Dedičné choroby človeka

Dedičné choroby človeka
 
Úvod
V tomto projekte by som si dovolil špecifikovať genetické (dedičné) choroby. Na začiatku všeobecne opisujem genetické ochorenia a postupne sa  dostávam k opisu chromozómových porúch, monogénych podmienených chorôb, mitochondriálnych,  X-chromozomálnych  ochorení a autozomálych dominantných a recesívnych ochoreniach.  Po  tomto opise som sa zameral na syndrómy ako prvý som si vybral downov syndróm, ktorý je najznámejší a postupne som sa zameral aj na ďalšie ako sú: edwardsov, klinefelterov, patauov a na koniec turnerov syndróm. Nahliadol som aj do témy liečba,  ale liečba existuje len pre veľmi malé percento genetických chorôb. Na záver som trochu priblížil spôsoby diagnostiky genetických chorôb.

Genetické, dedičné ochorenia
Pod geneticky podmienenými ochoreniami rozumieme ochorenia, ktoré sú spôsobené zmenou stavby jednotlivých úsekov DNA (génov) alebo väčších oblastí molekuly DNA. V DNA sú zapísané predpisy pre všetky funkcie bunky vo vnútri celého organizmu a "stavebné plány" všetkých štruktúr a znakov. Každá bunka obsahuje kompletný stav DNA človeka. Tento sa nachádza predovšetkým v bunkovom jadre, iba čiastka je umiestnená v ďalšej celulárnej štruktúre, v mitochondriách. Chyby v štruktúre DNA môžu narušiť program buniek sčasti so závažnými následkami pre celý organizmus. Také chyby v štruktúre DNA sa nazývajú mutácie. Mutácia môže byť ďalej prenášaná (dedená) rodičovskou zárodočnou bunkou (vajíčkom alebo spermiou) z generácie na ďalšiu generáciu. Z toho pochádza historický výraz dedičná choroba. Mutácia však môže v rodičovskej zárodočnej bunke vzniknúť nanovo (nová mutácia). A ešte aj po počatí sa môžu, počas nasledovného bunkového delenia, vyskytnúť mutácie (somatické mutácie) a viesť ku geneticky podmieneným ochoreniam. Nahromadenie somatických mutácii v priebehu života hrá významnú úlohu pri vzniku tumorov. Na rozdiel od geneticky podmienených mutácií, vrátane určitých "rodinných" nádorových ochorení, pri ktorých zmena génu postihuje všetky alebo väčšinu buniek človeka, sú pri izolovaných tumoroch zmeny DNA obmedzené na nádorové bunky. Popri geneticky podmienených ochoreniach v užšom zmysle, pri ktorých stojí zmena DNA ako príčina v popredí, existuje skupina geneticky spolupodmienených alebo multifaktoriálnych ochorení, pri ktorých podstatnú rolu zohrávajú faktory prostredia. Tieto faktory prostredia môžu pri istej genetickej dispozícii, ktorá spočíva v zmene viacerých génov (polygénii), pôsobiť buď ako spúšťací alebo modifikujúci prvok.

Príčiny vzniku genetických ochorení
Mutácia je zmena genetického materiálu bunky. Vzniká z poškodenia DNA, ktoré nebolo opravené alebo nebolo opravené správnym spôsobom a stalo sa pre bunku trvalým. Pokiaľ sa bunka po mutácii delí, mutácia sa prenáša na všetky bunky (resp. bunkové organely, pokiaľ zmena nastala v mimojadrovej DNA), ktoré vzniknú delením pôvodnej zmutovanej bunky. Môže prebehnúť spontánne, t. j. bez vonkajšej príčiny, alebo pod vplyvom pôsobenia prostredia (indukovaná mutácia). Mutácie sa rozlišujú z viacerých hľadísk. Podľa rozsahu jadrových štruktúr, ktoré postihujú, ich možno rozdeliť na genómové, chromozómové a génové. Mutácia môže postihnúť telovú bunku (somatickú), alebo pohlavnú (gamétu). V druhom prípade sa mutácia prenáša na ďalšie generácie organizmov. Dedičné mutácie sú jedným z hlavných procesov dedičnej premenlivosti a dôležitým faktorom evolúcie. Na druhej strane, somatické mutácie postihujú len daný organizmus a to v o to väčšom rozsahu, v o čo skoršej fáze jeho vývinu mutácia nastala. Somatické mutácie môžu byť napríklad podkladom rakovinových ochorení, alebo môžu zmeniť vzhľad (fenotyp) jedinca. Pokiaľ majú zmutované jedince odlišný výzor, ako nezmutované, hovoríme o morflologických mutáciách. Ak mutácia nie je zlúčiteľná so životom (jedinec odumrie už v štádiu zygoty alebo v skorej embryonálnej fáze) či spôsobí úmrtie organizmu, nazýva sa letálna mutácia.

Druhy genetických ochorení
Chromozómové poruchy sú jedinými geneticky podmienenými poruchami, pri ktorých sú zmeny rozoznateľné vo sveteľnom mikroskope. Zmeny sa týkajú počtu chromozómov (numerická odchýlka) alebo chromozómovej štruktúry (štrukturálna odchýlka).
Konzekvencia pre celý organizmus nasleduje, ak pribudne, alebo ak sa stratí chromozómový materiál. V prípade pohlavných chromozómov nevyhnutne  nenasleduje pre danú osobu konzekvencia.  Asi 0,5% všetkých novorodencov má zmenu na chromozómoch. Na rozoznanie chromozómových porúch slúži chromozómová analýza,  ktorá zvyčajne vyplynie z analýzy bielych krviniek v krvi, ale môže sa robiť aj na bunkách iných tkanív.
Niektoré chromozómové poruchy môžu byť spôsobené  nielen  numerickou ale aj štrukturálnou odchýlkou. Pre odhad možného rodinného nahromadenia je rozlišovanie veľmi dôležité. Tak môže byť najčastejšia chromozómová porucha, Downov syndróm (trizómia 21), podmienená tým, že namiesto dvoch sú k dispozícii tri chromozómy 21 (voľná trizómia), alebo sa segmenty chromozómu 21 voľne nachádzajú spojené s iným choromozómom (translokačná trizómia 21).
Numerické odchýlky vznikajú následkom chybného delenia chromozómov  pri tvorení zárodočných buniek,  pričom sa jedná o náhodné javy. Častosť výskytu súvisí s vekom matky a značne stúpa od 35. roku života. Hoci aj translokačná trizómia 21 môže vzniknúť náhodne, je taktiež možné, že spočíva v prestavbe chromozómu jednej rodičovskej časti. Takáto chromozómová prestavba je výmenou kúskov medzi dvomi chromozómami, a to bez straty alebo pridania genetického materiálu (skrížená translokácia), a preto je aj bez chorobných následkov. Nositeľov skríženej translokácie však môžu tvoriť zárodočné bunky, u ktorých už genetický materiál nie je vyvážený a v závislosti od zúčastnených chromozómových úsekov môže viesť k rôznym chorobným príznakom. Predtým než sa narodí choré dieťa, sa skrížená translokácia môže vyskytovať v rodine nepozorovane.
Monogénne podmienené choroby Pri týchto ochoreniach je zmena v jednom géne rozhodne zodpovedná za ochorenie. Medzi 100 novorodencami má asi jedno dieťa ochorenie, ktoré je založené na zmene jedného jediného génu. Niektoré geneticky podmienené poruchy sa prejavujú až počas života.
Tak sú ochorenia látkovej výmeny alebo ochorenia svalov zreteľné často až v detskom veku, ako Huntingtonova Chorea, alebo aj niektoré nádorové ochorenia, ktoré sa ukážu až v zrelom veku. Dovedna možno predpokladať, že asi viac než  5% všetkých novorodencov má nejakú genetickú zmenu, ktorá skôr alebo neskôr vedie k nejakému ochoreniu. Pri monogénnych ochoreniach rozlišujeme autozomálne dominantné, autozomálne recesívne, X-chromozomálne a mitochondriálne ochorenia.

Mitochondriálne ochorenia môžu spočívať v mutácii jedného úseku (génu) kruhovitej mitochondriálnej DNA. Mitochondrie  sú prenášané na potomkov iba od matiek plazmou vajíčok. Mužské zárodočné bunky naproti tomu nemajú takmer žiadne mitochondrie. Typické pre mitochondriálnu dedičnosť je preto prípad, že deti chorej ženy, avšak nikdy nie deti chorého muža, taktiež ochorejú. Obe pohlavia sú však postihnuté rovnako. Pravdepodobnosť ochorenia pre deti chorej ženy je veľmi vysoká a dosahuje až 100%. Ak sa však mutácia u nejakej osoby vytvorila nanovo, môže sa najprv obmedziť len na jednotlivé tkanivá, resp. na časť buniek jedného tkaniva (heteroplazmia). V tomto prípade je pravdepodobnosť prenosu na  potomstvo nižšia. Podiel mutácií sa mení s bunkovým delením. To sčasti vysvetľuje variabilitu v druhu a tiaži klinických príznakov.
X-chromozomálne ochorenia leží lokalizácia génu pre dané ochorenie na chromozóme X (ženský pohlavný chromozóm). Preto je výskyt  ochorenia viazaný na pohlavie. Pri X-chromozómových ochoreniach dochádza u chlapcov k ochoreniu následkom zmeny jedinej génovej kópie na danej lokalizácii génu, lebo majú popri chromozóme Y iba jeden chromozóm X.  U žien a dievčat, ktoré vždy majú dva chromozómy X, naproti tomu ku chorobným prejavom nedochádza. Môžu byť však prenášačkami ochorenia (konduktorkami). Pre synov konduktoriek činí pravdepodobnosť zachovania génovej zmeny, a tým aj ochorenia 50%,  kým dcéry môžu byť s tou istou pravdepodobnosťou  prenášačkami. Dedenie  z  otca na syna nie je možné.  Známym príkladom na X-chromozómové ochorenie je krvácavosť (hemofília), na ktorú môžu ochorieť takmer iba muži.
Autozomálne dominantné ochorenia  hovoríme  o nich vtedy, ak na danej lokalizácii génu vykazuje jedna kópia (alela) daného génu (otcovská alebo materská) zmenu, ktorá vedie k chorobným prejavom, aj napriek druhej normálnej kópii.
Autozomálne recesívne ochorenia  hovoríme o nich vtedy,  keď na istej lokalizácii génov vykazujú zmenu obe kópie (alely) zodpovedajúceho génu (otcovského aj materského). Ak je zmenená len jedna kópia génu, ochorenie sa  neprejaví, pretože  druhá  normálna kópia génu na kompenzáciu  následkov  zmeny  postačí. Ak sa autozomálne recesívne ochorenie vyskytne u dieťaťa zdravých rodičov, musíme vychádzať z toho, že obaja rodičia majú okrem normálnej kópie na danej lokalizácii génu aj jednu zmenenú kópiu génu.

Najznámejšie genetické ochorenia
Downov syndróm alebo trizómia 21 je vrodený defekt  spôsobený spravidla prebytočným chromozómom na 21. chromozómovom páre. Chromozóm 21 sa dá v každej bunke dokázať trikrát namiesto zvyčajných dvakrát (voľná trizómia). Táto chromozómová porucha vzniká, keď jedna z gamét obsahuje nadbytočný chromozóm č. 21. K tomu môže dôjsť, keď sa pri tvorení zárodočných buniek alebo spermií chromozómový pár 21 nerozdelí ako iné chromozómové páry. Navonok sa prejavuje abnormalitami v štruktúre a funkcii tela. Ľudia s Downovým syndrómom majú typické telesné znaky: sploštenú tvár, šikmo položené oči, kožný záhyb na vnútornom očnom kútiku, malé uši, široké ruky s krátkymi prstami a neprerušovanú fisúru na rukách. Mávajú svalovú slabosť (hypotóniu), ktorá je nápadná najmä u bábätiek. Rastú pomalšie a dosahujú telesnú výšku, ktorá leží pod priemerom. Telesná hmotnosť je v prvých rokoch väčšinou podpriemerná, po puberte je typický sklon k silnému prírastku hmotnosti. V 40 % - 60 % sa vyskytujú rozličné srdcové chyby. Anomálie tráviaceho traktu existujú v približne 10 %. Často sa vyskytuje narušená funkcia štítnej žľazy. Kvôli odchýlkam v imunitnom systéme často dochádza k infekciám  horných dýchacích ciest a k zápalom stredného ucha.  Samotné ochorenie sa nedá liečiť.  Liečiteľné sú však sprievodné prejavy, ako sú srdcové chyby, poruchy zraku a sluchu.
 
Edwardsov syndróm Trizómia chromozómu 18 (známa aj ako Trizómia E alebo Edwardsov syndróm) je genetická porucha spôsobená prítomnosťou nadbytočného chromozómu 18 . Je to zriedkavá, väčšinou smrteľná abnormalita. Z postihnutých plodov uhynie v plodovom veku až 95%. Vyskytuje sa asi v každej 3000 gravidite. U Edwardsovho syndrómu, pri bunkovom delení, je vytvorená jedna kópia chromozómu 18 naviac. V kombinácii s normálnym počtom od druhého rodiča, má embryo 47 chromozómov – to znamená 3 kópie chromozómu 18 (trizómia). Symptómy : mikrocefália (malá a deformovaná hlava) vysoké, široké čelo, trojuholníková tvár, zákaly rohovky, strabizmus (škúlenie), rázštepy pery a podnebia, nízko posadené ušnice, krátky krk, anomálie rebier a stavcov, polydaktýlia (nadbytočné prsty) a mnohé iné.
Klinefelterov syndróm Muži majú jeden pohlavný chromozóm X a jeden Y. Ženy majú dva pohlavné X chromozómy. Pri Klinefelterovom syndróme dostanú muži o jeden chromozóm X naviac, takže majú dva X chromozómy a jeden Y. Chlapci s genetickou mozaikou XXY majú potom individuálne rôzny stupeň poškodenia. Symptómy :dlhé ramená a nohy, prehĺbené dýchanie, menšie semenníky, neplodnosť, mentálna retardácia.
Patauov syndróm je zriedkavá, so životom málo zlučiteľná abnormalita, kde namiesto normálnych 46 chromozómov sa vyskytuje 47 chromozómov. Nadpočetný je chromozóm 13 (trizómia chromozómu 13) a spôsobuje rôzne vývojové abnormality. Tento chromozóm je väčšinou voľný, extrémne zriedkavá je väzba na iný chromozóm. Symptómy : mikrocefália (malá, deformovaná hlava), široký nos, defekty srdiečka, obličiek, anomálie močových ciest a pohlavných orgánov, sluchové vady.
Turnerov syndróm je genetická choroba, ktorá postihuje dievčatá. Ženy majú normálne dva pohlavné chromozómy X, muži majú jeden X a jeden Y chromozóm. Ženy s Turnerovým syndrómom nemajú jeden z dvoch X chromozómov. Turnerov syndróm je geneticky podmienená choroba. Vzniká už počas vnútromaternicového vývoja a presná príčina nie je známa. Tieto ženy mávajú problémy so srdcovými chlopňami, aortou, obličkami, môže sa vyskytnúť žalúdočné krvácanie. Sú náchylnejšie na cukrovku, vysoký krvný tlak, šedý zákal oka (katarakta), zápaly kĺbov a problémy so štítnou žľazou. Majú tiež oneskorenú pubertu a často aj nevyvynuté orgány,  niekedy nemajú ani menštruáciu, špecificky tvarovaný krk (blanitý), mierne mentálne retardované  a majú širokú medzeru medzi prsníkmi.
Liečba genetictických chorôb  Existuje len pre malú časť z veľkého počtu genetických ochorení – veľmi obmedzené možnosti liečby väčšiny genetických chorôb. Pri mnohých  iných stavoch prichádzajú do úvahy postupy aspoň na zmiernenie klinických prejavov.  Základnou snahou klinickej genetiky je prevencia.

Diagnostika genetických ochorení
genealogická analýza skúma vzťahy medzi jedincami, ktoré vyplývajú z ich spoločného rodového pôvodu – jej úlohou je zostavenie rodokmeňa
cytogenetické vyšetrenie mikroskopické vyšetrenie chromozómov,  ich počtu veľkosti a tvaru tzv. karyotyp
antropologické vyšetrenie sledovanie osobitých variácií znakov jednotlivca, rastové zmeny a znaky telesnej stavby, ktoré vznikajú pod vplyvom rôznych životných podmienok
prenatálna diagnostika vyšetrenie ešte nenarodeného jedinca (amniocentéza)
molekulová analýza DNA deoxyribonukleovej kyseliny,  ktorá  je nositeľkou genetickej informácie
 
Záver
Všetky genetické(dedičné) choroby sú neliečiteľné alebo len veľmi  ťažko liečiteľné a niektoré sa prejavia už pri narodení iné až v útlom veku dieťaťa. No určite sa zhodneme, že všetky sú strašné či už je to cystická fibróza, ktorá ničí pľúca alebo downov  syndróm, ktorý má za následky zníženie inteligencie, vrodené srdcové chyby, poruchy sluchu, zraku a vrodené srdcové chyby.  Všetky tieto genetické choroby sú strašné a musí to byť ťažké mať a starať sa o niekoho kto je takto vážne chorý. Na záver by som chcel ešte povedať, mali by sme byť radi za to čo máme a byť šťastní, že sme zdraví.