VII.3.1. Особенности патогенеза моногенных болезней
Мутационное изменение нуклеотидной последовательности структуры ДНК является причиной моногенных наследственных болезней. Специфика патогенеза моногенных заболеваний определяется особенностями химической природы первичного продукта, обусловленными конкретной мутацией, и той ролью, которую этот продукт играет в жизнедеятельности организма. При одних мутациях, обусловливающих полное отсутствие необходимого организму вещества (например, соматотропного гормона или цитохрома-450), нормальное развитие организма либо затруднено, либо невозможно; при других мутациях, приводящих к дефициту биологически активного вещества или структурного белка, возникают заболевания, характеризующиеся расстройством структуры и функции отдельных тканей, органов или физиологических систем.
Известные варианты патогенеза моногенных (так называемых менделирующих) заболеваний весьма разнообразны. Это во многом определяется огромным числом нарушений биохимических реакций, протекающих в организме. Несмотря на это, выделены некоторые общие закономерности развития моногенных форм патологии. Например, для многих наследственных болезней обмена веществ (НБО) установлена прямая связь между мутантным геном и нарушенной биохимической реакцией.
К настоящему времени открыты и подробно описаны сотни видов наследственных аномалий метаболизма, причина которых единичный мутантный ген. Обусловленная мутацией гена аномалия аминокислотной последовательности полипептидной цепи существенно нарушает активность ферментов за счет изменений количества белка, его информационных характеристик, термостабильности, устойчивости к различным воздействиям и других свойств. В абсолютном большинстве случаев НБО связаны именно с изменением активности ферментов. В свою очередь мутационные нарушения синтеза фермента приводят к расстройству либо остановке реакций в данной цепи метаболизма, вызывая развитие той или иной формы патологии.
Заболевание может возникать вследствие:
- накопления избытка субстрата как результат нарушения реакции (например, цереброзида при болезни Гоше),
- увеличения содержания вещества-предшественника (например, метионина при цистатионинурии),
- недостаточного образования вещества (в частности, дефицита цитидинтрифосфата при оротовой ацидурии),
- увеличения концентрации токсических продуктов метаболизма (например, фенилацетилглютамина, фенилуксусной, фенилпировиноградной кислоты и других фенилкетоновых производных при фенилкетонурии).
Тем не менее даже в случаях сходства вида нарушений, например при накоплении субстрата, механизмы развития различных заболеваний будут различны. В одном случае накапливающийся субстрат (например, высокомолекулярное вещество в случае амавротической идиотии Тей-Сакса) может откладываться в клетках, постепенно приводя их к гибели. В других случаях избыток низкомолекулярного растворимого вещества создает высокую концентрацию в биологических жидкостях организма. Например, при галактоземии (вследствие недостаточности галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы) происходит накопление глюкозо-1-фосфата, токсические концентрации которого повреждают различные ткани, в связи с чем возникают цирроз печени, катаракта, повреждаются почки, нейроны головного мозга.