Хромосомы находятся в ядре каждой клетки. В них хранятся гены, которые несут наследственную информацию. Во время деления клеток возможны перестройки и изменение количества хромосом. Это может привести к трудностям вынашивания беременности и аномалиям развития плода. Мы обратились к врачу-генетику «Централизованной медико-генетической консультации КОМКБ» Ирине Вдовиной. Эксперт рассказывает, сколько хромосом у человека должно быть в норме, какие бывают мутации и какие обследования стоит пройти, чтобы выявить или исключить риски хромосомных аномалий у будущего ребенка.
Что такое хромосомы
Хромосома — структурный элемент клеток нашего организма. Она состоит из ДНК, РНК, белков, липидов, полисахаридов и других компонентов (1). В ней содержится генетическая информация, необходимая человеку для жизни, роста и развития. У каждой хромосомы обычно есть пара: одна из них передается от отца, вторая ― от матери.
Виды хромосом и что о них известно
В организме каждого человека есть два вида клеток: половые и соматические. Первые существуют только в половых органах. Вторые ― во всем теле. Хромосомы тоже бывают двух видов:
- аутосомы ― одинаковые у всех людей;
- половые хромосомы ― различаются у мужчин и женщин.
Кариотип ― это полный набор хромосом, объединенных в пары. При этом у каждой пары аутосом есть свой порядковый номер: от одного до 22. Последняя пара в кариотипе ― это половые хромосомы. У них нет номера. Они обозначаются буквами X и Y. В норме хромосома Y встречается только у мужчин.
Количество пар хромосом в соматических клетках: норма здорового человека
В соматических клетках содержится полный набор хромосом ― всего 46 структур, объединенных в пары: 22 пары ― это аутосомы, одна ― половые хромосомы. Парные структуры похожи друг на друга, их называют гомологичными.
Сколько должно быть половых хромосом у женщин и мужчин
В норме у женщин половые хромосомы представлены парой XX, у мужчин ― XY, которые и отвечают за мужские половые признаки. В половых клетках ― 23 хромосомы (по одной из гомологичной пары). Кариотип здорового мужчины ― 46, XY. Хромосомный набор женщины, у которой нет аномалий, ― 46, XX.
Почему может измениться количество хромосом
Количественные аномалии могут возникать в процессе деления клеток. Возможны три варианта развития мутаций (2):
- появление в организме лишней копии хромосомы;.
- исчезновение целой хромосомы или ее части;
- увеличение кариотипа на 23, 46 хромосом (полиплоидия).
Возраст родителей тоже может влиять на развитие подобных аномалий. Чем старше мать и отец, тем выше риски. Но у мужчин с возрастом вероятность зачать ребенка с хромосомными аномалиями увеличивается незначительно (2).
Комментирует наш эксперт Ирина Вдовина:
«Начнем с того, что большинство случаев хромосомных патологий возникает из-за спонтанного мутагенеза. Но возраст матери и отца может повышать шансы неблагоприятного исхода беременности.
У женщин старше 35 лет выше риск родить ребенка с хромосомной патологией. Это связано с тем, что с возрастом ошибки в процессе мейоза (деления) возникают с большей вероятностью. Например, женщины младше 25 лет рожают такого ребенка с вероятностью 1:1400, до 30 ― 1:1000. Когда женщина достигает возраста 35 лет, риски возрастают до 1:350. Для женщин от 42 лет вероятность родить ребенка с хромосомной патологией увеличивается до 1:60, а в 49 лет ― до 1:12.
Четкого определения позднего отцовства нет, но специалисты сходятся на возрасте 45+. В процессе жизни ДНК в половых клетках мужчины копируется. В результате неизбежно возникают новые мутации в ДНК сперматозоидов (в среднем две новые мутации каждый год). Таким образом, к 45 годам у мужчин в сперматозоидах в 1,5–2 раза больше клеток с добавочными хромосомами, что повышает риск неудачных беременностей или рождения ребенка с хромосомной патологией даже у молодой женщины».
Чем опасны хромосомные отклонения
Хромосомные синдромы диагностируются с частотой 5–7 случаев на 1000 новорожденных. Мутации возникают как в соматических, так и в половых клетках. Исход беременности зависит от вида мутации и от того, какие именно хромосомы перестраиваются.
В большинстве случаев хромосомные мутации приводят к выкидышам и неразвивающимся беременностям. Эмбрионы могут погибать практически сразу после зачатия. Часто самопроизвольный аборт в первом триместре связан с хромосомными перестройками. Далее рассмотрим некоторые синдромы, с которыми могут рождаться дети.
Синдром Дауна
Синдром Дауна ― аномалия, при которой в организме присутствует дополнительная 21-я хромосома. Мутация в равной степени характерна для мальчиков и девочек. Приведем примеры частых клинических проявлений синдрома:
- особенности внешности ― широкое лицо, короткий нос, четырехпальцевая (обезьянья) складка, недоразвитая верхняя челюсть, монголоидный разрез глаз, асимметричные и низкопосаженные уши, неправильный прикус, светло-серые пятна на радужке глаз;
- задержка психического развития ― IQ около 50 баллов, гиперактивность, дефицит внимания, склонность к депрессиям;
- проблемы с опорно-двигательным аппаратом и строением скелета ― неправильные пропорции тела, низкий тонус мышц, недостаточно проявленные половые признаки;
- хронические болезни ― врожденные пороки сердца, гипотиреоз (снижение функций щитовидной железы), сахарный диабет, кольцевидная поджелудочная железа и другие.
Диагноз ставят по результатам лабораторных исследований и дифференциальной диагностики. Например, у многих детей с синдромом Дауна уплощенный профиль лица, отсутствие сосательного рефлекса, монголоидный разрез глаз и пониженный тонус мышц.
Синдром Шерешевского–Тернера
Этот синдром появляется только у женщин. Для него характерно отсутствие одной X-хромосомы и кариотип 45, X0, но возможны и другие варианты развития мутации. В 90% случаев при таком кариотипе происходит выкидыш. Доля новорожденных девочек с синдромом Шерешевского–Тернера ― 1:5000 (3).
Примерно у половины новорожденных девочек присутствуют типичные симптомы:
- вес не более 2500 г;
- крыловидные складки на шее;
- врожденный порок сердца;
- отеки на кистях и стопах.
Примерно после десяти лет девочки начинают сильно отставать в росте. Возможны задержки психического развития. В подростковом возрасте в большинстве случаев становится заметна недоразвитость половых органов и вторичных половых признаков. Яичники почти не вырабатывают эстрогены, что приводит к развитию бесплодия.
Выраженность симптомов во многом зависит от того, в какой из двух половых хромосом произошли изменения. Если это отцовская хромосома, то признаки мутации у девочки могут практически отсутствовать. В случае полной потери материнской хромосомы у будущего ребенка возникают тяжелые сердечно-сосудистые заболевания (3).
Иногда у девушек выявляют мозаичную мутацию. В ряде случаев у женщин с подобным диагнозом все половые признаки в норме. Возможна даже беременность.
Синдром Патау
Этой мутации, связанной с лишней 13-й хромосомой, в одинаковой степени подвержены мальчики и девочки. Клинические проявления достаточно специфические, поэтому врачи могут заподозрить хромосомную аномалию еще во время беременности, когда женщина делает плановое УЗИ. Перечислим частые симптомы:
- деформации лицевой области, в том числе запавшая переносица;
- узкие глаза;
- непропорционально маленькая голова;
- шесть пальцев;
- уменьшенное глазное яблоко (одно или оба);
- пороки развития внутренних органов.
В 95% случаев дети с множественными пороками развития гибнут до или после рождения (3).
Синдром Эдвардса
При таком синдроме диагностируется лишняя 18-я хромосома. Заболевание в три раза чаще встречается у девочек. Доля новорожденных с хромосомной аномалией ― от 1:5000 до 1:7000.
Исход беременности зависит от тяжести пороков развития. Плод погибает внутриутробно или беременность сохраняется, но ребенок рождается с множественными мутациями и погибает в первые месяцы жизни.
Врачи диагностируют деформации лица и скелета, пороки сердца, половых органов, опорно-двигательного аппарата. У ребенка маленький рот, низко посаженные уши, недоразвитая нижняя челюсть, провисающий свод стопы и другие проявления болезни.
Синдром Клайнфельтера
При синдроме Клайнфельтера у мальчиков увеличивается количество половых хромосом: X или Y. В классическом варианте ― две X-хромосомы. В 80% случаев кариотип мужчин с синдромом Клайнфельтера ― 47, XXY.
Симптомы становятся особенно заметными в период полового созревания. Юноши очень высокие, с относительно широким тазом и склонностью к ожирению. Возможен сколиоз, скудный рост волос на лице, не соответствующий возрасту, высокий тембр голоса, варикозное расширение вен, сниженный слух, порок сердца и другие симптомы. Часто встречается бесплодие, маленький объем эякулята, отсутствие сперматозоидов. С возрастом может снижаться либидо и уменьшаться мышечная масса.
Хромосомная аномалия не влияет на продолжительность жизни. Врачи могут назначать таким пациентам лечение мужскими половыми гормонами.
Аутизм
Аутизм ― это группа психических расстройств, при которых наблюдаются нарушения в социальном взаимодействии и общении, стереотипные модели поведения и особенности интеллектуального развития. Причины болезни не изучены до конца и точно не установлены. Но, известно, что при синдроме ломкой X-хромосомы могут появляться симптомы, типичные для аутизма (4).
«Расстройства аутистического спектра (РАС) являются частой и крайне актуальной проблемой современной медицины: этот диагноз поставлен 1% детей в мире. Поэтому очень много исследований проводится на эту тему. Только у 20–25% обследуемых удается установить генетическую причину заболевания. Классическое исследование хромосом (кариотипирование) не выявляет причин РАС.
Обычно проводят анализ гена FMR1 (синдром ломкой Х-хромосомы), хромосомный микроматричный анализ (исследование всех клинически значимых участков генома), поиск мутаций методом NGS “Полный экзом” (расшифровка всех закодированных белков в ДНК, которые хранят генетическую информацию).
Таким образом, генетическое обследование только в четверти случаев позволяет понять, высок или низок риск повторения аутизма в семье, прошедшей обследование», ― рассказывает наш эксперт.
Как снизить вероятность хромосомных отклонений
Хромосомные мутации нельзя исправить, но в некоторых случаях можно предотвратить. Для этого рекомендуется пройти обследование обоим родителям еще на этапе планирования беременности. Расскажем подробнее о консультировании и лабораторных тестах.
Консультации
Они проводятся для того, чтобы снизить риск рождения детей с тяжелыми хромосомными аномалиями. К генетику обращаются на этапе планирования и во время беременности. Кроме того, консультация с последующим обследованием необходима после нескольких выкидышей или при наличии хромосомной мутации у первого ребенка.
Лабораторные тесты и аппаратная диагностика
Мужчина и женщина, планирующие беременность, могут пройти тест на определение своего кариотипа и другие исследования, которые назначит врач. На раннем сроке беременности женщина сдает анализы, которые выявляют или точно исключают самые частые хромосомные отклонения ― синдромы Дауна, Тернера, Эдвардса, Патау. Кроме того, беременные проходят плановые УЗИ в каждом триместре. Только при необходимости врач может назначить инвазивные тесты, при которых биоматериал берут из пуповины, амниотического мешка или ткани хориона (ворсистой оболочки вокруг плода).
Отзывы и комментарии врача
Наш эксперт Ирина Вдовина рассказывает о риске повторного рождения ребенка с хромосомной аномалией:
«Следует помнить, что риск рождения ребенка с хромосомной патологией есть у всех, и составляет 1–3% (общепопуляционный риск). При планировании беременности, в случае если уже есть ребенок с хромосомной патологией, родителям необходимо сдать анализ крови на кариотип для исключения хромосомных перестроек, о которых они могут не знать, и проконсультироваться с генетиком. В случае обнаружения у родителей сбалансированной перестройки хромосом риск повторения патологии высокий».
Что важно запомнить о количестве хромосом у человека
В завершение статьи подготовили список основных фактов о хромосомах у человека.
- В норме в организме 46 хромосом, 23 пары.
- Аутосомы одинаковы у всех людей.
- Половые хромосомы различаются: XX ― у женщин, XY ― у мужчин.
- Количество хромосом может измениться при неправильном делении клеток.
- Хромосомные перестройки могут привести к потере беременности или рождению ребенка с синдромом Дауна, Тернера, Эдвардса, Патау, Клайнфельтера.
- Риск аномалий можно определить, обратившись к генетику до беременности и пройдя тесты во время беременности.
Список источников:
- Снигур Г. Л., Сахарова Э. Ю., Щербакова Т. Н. «Основы генетики. Наследственность и изменчивость» / Учебное пособие 2016.
- Nina N. Powell-Hamilton / Owerview of Chromosome and Gene Disorders / MSD Manual. 2023.
- Чистый А. Г., Чиркун Е. Е., Микульчик Н. В. «Хромосомные болезни» / учебно-методическое пособие. 2023.
- Stephen Brian Sulkes / Autism Spectrum Disorder / MSD Manual (Professional version). 2024.
