меньше. Позвоночник у такого больного имеет изогнутую форму, голова большая, а лобные бугры значительно выступают.

Частота развития патологии среди всех новорожденных составляет 1:10000, при этом девочек это касается чаще, нежели мальчиков.

Данная патология излечению не подлежит, а методы полного восстановления роста на сегодняшний день неизвестны. Все способы терапии направлены на то, чтобы свести все негативные проявления заболевания к минимуму.

Причины

В основе этой патологии находятся проблемы процессов образования костей по причине генетического сбоя в формировании эпифизарных хрящей. Клетки зоны роста располагаются беспорядочно, что провоцирует нарушение нормального окостенения, и рост пациента замедляется.

В этом процессе принимают участие только те кости, которые растут по энхондральному типу. Поскольку кости, находящиеся в районе свода черепа образовываются из соединительной ткани, то они растут согласно возрасту и это провоцирует нарушение пропорции и образование специфической формы черепа больного.

Симптомы

Анатомические аномалии становятся заметными уже после рождения младенца. Врачи отмечают у новорожденного такие внешние проявления как:

большой объем голова;
конечности очень короткие.

На голове малыша четко видно, что лоб имеет выпуклую форму, а затылочный и теменной бугор оттопырены. В некоторых случаях диагностируется гидроцефалия. Глазные яблоки посажены глубоко, а расстояние между ними широкое. Форма носа – седловидная, а верхняя часть – широкая. Лоб, как и верхняя челюсть, имеет выступ вперед.

Руки и ноги пациентов, имеющих ахондроплазию, укорочены за счет бедер и плеч. Врачи замечают, что ручками новорожденного можно достать только до пупка. Тело младенца имеет нормальное развитие, изменений в грудной клетке нет, живот выпячен вперед.

Дети с диагнозом ахондроплазия чаще других малышей сталкиваются с ситуацией внезапной смерти во сне. Врачи это объясняют тем, что у таких пациентов сдавливается продолговатый мозг и верхняя часть спинного мозга по причине небольшого диаметра отверстия в затылочной области.

В первые два года жизни у ребенка формируется кифоз в шейно-грудном отделе, который может исчезнуть после того, как ребенок начнет ходить. Все детки с ахондроплазией имеют отставания физического развития, но психическое и интеллектуальное развитие не страдает.

По мере взросления пациента начинают формироваться плосковальгусные стопы , а суставы колена теряют свою стабильность . Взрослые женщины достигают роста в 124 сантиметра, а мужчины – в 131 сантиметр. Стоит отметить, что большинство пациентов с таким диагнозом склонны к набору лишнего веса и страдают от ожирения.

Диагностика

Поскольку внешний вид пациента имеет характерные черты, то врачам поставить диагноз не составляет особого труда. Все дети должны быть осмотрены для оценки тяжести патологии, а полученные данные необходимо записать в сводную таблицу. Ее заполнение важно проводить регулярно, а результаты сверяются с данными нормы, разработанными для пациентов с ахондроплазией.

Также важно провести исследование разных органов. Для этого привлекаются следующие специалисты:

нейрохирург (он рекомендует МРТ и КТ);
отоларинголог;
пульмонолог.

Каждый пациент обязан принести доктору результаты рентгена, по которым врач может подтвердить или опровергнуть диагноз.

На рентгеновском снимке больного, имеющего в анамнезе диагноз ахондроплазия определяют нарушение пропорций между такими частями черепа, как лицевая и мозговая. Отверстие в затылке имеет уменьшенный диаметр, а размеры нижней челюсти и костей свода черепа больше, нежели у здоровых пациентов.

Рентген грудной клетки показывает, что грудина имеет изогнутую форму, ребра утолщены и деформированы. В некоторых случаях определяется отсутствие нормального анатомического изгиба ключицы.

Позвоночник больного на снимке особых изменений не имеет, но физиологические его изгибы выражены слабо, что может повлечь за собой развитие поясничного гиперлордоза.

Снимок таза показывает измененную форму крыла подвздошной кости. Она прямоугольная, развернутая и значительно укорочена.

При проведении рентгенологического исследования сустава врачи могут определить удлинение малоберцовой кости, деформацию и неконгрунэнтность.

Лечение

На сегодняшний день методов полного излечения больных от ахондроплазии в ортопедии не существует. Проводились клинические исследования на тему применения гормона роста, но этот способ свою эффективность не доказал.

пользоваться специальной ортопедической обувью;
заниматься лечебной физкультурой;
проходить курс массажа;
сбросить лишний вес.

Если у пациента руки и ноги очень деформированы, а канал спинного мозга сужен, то ему рекомендуется провести оперативное вмешательство. Для того чтобы провести коррекцию деформации врачи выполняют остеотомию, а при необходимости устранения сужения – ламинэктомию.

В случае удлинения ног для увеличения роста оперативное вмешательство проводится перекрестно в несколько этапов. Это значит, что в первый этап оперируется бедро правой ноги и голень левой, а во втором – наоборот.

За весь курс операций ребенок может вырасти до 28 сантиметров. Терапию начинают в 4 года. В этот период проводятся первые три этапа вмешательства. Реабилитация после каждой операции составляет около 5 месяцев, а перерыв между манипуляциями не должен быть меньше 2-3 месяцев.

Для повторных этапов ребенка приглашают в возрасте 14–15 лет. В это период подросток обязан опять пройти все этапы болезненных процедур.

Увеличение роста (видео)

Причина развития ахондроплазии - это генетическая дистрофия хрящей эпифизарного типа. Мутация гена FGFR3 приводит к хаотичному расположению клеток ростковой зоны, в следствие чего происходит нарушение правильного окостенения хрящей.

Эти процессы вызывают замедление роста костей. Эпифизарные хрящи связаны с костями черепа, трубчатыми костями конечностей. Это сказывается на специфической форме черепа ребёнка и пропорциональному несоответствию конечностей и всего туловища.

Симптомы

Сразу после рождения можно обнаружить самые явные признаки ахондроплазии у новорождённого:

Увеличенная головка,
Выпуклый лоб,
Заметно выпирающие теменные и затылочные бугры,
Широко расставленные глаза,
Глубокое расположение глазных орбит,
Наличие дополнительных складочек на внутренних уголках глаз,
Седловидная приплюснутая форма носа,
Значительное выступление верхней челюсти,
Высокое небо,
Грубый язык,
Короткие ручки и ножки малыша,
Широкие ладони и стопы с короткими пальчиками,
Гидроцефалия,
Сильное выставление ягодиц из-за положения таза кзади,
Небольшая грудная клетка,
Увеличенные миндалины,
Проблемы с дыханием,
Нарушение мышечного тонуса,
Отставание в физическом развитии,
Возможна кривошея,
Нарушения слуха и зрения.

Диагностика ахондроплазии у новорожденного

Диагностировать данное нарушение можно уже в материнской утробе. Генетическую мутацию можно обнаружить во время первого скрининг-исследования.

Если в течение беременности не проводились никакие исследования, то поставить диагноз можно по внешнему виду только что родившегося пациента.

По пере его взросления все показатели роста вписываются в отдельную таблицу, показания которой сверяют со специальной таблицей роста, разработанной специально для детей с диагнозом ахондроплазия.

Для выявления степени тяжести заболевания и обнаружения имеющихся последствий необходимо провести ряд дополнительных исследований:

Магнитно-резонансная томография головы,
Компьютерная томография мозга,
Консультация пульмонолога,
Лор-исследование носоглотки и ушей,
Проверка зрения и слуха,
Рентгеновское изучение черепа и грудной клетки,
Рентгенография позвоночника, тазового сустава и костей конечностей,
УЗИ органов дыхания и брюшной полости,

Осложнения

Смертность при ахондроплазии с учётом летальности во внутриутробном периоде достигает до 30%. Это связано с тем, что у грудничков с таким диагнозом чаще других наблюдается внезапная смерть во сне из-за нарушения дыхания.

Среди других осложнений генетической патологии следует выделить:

Явные косметологические дефекты лица и конечностей,
Нарушение зрения и слуха,
Проблемы с дыханием,
Нарушение функционирования органов малого таза,
Частичная или полная потеря двигательной активности,
Задержка физического развития,
Проблемы с адаптацией и социализацией,
Трудности самостоятельной жизнедеятельности.

Лечение

Что можете сделать вы

К сожалению, в настоящее время не ни одного эффективного способа излечения генетических заболеваний.

Терапия маленьких пациентов с диагнозом ахондроплазия направлена лишь на смягчение множественных осложнений. Для того, чтобы облегчить жизнь своему крохе с таким заболеванием родителям рекомендуется:

Отказаться от использования народной медицины,
Не заниматься самолечением,
Полностью выполнять все врачебные назначения,
Регулярно посещать специалистов,
Проходить санаторно-курортное лечение,
Соглашаться при необходимости на хирургическое вмешательство,
Укреплять детский иммунитет,
Максимально долго сохранять грудное вскармливание.

Что делает врач

Лечение при ахондроплазия имеет симптоматический характер. Оно направлено на снятие болевого синдрома медикаментозным путём. Также ведётся терапия по минимизации осложнений и их последствий. В этих целях могут использоваться различные методы:

Использование гормона роста,
Укрепление мышц и профилактика последующего искривления конечностей при помощи специальных препаратов,
Назначение массажа и лечебной гимнастики,
Ношение специальной ортопедической обуви и корсетов,
Профилактика ожирения,
Различного вида операции - остеотомия, ламинэктомия, удлинение конечностей.

Профилактика

Будущие родители могут обратиться за консультацией к генетику, который может рассчитать риск развития заболевания.

Выявить наличие генной мутации можно и благодаря скринингу, который проводится на 12неделе беременности.

При высоком риске развития ахондроплазии у малыша пара может решить, готова ли она к зачатию или пролонгации беременности.

Во избежание первичных мутаций гена крохи важен правильный образ жизни беременной:

Отказ от курения, употребления алкоголя и наркотиков,
Своевременное выявление и лечение всех заболеваний,
Приём витаминов и медикаментов только по назначению специалистов,
Отказ от самолечения и использования бабушкиных рецептов,
Рациональное сбалансированное питание,
Полноценный отдых,
Умеренные физические нагрузки,
Минимизация рисков травмирования,
Сохранение эмоционального равновесия.

Генетика популяций

Решение типовых задач

Задача 1 . В южноамериканских джунглях живет популяция аборигенов численностью 127 человек (включая детей). Частота группы крови М составляет здесь 64%. Можно ли вычислить частоты группы крови N и MN в этой популяции?

Решение . Для малочисленной популяции нельзя применить математическое выражение закона Харди-Вайнберга, поэтому рассчитать частоты встречаемости генов невозможно.

Задача 2. Болезнь Тей-Сакса, обусловленная аутосом-ным рецессивным геном, неизлечима; люди, страдающие этим заболеванием, умирают в детстве. В одной из больших популяций частота рождения больных детей составляет 1:5000. Изменится ли концентрация патологического гена и частота этого заболевания в следующем поколении данной популяции?

Решение

Признак	Ген	Генотип
Болезнь Тей-Сакса		аа
Норма

Производим математическую запись закона Харди-Вайнберга

р + q - 1, р 2 .+ 2 pq + q 2 = 1.

р частота встречаемости гена А;

q частота встречаемости гена а;

р 2 частота встречаемости доминантных гомозигот

(АА);

2 pq частота встречаемости гетерозигот (Аа);

q 2 частота встречаемости рецессивных гомозигот (аа).

Из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости больных детей (аа), т. е. q 2 = 1/5000.

Ген, вызывающий данное заболевание, перейдет к следующему поколению только от гетерозиготных родителей, поэтому необходимо найти частоту встречаемости гетерозигот (Аа), т. е. 2 pq .

q = 1/71, р = l - q - 70/71, 2 pq = 0,028.

Определяем концентрацию гена в следующем поколении. Он будет в 50% гамет у гетерозигот, его концентрация в генофонде составляет около 0,014. Вероятность рождения больных детей q 2 = 0,000196, или 0,98 на 5000 населения. Таким образом, концентрация патологического гена и частота этого заболевания в следующем поколении данной популяции практически^не изменится (уменьшение незначительное).

Задача 3. Врожденный вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантность гена 25%. Заболевание встречается с частотой 6:10000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите число гомозиготных особей по рецессивному гену.

Решение . Оформляем условие задачи в виде таблицы:

Признак	Ген	Генотип
Норма		аа
Вывих бедра

Таким образом, из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости генотипов АА и Аа, т. е. р 2 + 2 pq . Необходимо найти частоту встречаемости генотипа аа, т. е. q 2 .

Из формулы p 2 - t - 2 pq + q 2 = l ясно, что число гомозиготных по рецессивному гену особей (аа) q 2 = 1 (p 2 + 2 pq ). Однако приведенное в задаче число больных (6:10 000) представляет собой не р 2 + 2 pq , а лишь 25% носителей гена А, истинное же число людей, имеющих данный ген, в четыре раза больше, т. е. 24: 10 000. Следовательно, р 2 + 2 pq = 24:10 000. Тогда q 2 (число

гомозиготных по рецессивному гену особей) равно 9976:10 000.

Задача 4 . Система групп крови Кидд определяется аллельными генами Ik a и Ik в . Ген Ik а является доминантным по отношению к гену Ik в и лица, имеющие его, являются кидд-положительными. Частота гена Ik а среди населения г. Кракова составляет 0,458 (В. Соха, 1970).

Частота кидд-положительных людей среди негров составляет 80%. (К. Штерн, 1965). Определите генетическую структуру популяции г. Кракова и негров по системе Кидд.

Решение . Оформляем условие задачи в виде таблицы:

Признак	Ген	Генотип
Кидц-положительная кровь	Ik α	lk α lk α ;lk β lk β .
Кидд-отрицательная кровь	Ik β	Ik β Ik β

Производим математическую запись закона Харди-Вай-нберга: - р + q = I , p 2 + 2 pq + q 2 = 1.

р частота встречаемости гена Ik α ;

q частота встречаемости гена Ik β ; . р 2 частота встречаемости доминантных гомозигот (Ik α lk α );

2 pq частота встречаемости гетерозигот (Ik α Ik β );

q 2 частота встречаемости рецессивных гомозигот (Ik β Ik β ).

Таким образом, из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости доминантного гена в популяции Кракова р = 0,458 (45,8%). Находим частоту встречаемости рецессивного гена: q = 1 0,458 = 0,542 (54,2%). Рассчитываем генетическую структуру популяции г. Кракова: частота встречаемости доминантных гомозигот р 2 = 0,2098 (20,98%); частота встречаемости гетерозигот 2 pq = 0,4965 (49,65%); частота встречаемости рецессивных гомозигот Q 2 = 0,2937 (29,37%).

Для негров, из условия задачи, нам известна частота встречаемости доминантных гомозигот и гетерозигот (при

знак доминантный), т.е. р 2 +2 pq =0,8. Согласно формуле Харди-Вайнберга, находим частоту встречаемости рецессивных гомозигот (Ik β Ik β ): q 2 =1р 2 +2 pq =0,2 (20%). Теперь определяем частоту рецессивного гена Ik β : q =0,45 (45%). Находим частоту встречаемости гена Ik α : р=1-0,45=0,55 (55%); частоту встречаемости доминантных гомозигот (Ik α Ik α ): р 2 = 0,3 (30%); частоту встречаемости гетерозигот (Ik α Ik β ): 2 pq = 0,495 (49,5%).

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Задача 1 . Дети, больные фенилкетонурией, рождаются с частотой 1:10000 новорожденных. Определите процент гетерозиготных носителей гена .

Задача 2 . Альбинизм общий (молочно-белая окраска кожи, отсутствие меланина в коже, волосяных луковицах и эпителии сетчатки) наследуется как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1: 20 000 (К. Штерн, 1965). Определите процент гетерозиготных носителей гена.

Задача 3 . Наследственная метгемоглобинемия аутосомный рецессивный признак встречается у эскимосов Аляски с частотой 0,09%. Определите генетическую структуру популяции по данному признаку.

Задача 4 . Люди с группой крови N среди населения Украины составляют 16%. Определите частоту групп М и MN .

Задача 5 . У папуасов частота группы крови N составляет 81%. Определите частоту групп М и MN в этой популяции.

Задача 6. При обследовании населения южной Польши обнаружено лиц с группами крови: М 11163, MN 15267, N 5134. Определите частоту генов L N и L M среди населения южной Польши.

Задача 7 . Заболеваемость подагрой составляет 2%; она обусловлена доминантным аутосомным геном. По некоторым данным (В.П. Эфроимсон, 1968), пенетрантность гена подагры у мужчин равна 20%, а у женщин 0%.

Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку.

Задача 8. В США около 30% населения ощущает горький вкус фенилтиокарбамида (ФТК), а 70% нет. Способность ощущать вкус ФТК детерминируется рецессивным геном а. Определите частоту аллелей А и а в данной популяции.

Задача 9 . Одна из форм фруктозурии наследуется как аутосомно-рецессивный признак и встречается с частотой 7: 1000000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.

Задача 10. Определите частоту встречаемости альбиносов в большой по численности африканской популяции, где концентрация патологического рецессивного гена составляет 10%.

Задача 11. Аниридия (отсутствие радужной оболочки) наследуется как аутосомно-доминантный признак и встречается с частотой 1:10 000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.

Задача 12 . Эссенциальная пентозурия (выделение с мочой L -ксилулозы) наследуется как аутосомно-рецессивный признак и встречается с частотой 1: 50 000 (Л.О.Бадалян, 1971). Определите частоту встречаемости доминантных гомозигот в популяции.

Задача 13. Алькаптонурия (выделение с мочой гомо-гентизиновой кислоты, окрашивание хрящевых тканей, развитие артритов) наследуется как аутосомно-рецессивный признак с частотой 1:100000 (В. П. Эфроимсон, 1968). Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.

Задача 14 . Группы крови по системе антигенов М и N (М, MN , N ) детерминируются кодоминантными генами L N и L M . Частота встречаемости гена L M у белого населения США составляет 54%, у индейцев 78%, у эскимосов Гренландии 91%, у австралийских аборигенов 18%. Определите частоту встречаемости группы крови MN в каждой из этих популяций.

Задача 15 . На пустынный островок случайно попало одно зерно пшеницы, гетерозиготной по гену А. Зерно взошло и дало начало серии поколений, размножающихся путем самоопыления. Какова будет доля гетерозиготных растений среди представителей первого, второго, третьего; четвертого поколений, если детерминируемый геном признак не влияет на выживаемость растений и на их размножение?

Задача 16 . Альбинизм у ржи наследуется как аутосомно-рецессивный признак. На обследованном участке среди 84 000 растений обнаружено 210 альбиносов. Определите частоту встречаемости гена альбинизма у ржи.

Задача 17 . На одном из островов было отстреляно 10 000 лисиц. 9991 из них оказались рыжего цвета (доминантный признак) и 9 особей белого цвета (рецессивный признак). Определите частоту встречаемости генотипов гомозиготных рыжих лисиц, гетерозиготных рыжих и белых в данной популяции.

Задача 18. В большой по численности популяции частота гена дальтонизма (рецессивный, сцепленный с X -хромосомой признак) среди мужчин составляет 0,08. Определите частоту встречаемости генотипов доминантных гомозигот, гетерозигот, рецессивных гомозигот у женщин данной популяции.

Задача 19 . У крупного рогатого скота породы шот-горн масть наследуется как аутосомный признак с неполным доминированием: гибриды от скрещивания красных и белых животных имеют чалую масть. В районе N , специализированном на разведении шотгорнов, зарегистрировано 4169 красных животных, 3780 чалых и 756 белых. Определите частоту генов, обусловливающих красную и белую окраску скота в данном районе.

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Задача 1. Определите тип наследования

Решение. Признак встречается в каждом поколении. Это сразу исключает рецессивный тип наследования. Так как данный признак встречается и у мужчин и у женщин, то это исключает голандрический тип наследования. Остается два возможных типа наследования: аутосомно-доминантный и сцепленный с полом доминантный, которые очень схожи. У мужчины II 3 есть дочери как с данным признаком (III 1, III 5, III 7), так и без него (III -3), что исключает сцепленный с полом доминантный тип наследования. Значит, в данной родословной аутосомно-доминантный тип наследования.

Задача 2

Решение. Признак встречается не в каждом поколении. Это исключает доминантный тип наследования. Так как признак встречается и у мужчин и у женщин, это исключает голандрический тип наследования. Для исключения сцепленного с полом рецессивного типа наследования необходимо рассмотреть схему брака Ш3 и III 4 (у мужчины и женщины признак не встречается). Если допустить, что генотип мужчины X A Y , а генотип женщины Х А Х а , у них не может родиться дочь с данным признаком (Х а Х а ), а в данной родословной есть дочь с таким признаком IV -2. Учитывая встречаемость признака в равной степени и у мужчин и у женщин и случай близкородственного брака, можно заключить, что в данной родословной имеет место аутосомно-рецессивный тип наследования.

Задача 3. Конкордантность монозиготных близнецов по массе тела составляет 80%, а дизиготных 30%. Каково соотношение наследственных и средовых факторов в формировании признака?

Решение. По формуле Хольцингера рассчитаем коэффициент наследуемости:

КМБ%-КДБ%

100%-КДБ%

Н =

80% - 30%

100%-30%

Так как коэффициент наследуемости равен 0,71, то в формировании признака большую роль играет генотип.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Задача 1 . Определите тип наследования.

Задача 2 . Определите тип наследования.

Задача 3 . Определите тип наследования.

Задача 4. Группы крови по системе АВО у монозигот

ных близнецов совпадают в 100% случаев, а у дизигот-ных близнецов - в 40%. Чем определяется ко4фицГнт наследуемости - средой или наследственностью?

Задача 5 . Рахит, устойчивый к витамину D (гипофосфатемия), - наследственная болезнь, обусловленная доминантным геном, локализованным в Х-хромосоме. В семье, где отец страдает этим заболеванием, а мать здоро ва, имеются 3 дочери и 3 сына. Сколько среди них может быть больных?

Задача 6. Одинаков ли состав белков у двух монозиготных близнецов, если в их клетках не было мутаций?

Задача 7. Какие из перечисленных признаков характеризуют аутосомно-доминантный тип наследования: а) заболевание одинаково часто встречается у женщин и у мужчин; б) заболевание передается от родителей детям в каждом поколении; в) у больного отца все дочери больны; г) сын никогда не наследует заболевание от отца; д) родители больного ребенка здоровы?

Задача 8. Какие из перечисленных признаков, характеризуют аутосомно-рецессивный тип наследования: а) заболевание одинаково часто встречается у женщин и у мужчин; б) заболевание передается от родителей детям в каждом поколении; в) у больного отца все дочери больны; г) родители являются кровными родственниками; д) родители больного ребенка здоровы?

Задача 9 . Какие из перечисленных признаков характеризуют доминантный, сцепленный с Х-хромосомой тип наследования: а) заболевание одинаково часто встречается у женщин и у мужчин; б) заболевание передается от родителей детям в каждом поколении; в) у больного отца все дочери больны; г) сын никогда не наследует заболевание от отца; д) если больна мать, то независимо от пола вероятность рождения больного ребенка равна 50% ?