История генетики человека

СОДЕРЖАНИЕ

     ВВЕДЕНИЕ

     Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека, закономерности передачи от поколения поколению наследственных болезней, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии, включая болезни с наследственной предрасположенностью. Указанное направление синтезирует медицинские и генетические открытия и достижения, направляя их на борьбу с болезнями и улучшение здоровья людей.

     Значение  генетики для медицины проявляется  в возможности, а на современном  этапе развития медицины и необходимости  более полного понимания природы различных заболеваний и патологии в целом. Успехи в области генетики человека и медицинской генетики оказали большое влияние на многие разделы медицины. Для многих групп патологий кардинально меняются либо дополняются и уточняются представления и знания о роли генетических факторов в этиологии и патогенезе заболеваний.

     Благодаря успехам медицинской науки и  научно-техническим достижениям  последних лет возрастает процент  распознавания генетически обусловленной  патологии в структуре заболеваемости, смертности и инвалидизации населения.

     Роль  медицинской генетики в системе  медицинских наук становится тем более существенной в условиях значительных антропотехногенных изменений среды обитания человека и изменений популяционно-демографических характеристик населения.

     Поэтому важно будет рассмотреть историю  генетики человека, обращая внимание на ее взаимодействия с общественными силами.  
 

     1. ГРЕКИ

     Донаучные представления о передаваемых по наследству различиях между людьми, по всей вероятности, существовали уже  в античные времена. Древнегреческие врачи и философы не только сообщали о таких наблюдениях, но и выдвигали теоретические объяснения и даже предлагали «евгенические» меры.

     В высказываниях, обычно приписываемых Гиппократу, можно найти следующее утверждение:

     «Относительно семени, однако, я утверждаю, что  оно выделяется веем организмом, всеми его частями, мягкими и твердыми, и всеми выделяющими влагу тканями... Семя производит все тело, здоровое семя производят здоровые части тела, больное " больные. Раз, как правило, у лысого рождается лысый, у голубоглазого—голубоглазый, а у косого—косой, ничто не помешает рождению длинноголовых у длинноголовых».

     Это примечательное высказывание содержит не только наблюдения о наследовании нормальных и патологических черт, но также и теоретическое объяснение такого наследования, основанное на предположении о том, что носитель информации, семя, производится всеми частями тела, здоровыми и больными. Эта теория впоследствии приобрела известность как теория пангенеза. Анаксагор, афинский философ (500-428 гг. до н.э.) имел сходные взгляды: «... одно и то же семя несет в себе волосы, ногти, вены, артерии, сухожилия и кости, хотя и невидимые, поскольку их частицы чрезвычайно малы. Во время роста они постепенно отделяются друг от друга, ибо ... как могут волосы произойти не от волос, а плоть не от плоти?».

     По  его мнению, мужские особи дают семя, а женские особи -вместилище для плода. Вполне законченная теория наследственности была разработана Аристотелем. Он также был убежден в качественно различном вкладе мужского и женского начал в деторождение. Мужской организм, как ему казалось, запускает действие, тогда как женский предоставляет материал, подобно столяру, вырезающему кровать из дерева. Когда мужское начало сильнее, рождается сын, который при этом больше похож на отца, и наоборот. Вот почему сыновья обычно похожи на своих отцов, а дочери-на матерей.

     По  словам Бартелмеса «при чтении текстов, оставленных этой культурой, убеждаешься  в том, что греки в лице своих  наиболее зрелых мыслителей подошли  ближе к пониманию теоретических проблем наследственности, чем самого феномена». Утверждение Аристотеля представляет собой пример того, как наблюдение может быть неправильно истолковано, исходя из предвзятых теоретических представлений. Ни сыновья не похожи больше на своих отцов, ни дочери-на матерей. Платон в своем труде «Политика» подробно объясняет, как следует подбирать супругов, чтобы рождались дети, которые смогут стать выдающимися личностями и в физическом, и в нравственном отношениях. Он пишет:

     «А  ведь делают они это без достаточного основания, заботясь лишь о минутном покое, и потому выбирают себе подобных; тех же, кто на них не похож, отталкивают, отмеривая им величайшую меру презрения.

     ... Те, кто отличается упорядоченностью, ищут нрав, подобный их собственному, и по возможности берут жен  у таких же родов, а дочерей  своих стараются выдать в такие  семьи. То же самое делает  мужественный род людей, когда  ищет близких к собственной  природе, в то время как оба  рода должны были бы делать  прямо противоположное.

     ...А  потому мужество многих родов,  не смешанное от рождения с  благоразумной природой, сначала наливается силой, под конец же превращается в совершеннейшее безумие.

     ... Душа же, чересчур исполненная  скромности и не смешанная с дерзновенной отвагой, передаваясь из поколения в поколение, становится более вялой, чем следует, и в конце концов полностью впадает в уродство».

     Платон  настаивает на том, что потомки лучших представителей обоих полов должны воспитываться с особой тщательностью. Детей из низших слоев следует, напротив, предоставить самим себе. По мнению Демокрита «способности большинства людей развиваются в основном за счет упражнения, а не за счет природной предрасположенности». Таким образом уже в трудах древнегреческих философов ставится проблема врожденного и приобретенного.

     2. УЧЕНЫЕ ДО МЕНДЕЛЯ  И ГАЛЬТОНА

     Литература  средневековья содержит не много  упоминаний  о  наследственности.

     Анализ  природных явлений привел к созданию современной науки и возникновению нового взгляда на человека. Эмпирический подход оказался успешным в первую очередь при исследовании неорганической природы и только позже принес успех в биологии. В работе «Наследственные заболевания» испанского врача Мер-кадо (1605) влияние Аристотеля хотя и преобладает, однако в ней содержится утверждение, что оба родителя, а не только отец, определяют то, каким будет будущий ребенок. Мальпиги (1628-1694) выдвинул гипотезу «преформации», согласно которой в яйце имеется полностью сформировавшийся организм, которому потом остается только расти. После того, как в 1677 г. Левенгук обнаружил сперматозоиды, появились представления о том, что индивид сформирован уже в них и только вынашивается матерью. Длительная борьба между «овистами» и «сперматистами» завершилась, когда Вульф (1759) подверг критике обе стороны и подчеркнул необходимость дальнейших экспериментов. Спустя короткое время Гартнер (1772-1850) и Келрейтер (1733-1806) провели экспериментальные исследования наследственности у растений. Их работа подготовила почву для опытов Менделя.

     Медицинская литература X VIII - начала XIX веков содержит публикации, из которых следует, что и в ту пору некоторые исследователи правильно оценивали явления, связанные с наследованием заболеваний. Например, в 1752 г. было опубликовано сообщение (Мопертюи, 1752) о семье, где в четырех поколениях наблюдалась полидактилия. Автор пришел к выводу, что это нарушение могло в равной степени передаваться как отцом, так и матерью. Затем, основываясь на вероятностных расчетах, он показал, что столь высокую частоту этого нарушения в данной семье объяснить только случайностью нельзя. Особого внимания заслуживает «Трактат о предполагаемых наследственных свойствах болезней». Его автор - английский врач и прекрасный исследователь Адаме (1756-1818). Книга содержит ряд замечательных выводов.

1. Существуют врожденные «семейные» (рецессивные) и «наследуемые» (доминантные) факторы.
2. В случае возникновения семейных заболеваний родители часто состоят в близком родстве.
3. Наследственные заболевания не обязательно обнаруживаются при рождении, они могут проявляться в разном возрасте.
4. Существует предрасположенность к заболеваниям, которая приводит к развитию болезни только при дополнительном воздействии внешних факторов. Однако даже если индивиды, предрасположенные к возникновению заболевания, сами не больны, их потомство подвергается опасности заболеть.
5. Внутрисемейные корреляции, такие, как возраст, в котором возникает заболевание, могут быть использованы в генетическом прогнозировании.
6. Одинаковые по своим клиническим проявлениям болезни могут иметь разную генетическую основу.
7. Повышенная частота возникновения семейных заболеваний в изолированных популяциях может быть обусловлена инбридингом (близкородственным скрещиванием).
8. Репродуктивная способность у многих больных с наследственными заболеваниями снижена. Вот почему такие заболевания со временем должны исчезнуть (если время от времени они не будут возникать у детей здоровых родителей).

     Адаме критически относился к «негативным» евгеническим мероприятиям. Он предлагал ввести регистрацию семей, в которых встречаются наследственные заболевания.

     В 1820 г. немецкий профессор медицины Нассе  правильно определил наиболее важные формальные признаки наследования гемофилии и представил типичную развернутую родословную больных. Он писал:

     «Все  сообщения о семьях, в которых  обнаружена наследственная склонность к кровотечению, совпадают в том, что кровотечениям подвержены только лица мужского пола. Все четко придерживаются этой точки зрения. Женщины в таких семьях передают эту склонность от отцов к своим детям, даже когда они замужем за мужчинами из других семей, не подверженными кровотечениям. У таких женщин никогда не наблюдаются наклонности к кровотечениям...»

     Нассе также заметил, что у некоторых  из сыновей этих женщин полностью  отсутствует склонность к кровотечениям.

     В медицинской литературе XIX века можно  обнаружить значительно больше попыток  обобщить наблюдения и выявить закономерности влияния наследственности на возникновение  заболевания. Следует упомянуть  об очень важных, тесно связанных концепциях «вырождения» и «опережения». Считалось, что наследственные заболевания от поколения к поколению проявляются все раньше и тяжелее протекают. Теперь мы знаем, что теория «вырождения» не имеет биологической основы, а «опережение» -статистический артефакт. Сейчас известно, что некоторые признаки, которые ранее исследователи относили к «признакам вырождения», проявляющимся во внешнем облике умственно отсталых, характерны для нарушения умственной деятельности, сцепленного с Х-хромосомой или возникающего при аутосомных хромосомных аберрациях.

В работах большинства  исследователей XIX века истинные факторы  и ошибочные представления были перемешаны, а критериев для установления истины в то время еще не существовало. Такая ситуация была типичной для положения дел в науке на «донаучной» стадии ее развития. Генетика человека не имела основных теоретических положений. Как наука она сформировалась в 1865 г., т.е. именно тогда, когда появились биометрия и менделизм. Биометрический подход был очень популярен первые десятилетия нашего века, и его положения будут использованы во многих примерах и объяснениях, приводимых в этой книге. С появлением молекулярной биологии и раскрытием механизма действия гена использование биометрических методов пошло на убыль. Однако в тех областях генетики, в которых применение молекулярных методов еще невозможно (например, в генетике поведения или социальной генетике), многие новые достижения основываются на биометрической концепции и ее современных вариантах. Законы, сформулированные