450 likes | 629 Views
Genetické patologické stavy -abnormální karyotypy. prof. Ing. Václav Řehout, CSc. Určeno pro bakalářské a magisterské studijní obory Zdravotně sociální, Pedagogické a Zemědělské fakulty. Genetické patologické stavy. Všechny chorobné stavy způsobené změnou (mutací) genetické informace.
E N D
Genetické patologické stavy -abnormální karyotypy prof. Ing. Václav Řehout, CSc. Určeno pro bakalářské a magisterské studijní obory Zdravotně sociální, Pedagogické a Zemědělské fakulty
Genetické patologické stavy Všechny chorobné stavy způsobené změnou (mutací) genetické informace
Třídění Genetické patologické stavy DLE HMOTNÉ PODSTATY Monogenní Chromozomové aberace Multifaktoriální (polygenní) DLE BUNĚČNÉ ÚROVNĚ genetické poruchy somatických buněk mitochondriální genetické choroby
Frekvence výskytu Genetické patologické stavy 1/50 novorozenců má vrozenou poruchu (genetické i negenetické etiologie) 1/100 má monogenní chorobu 1/200 nese chromozomální aberaci
Frekvence výskytu Genetické patologické stavy 30% hospitalizovaných dětí v nemocnici je z důvodu genetické choroby 33% prenatální úmrtnosti mají na svědomí genetické choroby 30-45% úmrtnosti kojenců je podmíněno geneticky 60% lidí je v průběhu života postihnuto geneticky podmíněnou chorobou
Monogenní choroby Genetické patologické stavy vznikají mutací genů jednoduchá mendelistická dědičnost s typem dědičnosti: - recesivním - dominantním - pohlavně vázanou asi 1% populace nese tento typ choroby celkem asi 30 000 lokusů strukturálních genů dosud popsáno asi 10 000 lokusů s výskytem patologických alel tj. asi každý třetí gen je patologický ( v roce 1980 jich bylo známo asi 2000) teoretický předpoklad je mnohem vyšší
Monogenní choroby - příklad morfologické abnormality Genetické patologické stavy
Monogenní choroby – třídění Genetické patologické stavy podle typu dědičnosti podle substrátu, jehož metabolismus ovlivňují, proto také metabolické choroby • vady metabolismu cukrů • vady metabolismu lipidů • vady metabolismu aminokyselin • vady metabolismu bílkovin (enzymopatie, hemoglobonopatie, atd.) • - vady metabolismu ostatních láek
Schema metabolické poruchy Genetické patologické stavy Normální gen Genový produkt Normální koncentrace gen. produktu Normální fenotyp Defektní gen Defektní genový produkt Změněná koncentrace gen. produktu Genetická choroba
Substrát - fenylalanin Genetické patologické stavy Defekt genu pro produkci fenylalaninhydroxylázy Neaktivní fenylalaninhydroxylázy Hromadění fenylalaninu v krvi (poškození nerv. systému, oligofrenie, ekzémy, charakteristický zápach moče po myších atd.)
Choroby podmíněné anomálií chromozomů Genetické patologické stavy • Početní anomálie: • např. trisomie ch. č. 21 Dawnův syndrom • Klinefelterův syndrom XXY muž • Turnerův syndrom X 0 žena Změněný fenotyp nositele anomálie
Choroby podmíněné anomálií chromozomů Genetické patologické stavy Strukturální anomálie (chromozomové aberace): Fenotyp velmi proměnlivý od charakteru aberace – na jakém chromozomu, jak velký přesun, jak rozsáhlá delece apod.
Multifaktoriální (polygenní) choroby Genetické patologické stavy • Podmíněné větším počtem genů • často za spoluúčasti prostředí • G + E = P • Např. krevní tlak, inteligence, psychické poruchy apod. • bez spoluúčasti prostředí • Např. polydaktylie, vrozené vady srdce, arteroskleroza, aj.
KLINICKÉ APLIKACE GENETIKY - PŘEHLED Předpokládaný rozsah genetické a enviromentální podmíněnosti chorob na podkladě odhadů heritability. Albinismus, „levičáctví“, tvary nosu a uší, rozštěp rtu a patra Tuberkuloza Schizofrenie Astma Atopický ekzem Ischemická choroba srdeční HERITABILITA (%) EnviromentálníGenetická Arteroskleroza Žaludeční vřed Vrozené srdeční vady Obezita Plodnost (neplodnost) Otravy, trauma, infekce
Genetické poruchy somatických buněk Genetické patologické stavy (mutace v somatických buňkách) Jsou příčinou: -stárnutí, autoimunitních poruch, rakovinných procesů Mitochondriální choroby (mutace DNA v mitochondriích) jsou příčinou: -změny poruch nervového systému, svalů, ledvin, srdce, růstu, aj. typický pro ně je maternální typ dědičnosti
Abnormální karyotypy VCAVrozené Chromozomální Anomálie
Abnormální karyotypyDiagnostika chromozomálních aberací stanovení karyotypu a jeho vyhodnocení indikováno tehdy, je-li podezření na genetickou chorobu: • - výskyt příslušného syndromu u daného jedince • - vysoký věk matky – nad 35 let • - poruchy gravidity • - opakované potraty • - genetická choroba, chromozomová aberace u rodičů • - v rodině se již narodilo dítě s chromozomální odchylkou • v séru matky nález biochemických markerů (např. choriový • gonadotropin – HCG) u nenarozených jedinců: amniocentéza nebo biopsie plodu
Abnormální karyotypy Změny struktury, tvaru a počtu chromozomů Podmiňují onemocnění označovaná obecně jako syndromy Syndrom je soubor příznaků charakterizující určitou chorobu
Změny v počtu chromozomů Abnormální karyotypy Polyploidie - násobky celé sady chromozomů - vznikají endomitózou (dělení chromozomů bez rozdělení buňky Aneuploidie - změna počtu jednotlivých chromozomů - vznikají poruchou mitózy (nondisjunkcí, anafází lag)
Změny struktury a tvaru chromozomů (aberace) Abnormální karyotypy Vznikají jako důsledek zlomů na chromozomech, vzniku fragmentů a podle jejich charakteru a osudu se rozlišují jednotlivé typy chromozomových aberací: Intrachromozomální:např. multiplikace – zmnožení fragmentu – zmnožení genet. informace – zmnožení genového produktu – nekoordinované množení buněk – zhoubný nádor Interchromozomální:např. translokace – přesun, nikoliv ztráta genet. informace – gen do jiného regulačního mechanismu – patologický genový produkt
Chromozómové aberácie v mitózach z periférnej krvi u pacientky so xeroderma pigmentosum: dicentrické chromozómy, acentrické fragmenty,
Chromozómové aberácie v mitózach z periférnej krvi u pacientky so xeroderma pigmentosum: -prstencovitý chromozom
Chromozómové aberácie v mitózach z periférnej krvi u pacientky so xeroderma pigmentosum: b-chromatínový zlom, v kratším raménku chromozomu č. 1,
Anomálie pohlavních chromozomů Abnormální karyotypy Nese je 0,21 % novorozenců 0,14 % dívek 0,27 % chlapců
Turnerův syndrom (monosomie X) Abnormální karyotypy Typy anomálií a jejich frekvence v populaci X chybění jednoho ze dvou X chromozomů ženy 0,08/1000 porodů • infertilita • mentální retardace • nízký vzrůst • absence sekundárních pohlavních znaků • degenerace ovarií • aj.
Turnerův syndrom (monosomie X) Abnormální karyotypy Typy anomálií a jejich frekvence v populaci
Supersamice (trisomie X) Abnormální karyotypy Typy anomálií a jejich frekvence v populaci XXX jeden chromozom X navíc u ženy 0,5/1000 porodů • snížená inteligence • často schizofrenie • někdy neplodnost • poruchy menstruace a klimakteria
Klinefelterův syndrom Abnormální karyotypy Typy anomálií a jejich frekvence v populaci XXY jeden chromozom X navíc u muže 1,0/1000 porodů • podobnost Downovu syndromu ale normální vzrůst • mentální retardace • infertilita • eunuchoidní vzhled
Klinefelterův syndrom Abnormální karyotypy Typy anomálií a jejich frekvence v populaci
13-ročný pacient s Klinefelterovým syndrómom a karyotypom 47XXY
Supersamec (polysomie Y) Abnormální karyotypy Typy anomálií a jejich frekvence v populaci XYY jeden chromozom Y navíc u muže 0,8/1000 porodů • nadprůměrná výška • plodnost zachována • agresivita • zločinnost
Početní zastoupení VCA u živě narozených dětí Abnormální karyotypy Monosomie 0,6 % Trisomie 47,5 % Strukturální přestavby 52,0 % Z porovnání obou tabulek vyplývá že strukt. přestavby jsou jen v nízkém procentu příčinou spontánních potratů.
Frekvence nejčastějších trisomií Abnormální karyotypy Na 1000 živě narozených dětí Trisomie 21 1,2 Downův syndrom Trisomie 18 0,2 Edwardsův syndrom Trisomie 13 0,1 Patauův syndrom (delece na 5. chr. 0,05 Syndrom kočičího křiku)
Závislost VCA na věku matky Abnormální karyotypy Počet na 1000 narozených dětí (otec v podstatě neovlivňuje) u 20 letých matek 1 u 30 letých matek 1,5 u 36 letých matek 7 u 40 letých matek 15 u 45 letých matek 50
Diagnostika chromozomálních aberací Abnormální karyotypy stanovení karyotypu a jeho vyhodnocení indikováno tehdy, je-li podezření na genetickou chorobu: • - výskyt příslušného syndromu u daného jedince • - vysoký věk matky – nad 35 let • - poruchy gravidity • - opakované potraty • - genetická choroba, chromozomová aberace u rodičů • - v rodině se již narodilo dítě s chromozomální odchylkou • v séru matky nález biochemických markerů (např. choriový • gonadotropin – HCG) u nenarozených jedinců: amniocentéza nebo biopsie plodu
Početní zastoupení VCA ve spontánních potratech Abnormální karyotypy Monosomie 19 % Trisomie 51 % Triploidie 18 % Teraploidie 6% Strukturální přestavby 6%