Знайте свои гены
Шрифт:
Рис. 8. Хромосомная инверсия.
Хромосома может разорваться в двух местах и вновь восстановить свою целостность, после того как вырванный участок перевернулся на 180°.
Поскольку функция генов, по крайней мере в некоторой степени, определяется их положением в хромосоме, этот процесс называемый инверсией, может сопровождаться (но может и не сопровождаться) неприятными последствиями. В зависимости от вовлеченной в процесс хромосомы инверсия влечет за собой такие дефекты, как тяжелая умственная отсталость, слишком маленькая голова (микроцефалия), врожденный порок сердца и другие серьезные врожденные дефекты. Инверсия может быть и наследственной. Другие сложные структурные аномалии хромосом обычно встречаются редко.
Делеция хромосом
Иногда часть хромосомы может просто оторваться и исчезнуть; это явление получило название делеции. И снова в зависимости от размера выпавшей части и от того, какая хромосома вовлечена в процесс, могут возникнуть различные врожденные дефекты. Природа этих дефектов варьирует — от незначительных до в высшей степени серьезных. Мне живо помнится поразительный случай, с которым я встретился, когда работал в Лондоне: делеция произошла в 5-й хромосоме.
Одна молодая женщина по имени Мэри (в то время ей было 27 лет) решила проконсультироваться со мной по весьма необычному поводу. За две недели до этого она пригласила в дом водопроводчика для мелкого ремонта. Ее ребенку было тогда четыре недели от роду. Занимаясь починкой раковины на кухне, водопроводчик спросил, не завела ли Мэри себе котенка. Мэри возмутилась, потому что за мяуканье котенка водопроводчник принял крик ее ребенка. Однако в последующие две недели ее внимание все больше и больше привлекал К себе крик ребенка, который и в самом деле чрезвычайно Напоминал крик кошки. Поскольку Мэри к тому же испытывала большие трудности при кормлении ребенка, она решила, что необходимо посоветоваться с врачом.
Она начала с жалоб на то, что ребенок очень плохо ест, но скоро стало ясно, что главное, чем она была озабочена, это его ненормальный крик. Ее беременность протекала совершенно нормально. Случаев наследственных болезней в истории семьи не было.
Приступив к обследованию ребенка, я нашел, что он отстает в весе. Его крик действительно весьма напоминал крик кошки. Кроме того, лицо у него было крупнее обычного, глаза слишком широко расставлены, мизинцы на обеих руках слегка искривлены. Прослушивались также шумы в сердце.
Клинический диагноз, который я весьма неохотно и с горечью поставил, был синдром «кошачьего крика», в то время еще очень трудно распознаваемый. Анализ хромосом ребенка подтвердил диагноз, а вместе с ним и горькие прогнозы о тяжелой умственной и физической отсталости, которые и проявились в ближайшие же месяцы и — годы.
Разрывы хромосом
Разрывы хромосом могут быть вызваны многими внешними факторами. В 1971 г. один американский исследователь из штата Оклахома впервые сообщил о случаях разрывов хромосом у некоторых больных, получивших большие дозы специфических липких аэрозолей.
Это сообщение привлекло к себе всеобщее внимание, и Федеральная инспекция пищевой промышленности, лекарственных продуктов и инсектицидов (ФПЛ) почти тотчас же запретила употребление специфических липких аэрозолей. Многие лаборатории в США были наводнены запросами об опасностях, угрожающих населению при их применении, и просьбами об исследовании хромосом. Поскольку исследования в Оклахоме носили предварительный характер и сравнения с достаточным количеством здоровых людей не было проведено, дать какие-либо руководящие советы заинтересованным лицам не представлялось возможным. В связи с этим многие подверглись обследованиям, но почти у всех хромосомы оказались в норме. Весной 1974 г. влиятельный медицинский журнал, выходящий в Новой Англии, опубликовал доклад о результатах хорошо документированного обследования людей, применяющих липкие аэрозоли в большом количестве. Как оказалось, особых повреждений хромосом не было. На этом основании запрет с применения аэрозолей был снят, и в дальнейшем никаких проблем не возникало.
Разрывы хромосом могут быть вызваны многими другими экзогенными факторами. Определенная доза облучения рентгеновскими лучами, полученная, скажем, при серийном рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта, способна привести к разрыву хромосом в циркулирующих кровяных клетках. Но обычно это повреждение временное и не порождает проблемы наследования дефекта. Однако облучение рентгеновскими лучами эмбриона или плода может иметь серьезные последствия (см. гл. 10). Обычная вирусная инфекция также может повлечь за собой повреждение некоторых хромосом, но опять же без тяжелых последствий в будущем. Повреждению хромосом способствуют и различные лекарства, в том числе ЛСД; на этом вопросе мы остановимся подробнее в гл. 11.
В сущности, все обсуждение в этой главе ограничивалось рассмотрением 44 аутосом. К несчастью, оставшиеся две половые хромосомы порождают гораздо больше проблем. Знакомство с ними является целью обсуждения в следующей главе.
Глава 3
Половые хромосомы
В отличие от достаточно распространенного мнения функция половых хромосом не сводится к простому «определению» пола, который мы получаем при рождении. Конечно, проблемы бесплодия, отсутствия или ненормального протекания менструальных периодов и половое бессилие — все это может проистекать из нарушений, связанных с аномалиями половых хромосом. Но, кроме того, по еще непонятным пока причинам аномалии половых хромосом часто оказывают задерживающее влияние на развитие и функционирование мозга.
Как уже говорилось выше, каждая из наших клеток содержит 46 хромосом, две из них связаны с полом. Мы отмечали, что женские половые хромосомы обозначаются символом X и у женщин в норме две Х-хромосомы (XX). Мужская половая хромосома обозначается символом Y; в норме мужчина имеет в каждой клетке одну X- и одну Y-хромосомы (XY). Однако как мужчина, так и женщина могут родиться с лишними X-или Y-хромосомами; одна X- или Y-хромосомы могут также отсутствовать. Механизм возникновения числовых аномалий половых хромосом такой же, как уже описанный в предыдущей главе для аутосом.
Индивиды, обладающие Y-хромосомой, всегда будут выглядеть как особи мужского пола [11] , даже если у них имеются две, три и четыре Х-хромосомы. Мужчина, лишенный Y-хромосомы, встречается чрезвычайно редко. Однако в одной из новейших работ высказывается мысль, что такой индивидуум, вероятно, имеет какой-то сегмент Y-хромосомы, транслоцированный на другую хромосому и потому трудно различимый, и сила детерминирующего пол гена, заключенного в этой крошечной частичке Y-хромосомы, все еще оказывает свое воздействие.
11
Это не совсем точное утверждение, поскольку существует заболевание, называемое тестикулярной феминизацией, при котором мужской хромосомный набор (46, XY) обнаруживается у индивидов с женским фенотипом. — Прим. ред.
Половые хромосомы, как и аутосомы, могут разрываться и подвергаться делеции. Человек при рождении может быть наделен как клетками с нормальными, так и клетками с аномальными хромосомами. Это уже описанный выше мозаицизм — довольно частое явление при нарушениях в системе половых хромосом. И действительно, дети с аномалиями половых хромосом встречаются с частотой по меньшей мере один на каждые 50 рождений!
В 1942.г. врач X. Клинефельтер описал группу из девяти больных мужчин с ненормально развитыми молочными железами, очень малыми семенниками и отсутствием сперматозоидов. Некоторые половые гормоны, найденные в их моче, обычно обнаруживали у кастрированных мужчин. У них было женское телосложение, и они напоминали евнухов.
Такое состояние встречается не столь уж редко, но обычно проявляется и диагносцируется только после достижения половой зрелости. Мужчины, страдающие этой болезнью, как правило, бывают ростом выше нормального, но в интеллектуальном отношении отстают. Многие из них не способны выполнять писаные и неписаные правила общественного поведения. Нередко они осуждаются за небольшие преступления и половые извращения, а многие из них в конце концов оказываются в психиатрических больницах или в тюрьмах. Почти все они страдают бесплодием.
В 1956 г., примерно через 14 лет после установления Клинефельтером клинических признаков этого нарушения, сразу несколько групп исследователей, работавших в разных странах, открыли, что эти больные мужчины имеют лишнюю Х-хромосому, вследствие чего их половая хромосомная формула оказалась XXY, вместо обычной XY, как у нормальных мужчин.
Я вспоминаю своего первого больного с хромосомным набором XXY, или синдромом Клинефельтера.
Джои (ему в то время было 16 лет) привели ко мне на прием родители, обеспокоенные тем, что у сына очень сильно развились молочные железы. Они рассказали, что Джои рос тихим, замкнутым ребенком, который тяжело переносил компанию других детей и часто в школе и дома проявлял эмоциональные и поведенческие нарушения. Ему трудно давалось учение, и к тому времени он отстал от своих сверстников на три года.
Джои с детства рос слишком быстро и ко времени беседы со мной был намного выше мальчиков своего возраста. Единственным аномальным физическим признаком, о котором упомянули родители, была кривизна его мизинцев. При обследовании я обнаружил, что у него увеличены молочные железы, а семенники значительно уменьшены. Он произвел впечатление совершенно незрелого человека, считать его умственные способности нормальными можно было только с большой натяжкой.
Исследование хромосом показало у Джои наличие трех половых хромосом, из них одна — лишняя Х-хромосома. Поставленный диагноз оказался очень важным, поскольку некоторыми возможностями лечения этой болезни мы теперь располагаем. Больному для лечения был до конца жизни прописан прием мужских гормонов. Очень скоро у него стала нормальная мужская грудь. Постепенно он становился более энергичным и способным вести нормальную половую жизнь, хотя и остался неспособным к деторождению.