Генетические и средовые факторы умственной отсталость Лекция

Существует множество определений умственной отсталости и задержки умственного развития. Одно из них, не зависящее от тестов и успехов в школе, следующее: умственно отсталый человек определен как индивид, неспособный к независимой социальной адаптации.

Наиболее прямые подтверждения тесного взаимодействия генетических механизмов и механизмов индивидуального обучения и запоминания содержат данные изучения мутаций. В экспериментах на дрозофиле и мясных мухах показано существование набора генов, необходимых для приобретения индивидуального опыта. Методика этих экспериментов связана со специальным подбором для скрещивания. Для скрещивания подбирают особей, способных к быстрому обучению. В противоположную группу попадают медленно обучающиеся особи. Рост кривой эффективности обучения прекращался только к 24 поколению. Поэтому говорят о полигенном характере наследования к обучению. Если бы это был моногенный признак, то кривая обучаемости выходила бы на плато через одно поколение.

Другой классический пример ассоциативного обучения дрозофилы заключается в выработки у них условного рефлекса избегания определенного запаха. В норме этих мушек обучают избегать специфического запаха, если он неоднократно сочетается с получением электрического удара. После обучения проводили экзамен. Мушкам предлагали на выбор два запаха и сравнивали число особей, избегавших запаха, ассоциированного с шоком, и контрольного. В результате было выявлено, что две трети мушек научилась избегать опасного запаха, примерно одна треть – нет.

У мушек дрозофилы было обнаружено два гена, ответственных за процесс обучения. Это мутанты «dunce» (dnc) – «бестолковые» или тупицы и мутанты «rutabaga» (rut) – «забывчивые». Эти мутанты (у них изменен один ген) способны обучаться, но у них поразительно короткая память – несколько десятков секунд в случае «dunce». В случае мутации «rufabaga» у забывчивых мух повреждается ген, кодирующий Ca2+-зависимую аденилатциклазу, функция которой связана с синтезом цАМФ, т.е.увеличение ее количества. В случае мутации «dunce» мутация затрагивает ген, связанный с выработкой фермента фосфодиэстеразы, расщепляющей цАМФ, т.е. с уменьшением ее количества.

В результате можно говорить, что как малые, так и большие количества цАМФ нарушают процессы закрепления следов памяти.

Другие мутанты дрозофилы, называемые Ddc, не способны научаться вообще. У них отсутствует ген, кодирующий ДОФА-декарбоксилазу, которая катализирует важный этап в синтезе серотанина и дофамина.

У человека можно выделить три причины умственной отсталости: генетическую (генные (фенилкетонурия, порфирия и др.), хромосомные (синдром «кошачьего крика» и др.) и геномные (синдром Дауна, Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, полисомия по Х-хромосоме, синдром ХХУ) мутации), средовую (менингит, сифилис, травмы головного мозга и др.) и мультифакторную (шизофрения и др.).

Разберем некоторые из них. Мутации - скачкообразные изменения генетического материала, передающиеся от родителей к потомкам. По характеру изменения генетического материала мутации можно подразделить на генные, хромосомные и геномные. Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Если изменение числа хромосом кратно гаплоидному набору, то такая мутация носит название полиплоидия, если не кратно гаплоидному -анеуплоидия.

В качестве примера анеуплоидий по аутосомам у человека, приводящим к возникновению умственной отсталости можно привести синдром Дауна (трисомия по 21 хромосоме). Частота этого заболевания 1:550 - 700 новорожденных. Первое описание указанного синдрома дал в 1866 г. английский врач Джон Лэнгдон Даун. Это заболевание он охарактеризовал как «монголизм», т.к. описанные им дети очень напоминали внешне представителей монголоидной расы. В 60-х годах прошлого века со стороны азиатских ученых генетиков поступил этический протест по поводу использования термина «монголизм», термин был изъят из научного обихода, описанная Дауном болезнь стала называться синдромом Дауна. В 1959 году независмо друг от друга Дж. Леден и П. Жакоб установили, что причиной синдрома Дауна является трисомия по 21-й хромосоме.  При цитологическом анализе выделяют 3 формы:

- простая (регулярная) трисомия по 21 хромосоме. Встречается в 95 % всех случаев синдрома.

- транслокация хромосомы 21 на другие хромосомы (чаще на 15, реже на 14, еще реже на 21, 22 и У-хромосому) - 4 % случаев, но это уже не геномная, а хромосомная мутация, связанная с переносом участка одной хромосомы на другую.

- мозаичный вариант синдрома - 1 %.

Больные имеют характерный фенотип: брахицефалическая форма черепа с укорочением передне-заднего размера и утолщением затылка, раскрытые роднички, избыток кожи на затылке, плоский профиль лица, эпикант (складка кожи на глазе, прикрывающая слезное мясцо), монголоидный разрез глазных щелей, пятна Брушвильда (на границе склеры и радужки белые или жемчужные пятнышки), помутнение хрусталика, полуоткрытый рот с толстыми губами и высунутым языком (макроглоссия), небо узкое и короткое. Руки короткие и широкие, клинодактилия, на мизинце одна сгибательная складка, «обезьянья складка» (поперечная складка ладоней).

Часто наблюдаются врожденные пороки сердца. Выражена задержка психомоторного развития, с возрастом нарастает интеллектуальный дефицит. Коэффициент умственного развития больных с синдромом Дауна находится в интервале от 20 до 70 единиц. Среди умственно отсталых детей выявляются 10 -12 % больных с синдромом Дауна. Дети с синдромом Дауна в большинстве случаев могут научиться говорить, иногда обучаются чтению и письму. Как правило, они не способны к абстрактному мышлению, поэтому не могут научиться читать. Дети с данной болезнью спокойны и дружелюбны, послушны и терпеливы. Терапией, направленной на улучшение функции центральной нервной системы, и специальным методам обучения удается адаптировать их к жизни. Многие люди с трисомией по 21 хромосоме, получив специальное воспитание, способны к самостоятельной жизни, овладевают несложной профессией и создают семьи.  Из-за частых респираторных заболеваний наблюдается высокая ранняя смертность детей. Следует отметить, что больные с синдромом Дауна кажутся гораздо более похожими друг на друга, чем родные братья и сестры, т.е. у них нарушения развития как бы канализируются в одном направлении, стирая многие черты индивидуальности. При транслокационной форме симптоматика более выражена, чем при регулярной трисомии. В кариотипе обнаруживают 46 хромосом, две обычные и одну маркерную.

В качестве примера анеуплоидий у человека по половым хромосомам можно привести следующие синдромы: