С нарушениями психофизического развития

Учебное пособие

Минск 2001

Аннотация

К учебному пособию Л.М. Кукушкиной «Генетические и клинические особенности детей с нарушениями психофизического развития»

В доступной форме излагаются необходимые сведения о генетических причинах возникновения генных и хромосомных болезней. Изложены клинические симптомы наследственных хромосомных и генных болезней; типы наследования моногенных болезней.

Предлагаются практические задания для самостоятельной подготовки студентов.

Адресуется студентам дефектологического факультета.

ВВЕДЕНИЕ

На дефектологическом факультете педагогического университета читается курс «Основы генетики в дефектологии». Существенная роль генетических факторов в происхождении психического недоразвития, сенсорных нарушений, речевых расстройств и отклонений в эмоционально-волевой сфере у детей в настоящее время достаточно аргументирована. Специалисты–дефектологи должны строить свою работу с такими детьми на основе причин, характера и структуры дефекта. В связи с этим, целью курса «Основы генетики в дефектологии» является формирование у студентов знаний о причинах и механизмах формирования отклонений в развитии и разработка методов коррекции с учетом прогноза наследственно обусловленных заболеваний органов слуха, зрения, интеллекта.

В пособии рассматриваются наиболее важные вопросы, которые являются необходимой предпосылкой квалифицированного и эффективного педагогического воздействия на больного ребенка. В содержании темы «Хромосомные болезни человека» рассматриваются генетические особенности и фенотипические признаки синдромов, обусловленных геномными и хромосомными мутациями. В содержании темы «Наследственные генные болезни» раскрываются генетические особенности и фенотипические признаки наследственных генных болезней.

Для эффективной организации самостоятельной работы студентам предлагаются вопросы и практические задания для самоконтроля и самостоятельной подготовки. В заданиях предусмотрена самостоятельная поисковая деятельность студентов в соответствии с современными требованиями к уровню подготовки специалистов. Выполнение таких заданий способствует более глубокому пониманию и прочному усвоению важнейших основ теории.

Таким образом, пособие содержит материалы, которые помогут студентам–дефектологам усвоить объем теоретических знаний, необходимых для определения методов коррекционной работы на основе понимания причин, характера и структуры дефекта.

Настоящее пособие составлено в соответствии с программой данного курса на материале лекций, прочитанных автором в течение ряда лет.

Хромосомные болезни человека

В ядрах соматических клеток человека присутствует диплоидный набор хромосом, содержащий 46 хромосом, т.е. 23 пары. Из них 22 пары – аутосомы и одна пара половых хромосом (XX – у женщин и XY – у мужчин). Совокупность хромосом клетки, характеризующаяся их числом, размером и формой называется кариотипом. Хромосома – это ДНК, связанная с белками гистонами. Благодаря спирализации ДНК и упаковке белками длинная молекула ДНК на стадии метафазы митоза максимально укорачивается. Митотическая хромосома состоит из двух сестринских хроматид и центромеры. В зависимости от расположения центромеры хромосомы морфологически разделяют на метацентрические – центромера расположена посередине хромосомы, субметацентрические – центромера больше смещена к одному из краев и акроцентрические – центромера расположена в теломерном участке хромосомы. В начале семидесятых годов был разработан метод дифференциальной окраски хромосом. Схематическое изображение дифференциальной G–окраски хромосом представлено на рис. 1.

Каждая хромосома человека содержит только ей свойственную последовательность полос, что позволяет точно идентифицировать каждую хромосому. Поперечная исчерченность хромосом есть результат неравномерной конденсации гетеро (высокоспирализованная ДНК) и эухроматина (релансированная ДНК) на протяжении всей длины хромосомы. Хромосомы в метафазе максимально конденсированы.

Хромосомные болезни – группа патологических состояний, обусловленных изменениями в хромосомном наборе. По характеру изменений в наборе хромосом выделяют геномные и хромосомные мутации.

Геномные мутации связаны с нарушением числа хромосом в кариотипе. Могут быть двух видов: полиплоидными и анеуплоидными.

Полиплоидия – изменение числа хромосом в кариотипе, кратное гаплоидному набору (3n, 4n).

Рис. 1. Схематическое изображение дифференциальной G–окраски хромосом

Анеуплоидия (гетероплоидия) – изменение числа хромосом в кариотипе некратно гаплоидному набору. В результате гетероплоидии возникают особи с аномальным числом хромосом: моносомики (2n-1), полисомики, тетрасомики и т.д. Данные по частоте геномных мутаций у человека приведены в таблице 1.

Таблица 1

Нарушения, связанные с различными типами

анеуплоидии у человека (по Айала, 1988)

Хромосомы	Синдромы	Частота среди новорожденных
Аутосомы
Трисомия 21	Дауна	1/700
Трисомия 13	Патау	1/5 000
Трисомия 18	Эдвардса	1/10 000
Половые хромосомы (женские)
ХО, Моносомия	Тернера	1/500
ХХХ, Трисомия	ХХХ-синдром	1/700
Половые хромосомы (мужские)
ХХУ	Клайнфельтера	1/500
ХХУУ	Клайнфельтера	1/500
ХУУ	Дубль У	1/1 000

Механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе (анафаза-I и анафаза-II), в результате чего образуются аномальные гаметы (по количеству хромосом), после оплодотворения которых возникают гетероплоидные зиготы (рис. 2).

Хромосомные мутации (хромосомные перестройки, хромосомные аберрации) приводят к изменению числа, размеров и организации хромосом.

Известны перестройки разных типов (рис. 3):

1. делеция –выпадение участка хромосомы;

2. дупликация– дважды или многократно повторяющийся набор генов, локализованных в определенном участке хромосомы;

3. инверсия – поворот участка хромосомы на 180 градусов;

4. транслокации – межхромосомные перестройки, при которых участок хромосомы перемещается на другое место гомологичной или негомологичной хромосомы.

Рис. 2. Схематическое изображение нерасхождения одной пары хромосом в I мейотическом делении (Н.П. Бочков и др., 1984); А – мейотическое деление I и II; Б – зиготы: 1 – трисомия, 2 – моносомия

Выделяют несколько типов транслокаций:

· реципрокные – взаимный обмен участками негомологичных хромосом;

· нереципрокные (транспозиции) – участок хромосомы изменяет свое положение или включается в другую хромосому без взаимного обмена (рис. 4а,б);

· центрические (робертсоновские) – происходят при слиянии двух центромер негомологичных акроцентрических хромосом, с образованием одной мета- или субметацентрической хромосомы (рис.4в,г).

Рис. 3. Схематическое изображение перестроек разного типа

Г Б А Транслокация 7/14 Транслокация 14/14
Транслокация 14/21 B	Транслокация 21/22
Рис. 4. Типы транслокаций

Для обозначения хромосомных перестроек разработана специальная номенклатура (табл. 2)

Таблица 2

Номенклатурные символы для обозначения хромосомных перестроек

Делеция	del	Транслокация	t
Дупликация	dup	Реципрокная транслокация	rep
Инверсия	inv	Робертсоновская транслокация	rob

Все символы перестроек помещают перед обозначением измененных хромосом, а перестроенные хромосомы заключают в скобки: 46XXdel(Xq) – женский кариотип с 46 хромосомами и делецией длинного плеча Х-хромосомы.

Аномалии в системе аутосом

В случае гетероплоидии особенно тяжелы моносомии. Моносомии по аутосомам заканчиваются летально еще в первые дни эмбрионального развития или приводят к гибели зародыша на более поздних стадиях (спонтанные аборты). Полные трисомии описаны у человека по большому количеству хромосом: 8, 9, 13, 14, 18, 21, X, Y. Наиболее изученными синдромами, в основе которых лежат нарушения в системе аутосом (геномные мутации, хромосомные мутации) являются трисомии 21, 13, 18, транслокационная форма Дауна, синдром «кошачьего крика», в системе половых хромосом трисомии XXY, XXX, XYY и моносомия XO.

болезнь дауна

(трисомия 21; 47,XX(XY)+21)

Диагностика болезни Дауна уже у новорожденного не вызывает затруднений (рис. 5). При болезни Дауна встречается от 9 до 29 соматических аномалий. Чаще при этом синдроме имеются:

· Брахицефальный череп со сглаженным затылком и уплощенным лицом, эпикант;

· Пятна Брушфильда (светлые пятна на радужке);

· Маленькие недоразвитые ушные раковины;

· Увеличенный «складчатый» язык;

· Широкие кисти с короткими пальцами и укороченными искривленными пятыми пальцами (клинодактилия);

· Поперечная борозда на одной или обеих ладонях («обезьянья складка»);

· Расширенные промежутки между 1 и 2-м пальцами стоп.

Рис.5. Симптомы трисомии 21

Интеллектуальный дефект больных углубляется с возрастом. Известно, что примерно у 60% детей с болезнью Дауна имеются разные формы глазной патологии а у 70% обнаруживают тугоухость.

Большое внимание в последние годы уделяется изучению патогенеза синдрома Дауна. В настоящее время предложена объединенная генетическая гипотеза синдрома Дауна и болезни Альцгеймера. В статусе таких больных выявляется преждевременное старение, преобладание дегенеративных сосудистых нарушений, сахарный диабет, катаракта, липофусциноз, амилоидоз, избирательное повреждение холинергических нейронов в базальных ганглиях, склонность к злокачественным новообразованиям, специфические нарушения слуха и другие признаки, а главное – характерные нарушения интеллекта, напоминающие таковые при старческой болезни Альцгеймера.

Использование цитогенетичеcких методов исследования показало, что примерно 80% всех случаев простой трисомии 21 имеет материнское происхождение и около 20% – отцовское. При этом лишь 20% всех случаев «материнского» синдрома Дауна обусловлено нерасхождением хромосом 21-ой пары во втором делении мейоза, а остальные – ошибками первого деления мейоза.

Болезнь дауна транслокационной формы

Транслокационные формы синдрома Дауна наблюдаются в 3-4% случаев. Число хромосом в данном варианте болезни нормальное – 46, так как дополнительная хромосома 21 транслоцирована на аутосомы 13, 14, 15 и 22 (рис.6)

Рис. 6. Транслокация 14/21.

При транслокационном варианте синдрома Дауна один из фенотипически здоровых родителей может быть носителем сбалансированной транслокации. В кариотипе этих родителей имеется по 45 хромосом. Одна хромосома состоит как бы из двух частей и содержит генетический материал недостающей хромосомы (рис.8), поэтому при общем числе хромосом, равном 45, нет утери генетического материала, а перестройка сбалансирована. Примерно в 1/3 всех случаев транслокационный вариант синдрома Дауна имеет наследственный характер. Выявление у кого-либо из родителей сбалансированной транслокации определяет необходимость пренатальной диагностики.

Синдром эдвардса

(трисомия 18; 47, XX(XY)+18 )

При кариологичеком обследовании больных выявляется лишняя хромосома из группы Е (хромосома 18), (рис. 7).

Рис. 7. Симптомы трисомии 18

Фенотипические проявления синдрома Эдвардса довольно характерны:

· Долихоцефальный череп, сдавленный с боков, с низким лбом и широким выступающим затылком;

· Глазные щели узкие; эпикант;

· Нижняя челюсть маленькая, скошена назад (микроретрогнатия);

· Рот маленький, треугольной формы с короткой верхней губой;

· Шея короткая, с крыловидной складкой.

Аномалии опорно-двигательного аппарата:

· Кисти и пальцы короткие, пятые пальцы искривлены, пальцы сжаты в кулак, второй и пятый пальцы расположены сверху и прикрывают прижатые к ладони второй и четвертый пальцы;

· Первый палец стопы короткий и широкий, синдактилия второго и третьего пальцев;

· Форма стопы в виде «качалки».

Почти 95% больных имеют пороки сердца, крупных сосудов, мочеполовой системы, аномалии органов пищеварения. Прогноз для жизни неблагоприятный.

Синдром патау

(трисомия 13; 47, XX(XY)+13 )

При кариологическом анализе соматических клеток больных выявляется лишняя хромосома из группы D (хромосома 13) (рис. 8).

Клиническая картина типична:

· Микроцефальный череп с низким скошенным лбом и вдавленными височными областями;

· Глазные щели узкие, расположены горизонтально, растояние между ними уменьшено (гипотелоризм), почти всегда встречается глазная патология;

· Ушные раковины расположены низко, маленькие мочки прижаты к голове, завитки неправильной формы;

· Череп с углублениями в теменно-затылочной области, растояние между теменными буграми увеличено;

· Демонстративным признаком синдрома Патау являются «заячья губа» и «волчья пасть». Расщелины могут быть как двусторонними, так и односторонними. Почти всегда расщепление верхней губы сопровождается расщелиной неба.

Рис. 8. Симптомы трисомии 13

Аномалии костно-мышечной системы:

· Полидактилия на верхних и нижних конечностях;

· Второй и четвертый пальцы согнуты, приведены к ладони и перекрыты первым и пятым пальцами ;

· Выявляются дефекты развития практически всех систем и органов;

· Мозг часто не разделен на полушария, гипоплазия лобных долей, мозжечка.

У 50% больных выявляются пороки развития мочевыводящих путей: кистозная почка , гидронефроз, дисплазия почек, у 50% девочек находят удвоение влагалища и двурогую матку с гипоплазией яичников. Прогноз для жизни неблагоприятный.

Синдром «кошачьего крика»

(синдром 5р–)

Наиболее частый из всех синдромов делеции аутосом – синдром делеции короткого плеча хромосомы 5. У больных при кариологическом анализе обнаруживается укорочение короткого плеча одной из хромосом группы В (рис.9)

Рис. 9. Симптомы делеции короткого плеча хромосомы 5

Фенотипичекими признаками синдрома являются:

· Микроцефалия;

· Круглое «лунообразное» лицо в первые годы жизни и узкое лицо в более старшем возрасте;

· Антимонголоидный разрез глаз, эпикант, косоглазие, катаракта, очаги пигментации сетчатки, атрофия зрительных нервов;

· Плоская спинка носа, высокое небо;

· Ушные раковины деформированы;

· Синдактилия пальцев ног, косолапость, мышечная гипотония;

· Своеобразный симптом – плач при рождении, напоминающий крик кошки. Он присутствует у детей первого года жизни. Обусловлен нарушением деятельности центральной нервной системы и изменениями гортани (уменьшение надгортанника, сужение гортани, отечность слизистой оболочки).

Прогноз для жизни зависит от выраженности симптомов. Многие больные доживают до подросткового возраста. Умственная отсталость всегда глубокая. Окончательный диагноз устанавливается в результате исследования кариотипа.