Хромосомы. Значение, строение, свойства, расположения в организме. Заболевания связанные с ними и их диагностика.

Хромосомы — это основные структурные элементы клеточного ядра, являющиеся носителями генов, в которых закодирована наследственная информация. Обладая способностью к самовоспроизведению, хромосомы обеспечивают генетическую связь поколений. Хромосомы формируются в начале деления клеток.Но удобнее их изучать в метафазе митоза, когда они располагаются в плоскости экватора.Метафазные хромосомы состоят из 2 сестринских хроматид( удвоенных молекул ДНК), соединенных друг с другом в области первичной перетяжки – центромеры, которая делит хромосому на 2 плеча. Различают четыре типа строения хромосом:телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце);акроцентрические (палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом);субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L);метацентрические (V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины).Нарушения структуры хромосом:Транслокации — обменные перестройки между негомологичными хромосомами.Делеции — потери участка хромосомы. Например, синдром «кошачьего крика» связан с делецией короткого плеча 5-ой хромосомы. Признаком его служит необычный плач детей, напоминающий мяуканье или крик кошки. Это связано с патологией гортани или голосовых связок. Наиболее типичным, помимо «кошачьего крика», является умственное и физическое недоразвитие, микроцефалия (аномально уменьшенная голова).Инверсии — повороты участка хромосомы на 180 градусов.Дупликации — удвоения участка хромосомы. Правила хромосом:1.Правило постоянства числа хромосом – соматические клетки каждого вида имеют определенное число хромосом( у чел-а – 46, у кошки – 38, у собаки и курицы – 78); 2.Правило парности хромосом – каждая хромосома в соматических клетках с диплоидным набором имеет такую же гомологичную хромосому: одну от отца,другую от матери; 3.Правило индивидуальности хромосом – каждая пара отличается от другой пары размерами, формой,которая зависит от расположения центромеры,чередованием темных и светлых полос,которые выявляются при дифференциальной окраске. 4. Правило непрерывности – перед делением клетки ДНК удваиваются,после - в дочерние клетки попадает по одной хроматиде,таким образом хромосомы непрерывны. Все хромосомы подразделяют на аутосомы и половые хромосомы. Половые – хромосомы,определяющие формирование мужского и женского полов.Присутствует диплоидный набор хромосом. Аутосомы – все хромосомы в клетках, за исключением половых хромосом.Гаплоидный набор хромосом. Совокупность хромосом клетки,характеризующаяся их числом, размером и формой, называется кариотипом. К хромосомным относятся болезни, обусловленные геномными мутациями или структурными изменениями отдельных хромосом. Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мёртворождений. Все хромосомные болезни принято делить на две группы: аномалии числа хромосом и нарушения структуры хромосом. Хромосомные болезни, связанные с нарушением числа отдель­ных хромосом в наборе, представлены либо целой моносомией (од­ной из двух гомологичных хромосом в норме) либо целой трисомией (тремя гомологами). Целая моносомия у живорожденных встре­чаются только по хромосоме X (синдром Шерешевского-Тернера), поскольку большинство моносомий по остальным хромосомам на­бора (Y хромосоме и аутосомам) погибают на очень ранних этапах внутриутробного развития и достаточно редко встречаются даже в материале спонтанно абортированных эмбрионов иплодов. Следу­ет, однако, отметить, что и моносомия X с достаточно высокой часто­той (около 20%) выявляется у спонтанных абортусов, что свидетель­ствует о ее высокой пренатальной летальности, составляющей свы­ше 99%. Причина гибели зародышей с моносомией X в одном слу­чае и живорождения девочек с синдромом Шерешевского-Тернера в другом, неизвестна. Хромосомные болезни, связанные с нарушением структуры хро­мосом, представляют большую группу синдромов частичных моно- или трисомии. Как правило, они возникают в результате структурных перестроек хромосом, имеющихся в половых клетках родите­лей, которые вследствие нарушения процессов рекомбинации в мейозе приводят к утрате или избытку фрагментов хромосом, вовлечен­ных в перестройку. Частичные моно- или трисомии известны практи­чески повсем хромосомам, но лишь некоторые из них формируют четко диагностируемые клинические синдромы. Фенотипические про­явления этих синдромов более полиморфны, чем синдромов целых моно- и трисомии. Отчасти это связано с тем, что размеры фрагмен­тов хромосом и, следовательно, их генный состав, могут варьиро­вать в каждом отдельном случае, а также тем, что при наличии хро­мосомной транслокации у одного из родителей частичная трисомия поодной хромосоме у ребенка может сочетаться с частичной моно­сомией по другой. Синдромы с числовыми аномалиями хромосом: Синдром Патау (трисомия по хромосоме 13). Популяционная частота 1:7800. Характерным осложнением беременности при вынашивании плода с синдромом Патау является многоводие: оно встречается почти в 50 % случаев. Для синдрома Патау характерны следующие диагностические при­знаки:окружность черепа уменьшена,низкий лоб, узкие глазные щели, запавшая переносица, микроцефалия, расщелина верхней губы и неба, низко поса­женные деформированные ушные раковины, микрогения, полидак­тилия, флексорное положение пальцев рук, выпуклые ногти, попе­речная ладонная складка, стопа-качалка. Из пороков внутренних ор­ганов отмечены врожденные пороки сердца (дефекты перегородок и крупных сосудов), незавершенный поворот кишечника, поликистоз почек, удвоение мочеточника. Наблюдается крипторхизм, гипоплазия наружных половых органов, удвоение мат­ки и влагалища. Глубокая идиотия. Дети, в основном, умирают в воз­расте до 1 года, чаще в первые 2-3 месяца жизни.Синдром Дауна (трисомия хромосомы 21). Наиболее часто встречаю­щийся хромосомный синдром - популяционная частота составляет 1 случай на 600-700 новорожденных детей. Простая трисомия составляет около 95% от общего числа больных синдрома Дауна, а 4% приходится на транслокационный вариант и 1 % на мозаицизм.В основе болезни Дауна лежит нерасхождение по 21-й паре хромосом либо в яйцеклетке во время мейоза,либо на ранних стадиях дробления зиготы. Кариотип больного при трисомии содержит 47 хромосом, при этом лишняя – 21-я хромосома.При транслокационном варианте в кариотипе содержится 46 хромосом, а лишняя 21-я оказывается транслоцированной чаще всего на хромосому группы D или G.Иногда подобная транслокация в сбалансированном состоянии обнаруживается у одного из родителей, чаще у матери. При мозаичном варианте( норма – трисомия) выраженность клинических симптомов б.Дауна зависит от соотношения нормального и патологического клонов:чем меньше процент нормальных клеток с 46 хромосомами,тем более выражена клиническая картина.Основными диагностическими признаками синдрома являются: типичное плоское лицо, монголоидный разрез глаз, эпикант, откры­тый рот, макроглоссия и аномалии зубов, короткий нос и плоская пе­реносица, избыток кожи на шее, короткие конечности, поперечная четырех-пальцевая ладонная складка (обезьянья борозда). Из по­роков внутренних органов часто отмечаются врожденные пороки сер­дца и желудочно-кишечного тракта, которые и определяют продолжительность жизни больных, грудная клетка деформирована.Умственная отсталость обычно сред­ней степени тяжести. Дети с синдромом Дауна часто ласковые и при­вязчивые, послушные и внимательные. Синдром "кошачьего крика" - связан с делецией короткого плеча 5-й хромосомы.Популяционная частота 1 на 50000.Плач новорожденных похож на крик кошки,что связано с аномалиями развития гортани и голосовых связок. Внешний вид:косоглазие, лунообразное лицо, гипертелоризм, широкая переносица. Ушные раковины низко посажены и деформированы. Имеет сяпоперечная ладонная складка, клинодактилия, синдактилия. Умственная отсталость. Иногда встречаются крипторхизм и аномалии почек. Нужно отме­тить, что такие признаки как лунообразное лицо и кошачий крик с возрастом сглаживаются, а микроцефалия и косоглазие выявляют­ся более отчетливо. Продолжительность жизни зависит от тяжести врожденных пороков развития внутренних органов. Большинство больных погибают в первые годы жизни. Синдромы с аномалиями половых хромосом:Синдром Шерешевского-Тернера (моносомия Х-хромосомы).Это единственная форма моносомии у человека, которая может быть выявлена у живорожденных. Популяционная частота 1 на 3000 ново­рожденных. Кроме простой моносомии по X хромосоме, составляю­щей 50%, встречаются мозаичные формы, делеции длинного и ко­роткого плеча X хромосомы, изо-Х-хромосомы, а также кольцевые X хромосомы. Интересно отметить, что мозаицизм 45,X/46,XY состав­ляет 2-5% от всех больных с этим синдромом и характеризуется широким диапазоном признаков: от типичного синдрома Шерешевс­кого-Тернера до нормального мужского фенотипа Основными клиническими признаками заболевания являются: на­низм, крыловидные кожные складки на шее, короткая шея с низкой линией роста волос, отеки кистей и стоп новорожденных, бочкооб­разная грудная клетка, вальгусная девиация коленных и локтевых суставов. У больных выявляются первичная аменорея и половой ин­фантилизм, бесплодие, гиперпигментация кожи, снижение зрения и слуха. Часто встречаются врожденные пороки сердца и почек. Ин­теллектуальное развитие в пределах нормы.Синдром Клайнфельтера. Описан в 1942 году. Популяционная частота 1 на 1000 мальчиков. Цитогенетические варианты синдрома могут быть различны: 47.XXY; 48.XXYY; 48.XXXY; 49.XXXXY. Отме­чены как полные, так и мозаичные формы. Больные высокого роста с непропорционально длинными конечностями, выраженной гинеко­мастией и оволосением по женскому типу. В детстве отличаются хруп­ким телосложением, а после 40 лет страдают ожирением. Важными диагностическими признаками являются гипогонадизм и гипогенитализм. Характерно снижение полового влечения, импотенция и бес­плодие. Синдром трисомии Х. Впервые был описан, когда в ядрах эпителия слизистой оболочки щеки больной было обнаружено два тельца полового хроматина. Клиническая картина: женщины имеют недоразвитые яичники, гипоплазию матки, нерегулярный менструальный цикл, бесплодие, у них рано наступает вторичная аменорея.Но 30% могут иметь детей.Часто имеется незначительное снижение интеллекта,повышенная вероятность развития психозов. При тетра- и пентасомии Х характерны тяжелые нарушения интеллекта,выраженные соматические аномалии, недоразвитие гениталий. Предварительный диагноз – исследование полового хроматина,а окончательный – только после определения кариотипа.

Нарушение обмена Са. Кальций — жизненно важный катион внутриклеточного сектора организма. Основное количество Са содержится в костях, меньше — в мышцах, ещё меньше — в других органах. Кроме обеспечения строения и функционирования костей туловища, конечностей, шеи и головы, Са необходим для реализации таких процессов:
-процесс возбуждения в возбудимых тканях;
- поддержание тонуса и обеспечения сокращений сердца, скелетных и гладких мышц (в том числе стенок сосудов, воздухоносных путей, пищеварительного тракта, мочевого пузыря, мочеточников, матки);
-процесс свёртывания крови;
-обеспечение работоспособности и выносливости организма и т.д. В организме здорового человека кальций находится в динамическом постоянстве, в его поддержании принимают большое участие пищеварительный тракт, остеоциты, остеобласты, остеокласты костей, тканевая жидкость, кровь, почки и другие органы организма. Ежедневно организм должен получать с пищей около 1,2 г кальция, главным образом с молочными продуктами, мягкими костями лососевых, сардин и других рыб, хрящами животных, яичным желтком, зелёными листовыми овощами и др. Следует отметить, что кальций лучше всасывается в кишечнике при наличии витамина D2 и D3 после приёма пищи, богатой белками, железом и фосфором. Хуже кальций всасывается при приёме его натощак, во время стресса, при наличии в пище магния, фитиновой кислоты, оксалатов и дефиците витамина D.При нарушениях обмена кальция формируется либо положительный, либо отрицательный кальциевый баланс, проявляющиеся соответственно превалированием поступления кальция в организм и высвобождения его из кальциевых комплексов над его выведением. В таких случаях развивается гиперкальциемия или гипокальциемия. Гиперкальциемию диагностируют при увеличении общего содержания общего кальция в сыворотке крови выше нормального уровня (т.е. более 2,6 ммоль/л). Этиология: - повышенное поступление кальция в организм в результате его парентерального введения либо увеличения содержания и активности кальцитриола (витамина D3), активизирующего всасывание ионизированного кальция в кишечнике; - уменьшение выведения ионизированного кальция почками из-за повышенного синтеза и активности паратгормона и сниженного образования и действия тиреокальцитонина; - усиленный выход ионизированного кальция в кровь из костной ткани, особенно вовлечённой в опухолевый процесс, а также вследствие длительного ацидоза, гиподинамии, повышенного синтеза паратгормона и сниженного образования тире окальцитонина.Патогенез и клиническая картина гиперкальциемии обусловлены повышением содержания Са2+ в крови, интерстиции, моче и снижением его количества внутри клеток костной ткани, а также нарушением трансмембранного баланса различных катионов, особенно Mg2+ и К+.

Важное место в генезе этих сдвигов занимает повышенный синтез паратгормона и недостаточное образование тиреокальцитонина. Это сопровождается развитием остеопороза (усиленной декальцификации костной ткани и резорбции её остеокластами), возникновением дистрофических процессов в костной ткани, нарушением образования фосфорно-кальциевых комплексов в ней, уменьшением плотности и прочности костей, возникновением их переломов. Гиперкальциемия, сопровождающаяся избыточным выведением кальция почками, часто приводит к кальцификации почечной ткани, развитию нефрокальциноза и кальциевых камней в почках и мочевыводящих путях. Для гиперкальциемии характерно также возникновение разных функциональных и деструктивных расстройств пищеварительной системы (например, гипо- или анорексия, тошнота, рвота, слабая перистальтика кишечника, запоры, язвенная болезнь желудка и др.).Уменьшение количества кальция в клетках обычно сопровождается снижением нервно-мышечной возбудимости, общей слабостью, быстрой утомляемостью, нарушением эмоционального состояния, снижением работоспособности. Гипокальциемия — снижение концентрации кальция в сыворотке крови ниже нормы (менее 2,23 ммоль/л, или 8,5 мг%).Причины гипокальциемии: • Гипопаратиреоз. Снижение уровня ПТГ в крови наблюдается при удалении паращитовидных желёз при тиреоидэктомии; при их длительной ишемии (например, у пациентов с системным или локальным артериосклерозом); при их гипоплазии (например, у детей, что ведёт к так называемому идиопатическому гипопаратиреозу). При гипопаратиреозе тормозится высвобождение кальция из костей и стимулируется его выведение почками.
• Гиповитаминоз D. При этом существенно снижается всасывание кальция в кишечнике.
• Гиперсекреция тиреокальцитонина, являющегося антагонистом ПТГ.
• Патология кишечника. Хронические энтериты, резекция фрагментов тонкой кишки, синдромы мальабсорбции сопровождаются снижением абсорбции кальция в слизистой оболочке тонкой кишки. • Ахолия — отсутствие в кишечнике жёлчи. Жёлчь необходима для обеспечения метаболизма жирорастворимого витамина D, а также для протекания процессов полостного и мембранного пищеварения.
• Хронический некомпенсированный алкалоз. Повышение рН плазмы крови стимулирует связывание кальция белками крови и межклеточной жидкости.
• Гипомагниемия. Снижение содержания Mg2+ в крови тормозит секрецию ПТГ, а также эффекты этого гормона и витамина D в костной ткани.
• Гипоальбуминемия. Сопровождается снижением уровня общего кальция сыворотки крови за счёт его фракции, связанной с альбуминами.