Генетическая лотерея

Можно ли унаследовать гениальность?

В некоторых случаях талантливые люди происходят из талантливых семей, что позволяет предположить, что генетика частично отвечает за физические, физиологические или внешние характеристики, необходимые талантливому человеку. Впервые изучением передачи гениальности по наследству в XIX веке занялся ученый Фрэнсис Гальтон, кузен Чарльза Дарвина. Гальтон уже тогда отмечал, что «талант передается по наследству в очень значительной степени, целые семьи талантливых людей встречаются чаще, чем те, в которых только один член обладает талантом». На сегодняшний день наука далеко продвинулась в этом направлении, о чем мы и поговорим.

Гениальность – это высший уровень интеллектуального и творческого развития личности, который проявляется в научных открытиях, изобретениях, создании художественных произведений, внесших исторический вклад в развитие определенных сфер человеческой деятельности.

Талант – выдающиеся способности человека, проявляемые в определенной сфере деятельности, позволяющие на основе принятия нестандартных решений добиваться высоких результатов.

Гениальность не может передаваться по наследству, так как гениальность – это уникальное редкое явление, изучить генетическую природу которого не предоставляется возможным, ведь по данным профессора С.С. Савельева, гениев за всю историю человечества насчитывается не более 100 человек. А вот выдающиеся способности в разных сферах, которые определяют наличие у человека таланта, передаются по наследству.

В исследовании De Moor показано, что в 30–80 % способности к спортивным достижениям передаются по наследству. В обзоре И.И. Ахметова сообщается о 155 генах, ответственных за спортивные достижения.

Ген ACTN3 называют «геном скорости», так как отвечает за скоростные и силовые качества спортсмена. При этом в исследовании Scott среди элитных спринтеров США и Ямайки, относящихся к самым быстрым бегунам на дистанцию 100 метров, не было обнаружено существенной разницы в вариантах гена ACTN3 между этими спортсменами и их сверстниками, не занимающимися спортом. Таким образом, нельзя сказать, что в спортивных достижениях генетический фактор играет ведущую и определяющую роль. Многие родители хотят узнать, получится ли спортсмен из их ребенка или нет, с помощью генетических исследований. Генетические лаборатории действительно предлагают такие исследования. Например, лаборатория Map my gene предлагает генетическое тестирование «46 Talents & Traits», в котором изучаются 6 генов, отвечающих за качества, важные для спортивных достижений: выносливость, беговые навыки, технические навыки, восприимчивость к тренировкам, склонность к спортивным травмам, спортивная психология. Однако это не совсем этично. Не существует определенного одного гена, отвечающего за спортивные достижения, а ключевую роль в спортивных успехах даже при отсутствии генетической предрасположенности могут играть индивидуальные волевые качества, поддержка семьи, тренера и команды.

По данным исследования Gustavson, увлечение музыкой, способности к танцам и пению передаются по наследству (степень наследования признаков составляет 78 %, 66 % и 43 % соответственно).

Исследование Wesseldijk L продемонстрировало, что музыкальные и вербальные способности имеют общие генетические факторы, кроме того, музыка и язык обрабатываются в одних и тех же областях мозга и сходными способами. Участки генов, связанные с музыкальными способностями, расположены в зонах, ответственных за интеллектуальные способности и слух. Например, ген AVPR1A отвечает не только за танцевальные и музыкальные способности, но и за память и процессы обучения.

Для того чтобы сочинять музыку, необходима креативность. Ученые открыли ген GALM, который связан с креативностью за счет накопления вещества серотонина в таламусе, одной из структур головного мозга.

По данным исследования Irma Järvelä, было показано, что ген SNCA, отвечающий за музыкальные способности, имел более выраженное проявление при регулярном прослушивании и исполнении музыки. Получается, что с помощью регулярных занятий музыкой можно влиять на генетику.

Таким образом, музыкальные способности определяются генетически, но могут развиваться при регулярных занятиях и тренировках.

Общий интеллект является важной количественной характеристикой, которая учитывает большую часть различий в когнитивных способностях человека. Интеллект – это способность учиться, рассуждать и решать проблемы. Человеческий интеллект стабилен на протяжении всей жизни, а сходство данной черты между родственниками предполагает, что он в значительной степени передается по наследству.

Исследования близнецов показали, что наследуемость данного признака составляет около 50 %, также влияние оказывают факторы окружающей среды. Так, исследование Bulik-Sullivan показало, что уровень интеллекта связан с курением, окружностью головы в младенчестве, продолжительностью жизни, тем, сколько человек учился на протяжении жизни, болезнью Альцгеймера в анамнезе, наличием депрессии, синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей.

Науке давно известно, что основную роль в формировании интеллекта у человека с точки зрения биологии играет нейромедиатор ацетилхолин, который способствует контакту между клетками головного мозга. Генетические исследования подтверждают, что ген CHRM2, отвечающий за синтез рецептора, с которым связывается в клетках ацетилхолин, также участвует в формировании интеллекта.

Выяснилось также, что интеллект связан с уровнем дофамина и норадреналина в головном мозге, хотя изначально наука определяла этим веществам совсем другую роль. Считалось, что дофамин – «гормон удовольствия», его синтез повышается при употреблении алкоголя, вызывая у человека не только наслаждение и эйфорию, но и желание выпить еще и еще, что способствует и формированию зависимости. Норадреналин, как и адреналин, главным образом, участвует в реакции организма на стресс – повышает артериальное давление, частоту дыхания и сердечных сокращений. По результатам генетических исследований обнаружилось, что мутация в гене COMT приводит к нарушению работы фермента, разрушающего дофамина, и повышению уровня дофамина, в результате чего при наличии данной мутации уровень интеллекта и памяти у исследуемых был выше, чем в группе контроля. Ген ADRB2 отвечает за действие норадреналина через специфичный для него рецептор и способствует процессам обучения и запоминания.

В 1982 году был открыт нейротрофический фактор мозга (BDNF), который поддерживает развитие клеток головного мозга. BDNF поддерживает процессы памяти и обучения. За рубежом зарегистрирован лекарственный препарат на основе данного вещества для лечения болезни Альцгеймера. Генетические исследования показали, что мутация в гене BDNF нарушает работу нейротрофического фактора мозга и приводит к худшим результатам при тестировании памяти. Хотя пока влияние гена BDNF на интеллект остается неоднозначным.

Советский генетик В. П. Эфроимсон писал, что ключевую роль в формировании гения играют «способность к неимоверному труду, абсолютная одержимость и стремление к абсолютному совершенству».

Можно ли влюбить в себя?

На Руси девушки, чтобы понравиться парню, выбеливали лицо с помощью травяных мазей, румянили щеки с помощью ягод, распускали волосы, а еще использовали различные заговоры.

Влюбить в себя можно попробовать, воздействуя на обоняние человека. Сексуальное поведение тесно связано с обонянием человека. Известно, что высокий уровень эстрогенов на пике овуляции у женщин приводит к выбросу в большом количестве так называемых феромонов – веществ, которые обеспечивают химическую коммуникацию между индивидами, в том числе половое влечение. Существует редкое генетическое заболевание синдром Каллмана, которое приводит к снижению функции половых желез и снижению (гипосмии) или полному отсутствию (аносмии) обоняния, что подтверждает связь обоняния и сексуального поведения. Известно, что мутации в некоторых генах (SEMA3A, SOX10, IL17RD) приводят одновременно к аносмии и гипогонадизму (снижению функции половых желез). Этому факту есть и анатомическое объяснение – клетки головного мозга, синтезирующие так называемые гонадотропин-рилизинг-гормоны, которые регулируют синтез половых гормонов в яичках у мужчин и яичниках у женщин, и обонятельные нейроны формируются из близко расположенных нейронов-предшественников. Из вышесказанного можно сделать вывод, что духи с качественными феромонами могут оказаться эффективными и помочь влюбить в себя человека.

Да, есть ряд генетических заболеваний, которые приводят к гипогонадизму и, как следствие, снижению или отсутствию сексуального влечения. Например, мутация в гене TAC3 приводит к крипторхизму (неопущению яичка в мошонку), уменьшению размеров головного мозга и гипогонадизму; а мутация в гене CHD7 приводит к развитию синдрома CHARGE, который проявляется колобомой (расщепление структур) глаза, пороками сердца, отсутствием ноздрей, задержкой роста и развития, недоразвитием гениталий, нарушением слуха. Важно помнить, что помимо генетических мутаций половое влечение могут снижать неизлечимые заболевания щитовидной железы, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, депрессия, а также стресс, поэтому снижение либидо – это повод обратиться к врачу и разобраться в проблеме. Или хотя бы сходить в отпуск.

Для мужчин, в принципе, не существует каких-то более удачных периодов для влюбленности, а вот у женщин все циклично. Половое влечение у женщин связано с менструальным циклом и максимально в овуляцию (время выхода яйцеклетки, когда необходимо совершать половой акт с целью оплодотворения), когда происходит пик выброса женских половых гормонов. В 1996 году был открыт белок кисспептин, который синтезируется, в первую очередь, в головном мозге и является главным регулятором синтеза половых гормонов, наступления овуляции, поэтому принимает участие в формировании полового влечения. Синтез данного белка кодируется геном KISS1. При мутациях в гене KISS1 может нарушаться предовуляторный выброс эстрогенов и снижаться половое влечение; такую женщину влюбить в себя будет очень сложно, однако, как показали исследования на мышах, инъекция кисспептина может решить этот вопрос, обеспечив выброс гонадотропинов, овуляцию и усилив половое влечение. Если отвлечься от генетики, есть много других причин, по которым у женщин не будет овуляции и будет снижено половое влечение. К ним относятся прием гормональных препаратов (например, комбинированных оральных контрацептивов), различные гинекологические и эндокринологические заболевания (например, синдром поликистозных яичников, образование гипофиза (аденома), сопровождающееся повышением выработки гормона пролактина), и, конечно, стресс.

Ожирение, вызванное мутациями в генах PCSK1, LEP и LEPR, может сопровождаться развитием гипогонадизма. Однако это в большей степени касается мужчин, так как жировая ткань является местом синтеза эстрогенов (женских половых гормонов), поэтому у женщин с ожирением половое влечение, наоборот, может усиливаться. Получается, что женщину с ожирением будет влюбить в себя намного проще, чем мужчину.

Почему мы любим одних и не выносим других?

Попытки понять биологию и химию любви предпринимались достаточно давно и по мере развития науки не приводили ни к чему, кроме как к пониманию биологических процессов на уровне наблюдателя (гормональные изменения, изменения активности определенных областей мозга и т. п.). Желание некоторых исследователей и философов описать любовь как полностью контролируемый процесс не привело, к счастью, к каким-либо результатам. Современная наука не преследует подобные цели, однако делает определенный прогресс в сторону более глубокого изучения причин, по которым у человека могут возникать те или иные чувства и эмоции. В этой главе мы не будем обсуждать достаточно очевидные вещи про психологические и социальные факторы симпатии и антипатии, но сконцентрируемся исключительно на вкладе генетики (если он все-таки есть) в выбор партнеров людьми.

Почти четверть века назад появилось первое научное исследование, показавшее взаимосвязь между определенной генетической составляющей человека и предпочтениями к запахам партнеров. Запахи в данном случае являются стабильным и неизменным критерием, так как именно они в первую очередь используются другими млекопитающими и, в общем случае. позвоночными для поиска полового партнера, определения его готовности к спариванию и других параметров. Разумеется, для человека и высших приматов все намного усложняется из-за развития социальных структур и психики, однако некоторые базовые биологические процессы никуда не исчезают, а их влияние можно обнаружить.

Наиболее исследованной генетической составляющей в контексте выбора полового партнера у животных (чаще мышей) и человека является главный комплекс гистосовместимости MHC, который у человека имеет свое название – HLA. HLA – это семейство генов, состоящее из трех классов (I, II и III), причем первые два класса необходимы для функционирования иммунной системы. Белки, которые кодируются генами HLA первого класса, находятся на поверхности мембраны всех ядерных клеток организма, а второго класса встречаются на некоторых иммунных клетках крови. Суть HLA заключается в том, что эти белки высоко изменчивы и способны связывать почти все множество возможных антигенов. Для аналогии можно представить универсальный набор отмычек, скомбинировав которые, можно открыть любую возможную входную дверь в мире. Родные братья и сестры только лишь с вероятностью 25 % будут иметь одинаковые варианты генов HLA, унаследованных от родителей. Однояйцевые идентичные близнецы несут 100 % совпадение всех вариантов HLA, как и других генов.

При попадании в клетку чужеродного белка (например, фрагмента оболочки вируса) этот белок разрушается на небольшие фрагменты, которые связываются рецепторами HLA и презентуются на поверхности клетки, тем самым показывая содержимое клетки для проверки на чужеродность. Иммунная система способна распознавать чужеродные фрагменты белков, связанных с HLA, и уничтожать такие клетки, чтобы избежать распространения инфекции. Гены HLA расположены на 6-й хромосоме, то есть человек имеет две копии гена (по одной копии от каждого родителя). Наличие на обеих хромосомах разных вариантов одного и того же гена HLA является эволюционным преимуществом, так как увеличивает вариабельность белков HLA и способность клетки противостоять разным инфекциям. Исследования в популяциях животных и человека показали, что эволюция поддерживает разнообразие вариантов генов HLA.

Распознавание животными вариантов генов гистосовместимости в потенциальных партнерах опосредуется через запахи и, предположительно, на уровне инстинктов определяет выбор партнера с вариантами этого гена, отличающихся от своих. Это значит, что индивидуум стремится создать потомство с партнером, максимально отличающимся от него по вариантам генов главного комплекса гистосовместимости. Исследования такого поведения в людях проводились много раз с использованием разных критериев включения и проверки, однако зачастую результаты противоречили друг другу. В научной среде для анализа результатов различных исследований по одной теме принято проводить мета-анализы, объединяющие полученные ранее разными лабораториями результаты и анализирующие их статистически на предмет отклонений и отличий. В случае с MHC и предпочтениями в выборе партнеров такие мета-анализы выделяют следующие категории:

1. связь отличий аллелей MHC у партнеров с предпочтениями в выборе партнеров;

2. связь отличий аллелей MHC у партнеров с удовлетворенностью отношениями;

3. связь отличий аллелей MHC с предпочтениями в запахе.

Статистическая обработка всех результатов показывает, что ни в одной из этих категорий нет достоверной корреляции, то есть на основании комбинированных данных исследований нельзя сделать вывод о том, что аллели MHC каким-либо образом влияют на упомянутые выше три параметра. Однако необходимо отметить, что обнаружение статистически значимых эффектов сильно зависит от выборки и ее гетерогенности. Разумеется, исследователи стремятся найти абсолютную истину, верную для любого человека независимо от региона проживания, культурного подтекста и расы, поэтому они стремятся использовать репрезентативную и разнообразную выборку людей.

Однако некоторые эффекты можно обнаружить только в узкой группе. Например, выяснилось, что среди израильтян значительно прослеживается предпочтение к партнерам с высокой степенью схожести аллелей HLA, а у швейцарцев наблюдается предпочтение к запахам людей с низкой степенью схожести аллелей. Наблюдаемые местные эффекты часто связывают с географическими особенностями развития популяций, так как при длительной изоляции популяции необходимость поддержания генетического разнообразия увеличивается, и лучшим способом ее сохранить при наличии культурных или географических ограничений является включение некоторого биологического механизма, неподвластного сознанию.

Нужно признать, что наука не может ответить на многие близкие к философским вопросы. Пока что есть только однозначная уверенность в существовании механизмов, которые смогут ответить на эти вопросы, а однозначных результатов не существует. В любом случае, вопрос любви и ненависти максимально лежит в плоскости человеческих отношений и того, как мы проявляем себя по отношению к себе и другим. Поведение и визуальные предпочтения, в первую очередь, определяют наличие симпатии, а развитие общества по невиданным ранее для эволюции путям ведет к тому, что некоторые генетически детерминированные эволюционные механизмы перестают работать и существовать.

Склонность к преступлениям наследуется или это социальный конструкт?

На протяжении всей своей истории человечество пытается понять, чем отличается преступник от законопослушного гражданина, обусловлено ли это факторами среды, индивидуальными особенностями или же является следствием биологических факторов. С глубокой древности существовали теории о том, что люди, более «совершенные» с биологической точки зрения – здоровые и красивые, обладают более высокими моральными качествами. На этом базировалась и система отбора детей в Древней Спарте, и философские идеи о разделении людей на классы в зависимости от того, в чем заключается их «божественное предназначение», – воинов, правителей, торговцев, крестьян и т. д. Кастовые системы Древней Индии, древнегреческое понятие «калокагатия», утверждавшее, что существует прочная связь между нравственностью и физическим совершенством, – различные культуры древности независимо друг от друга приходили к идее о том, что природные задатки, или, говоря современным языком, генетика, определяет то, каким человек будет, как он проживет свою жизнь. Давайте посмотрим, как эти идеи трансформировались за века и что о склонности к преступлениям думает современная наука.

Одну из первых попыток исследования факторов преступного поведения предпринял в XIX веке итальянский врач Чезаре Ломброзо. Именно с его именем, в первую очередь, ассоциируются «биологические» теории преступности, его называют «отцом» криминальной антропологии. Несмотря на то, что его методы по современным меркам нельзя признать строго научными, нельзя и отрицать, что он внес важный вклад в изучение преступности как явления. Его главным трудом является сочинение «Преступный человек», в котором последовательно излагается идея о том, что склонность к преступному поведению – врожденная черта человека и свойственна людям с «дефектами» – как физическими, так и психическими. Такие расстройства он считал признаком атавизма, вписывая свои представления о преступности в господствующую в то время идею о том, что человек линейно развивается на протяжении своей истории, становясь со временем лучше и цивилизованнее, и все свойственные человеку плохие черты в результате эволюции исчезнут. Ломброзо выделял различные признаки – стигматы, свойственные той или иной категории преступников (например, голова удлиненной формы в сочетании с прямым носом, по его мнению, была типичным признаком воров, а насильники обладали большими глазами навыкате, пухлыми губами и кривым носом). Убийцы также имели определенные черты – выдающийся вперед подбородок, квадратные челюсти, тонкие губы и хорошо развитые клыки. Склонность к преступлениям он считал чертой неискоренимой, так как люди «преступного типа» не могут осознавать аморальность своих поступков и причиняемый ими вред. Еще при жизни Ломброзо его теории многими воспринимались с крайне критических позиций, и впоследствии ему пришлось признать, что биологические факторы «не обязательно означают, что человек совершит преступление», то есть фактически признать несостоятельность своей теории.

В XX веке исследователи бросили все силы на изучение генетической природы преступности, надеясь, что это позволит построить прекрасное общество будущего.

• Немецкий психиатр Йоханнес Ланге применяет близнецовый метод и получает впечатляющий результат: у однояйцевых близнецов, если один близнец совершал преступление, то в 77 % случаев его совершал и второй. Что, как кажется, однозначно подтверждают доминирующее влияние генетики на формирование преступной личности. Многие другие исследователи пошли по стопам Ланге и подтвердили его результаты.

• В 60-е исследователи внезапно обнаружили, что доля людей с хромосомной аномалией XYY значительно больше среди преступников. Дальнейшие исследования, однако, показали, что эти данные статистически не достоверны. Было выявлено, что на самом деле хромосомные отклонения встречаются у людей с равной частотой, независимо от совершения ими преступлений. К тому же среди преступников, имеющих XYY, всего лишь 9 % были осуждены за насильственные преступления.

Антисоциальное поведение часто проявляется внутри семей, что позволяет предположить, что факторами риска для такого поведения являются как унаследованные генетические факторы, так и семейное окружение.

Какого-то одного гена или даже группы генов «преступности» обнаружено не было. Однако предполагается, что люди, обладающие определенными психологическими чертами (например, импульсивностью), могут чаще становиться преступниками. На развитие этих черт способны повлиять некоторые заболевания и состояния (например, синдром дефицита внимания и гиперактивности), на вероятность возникновения которых, в свою очередь, могут повлиять совокупные эффекты многих вариантов генов.

Зависимость от алкоголя и наркотиков – это тоже генетика?

Еще древние предки современных людей умели перерабатывать алкоголь, так как в их рационе часто бывали немного забродившие фрукты с различным содержанием этилового спирта. По мере эволюции человека, и особенно после изобретения керамической посуды примерно восемь тысяч лет до н. э., люди начали готовить разные слабоалкогольные напитки из меда, винограда и других плодов.

Арабы в начале VII века научились получать чистый спирт. И само слово алкоголь арабского происхождения, в переводе означает «одурманивающий». После этого крепкий алкоголь распробовали практически на всех континентах земного шара.

Алкоголизм – проблема, масштаб которой растет с каждым годом. Например, уже в 2013 году в США среди взрослого населения практически у каждого второго были выявлены проблемы с алкоголем.

Но что же играет решающую роль в развитии алкоголизма? Генетика или окружение? Если родители алкоголики, обязательно ли их дети тоже будут алкоголиками? Попробуем разобраться.

Наследуемость алкоголизма оценивается примерно в 50–60 %. Это не означает, что если один из родителей злоупотреблял алкоголем, то риск для детей унаследовать алкоголизм также равен 50–60 %. Понятие наследуемость отражает вклад генетических факторов в развитие определенного признака, но не является законом передачи генетической информации и уж точно не оценкой риска для следующих поколений.

Интересно, что родные сыновья алкоголиков, которых усыновили приемные семьи, в четыре раза чаще становились алкоголиками по сравнению с приемными сыновьями неалкоголиков, что доказывает существенную роль генетического фактора. Однако если человек будет окружен непьющими или малопьющими людьми, если он будет успешен, то вероятность появления генетически заложенного признака у него ниже. Обратимся за примером к медийным личностям – отец Кристины Орбакайте и родители актрисы Дрю Берримор были алкоголиками, однако сами звезды вполне успешны и благополучно строят свою карьеру в мире шоу-бизнеса, а в интервью высказывают свое отвращение к алкоголю и страх передать зависимость своим детям.

Так существует ли какой-то один ген, ответственный за развитие алкоголизма? Можно сдать анализ и узнать, станешь ты алкоголиком или нет?

К сожалению или к счастью, на сегодняшний день выявлено более 20 генов, ответственных за развитие алкогольной зависимости. Поэтому сдать один анализ и получить ответ на интересующий вопрос не получится, тем более что исследования продолжаются, и возможно, многие гены алкоголизма еще предстоит открыть.

Может. Мутации в генах DRD2, DRD4, KCNJ6, HTR2B связаны не только с развитием алкоголизма, но и с нарушением выработки нейромедиаторов головного мозга (дофамин, ГАМК, серотонин), которые важны для контроля поведения, настроения, управления эмоциями, из-за чего люди с такими мутациями склонны к тревожности, импульсивности, депрессивным расстройствам. Даже генетика нам говорит, что человека с нетяжелой формой алкоголизма достаточно часто направить в нужное русло – заставить его головной мозг выделять «гормоны удовольствия» (серотонин, дофамин) от спорта, прогулок, общения с близкими, вкусной еды, досуга, а не от приема алкоголя, или же вовремя порекомендовать обращение к психотерапевту. А для пациентов с тяжелым алкоголизмом обнаружение мутации в гене OPRM1 может предсказать эффективность терапии налтрексоном – препаратом для лечения алкогольной зависимости.

Генетика помогает разрабатывать все новые препараты для лечения алкоголизма, так, у крыс с мутацией в гене CRHR1 введение препарата анталармина (блокатора рецепторов к кортикотропин-рилизинг-гормону) приводит к снижению тяги к алкоголю. Возможно, скоро в зависимости от генетической причины алкоголизма можно будет подобрать наиболее подходящий препарат и не назначать заведомо малоэффективное лечение.

Разрушение алкоголя в печени обеспечивают 2 фермента – алкогольдегидрогеназа и альдегиддегидрогеназа. За их работу отвечают 2 соответствующих гена – ген ADH и ген ALDH.

Когда мы выпиваем бокал вина, срабатывает первый фермент – алкогольдегидрогеназа и этиловый спирт превращается в ацетальдегид. Дальше начинает работать второй фермент – ацетальдегиддегидрогеназа, которая расщепляет альдегид на уксусную кислоту и воду.

Если вам когда-либо доводилось ощущать едкий запах формалина, то можно интуитивно понять, насколько токсичными и опасными могут быть ацетальдегиды. В случае мутаций в этих генах в организме накапливается этот токсичный побочный продукт метаболизма алкоголя, который сопровождается тошнотой, слабостью, падением артериального давления, одышкой. Мутации в этих генах чаще всего встречаются у азиатов, что приводит к более низкому риску развития у них алкоголизма из-за слишком стремительного наступления всех побочных эффектов алкоголя.

По наркомании проведено пока намного меньше исследований, чем по алкоголизму. Например, удалось выяснить, что мутация в гене NCAM1 повышает риск развития зависимости от марихуаны, а мутация в гене опиоидных рецепторов OPRK1 приводит к тяге к морфину. В то время как мутация в гене 5-HT2C, кодирующего серотониновые рецепторы, может приводить к злоупотреблению кокаином. То есть и на развитие наркомании влияют как генетика, так и факторы окружающей среды.

Всегда ли наследуется болезнь Паркинсона?

Аюрведический медицинский трактат X века до н. э. впервые описывает заболевание, которое характеризуется дрожанием конечностей (тремором), отсутствием движения, слюнотечением, т. е. симптомами, характерными для болезни Паркинсона. Что интересно, лечить его предлагали растением из рода мукуна из семейства бобовых, богатого леводопой, веществом, на основании которого созданы основные современные препараты для лечения болезни Паркинсона. А в 1817 году британский аптекарь Джеймс Паркинсон описал основные симптомы болезни в своем эссе о параличе дрожания, в честь него болезнь Паркинсона и получила свое название.

Болезнь Паркинсона – заболевание, связанное с разрушением клеток нервной системы, при котором развиваются гипокинезия (снижение двигательной активности) с мышечной ригидностью (повышенный тонус мышц, затрудняющий движение), тремор и постуральная неустойчивость(затруднение в удержании равновесия в определенной позе или при смене позы).

При болезни Паркинсона происходит снижение численности нейронов, синтезирующих вещество дофамин (участвует в процессах мышления, регуляции эмоций и двигательной активности), в компактной части черной субстанции (структура среднего мозга) и полосатом теле (структура конечного мозга), а также избыточное накопление белка в нервных клетках (такие скопления белка имеют название тельца Леви). Первые симптомы болезни появляются, когда численность нейронов компактной части черной субстанции снижается более чем на 50 %.

Согласно современным представлениям, только около 5–7 % случаев болезни Паркинсона являются наследственными формами. В зависимости от локализации мутации заболевание может передаваться как по аутосомно-доминантному типу наследования (когда от 50 до 100 % потомства будут поражены БП), так и по аутосомно-рецессивному типу наследования (когда для передачи заболевания потомству мутантный ген должен быть у обоих родителей). По аутосомно-доминантному типу передаются мутации в следующих генах: ген LRRK2 (отвечает за выработку фермента киназа-2, избыточная выработка которого приводит к разрушению клеток головного мозга), ген VPS35. По аутосомно-рецессивному типу передаются мутации в следующих генах: PINK1, Parkin.

Почему частота возникновения заболевания увеличивается с возрастом?

Действительно, болезнь Паркинсона наиболее часто развивается в возрасте 60–65 лет, хотя в 5–10 % случаев заболевание проявляется в возрасте до 40 лет. Это связано с тем, что с возрастом повреждение генетического материала под воздействием радиации, ультрафиолетового излучения, различных вредных химических веществ становится максимальным и выражается в появлении различных заболеваний, в том числе болезни Паркинсона. Это подтверждает и мультицентровое исследование, опубликованное в журнале Lancet, в котором говорится о том, что мутация G2019S в гене LRRK2 может встречаться у 100 % населения в возрасте 80 лет. Мутации в генах SNCA, DJ1, PARKIN ответственны за раннее развитие болезни Паркинсона, что объясняет, почему у некоторых пациентов заболевание встречается в возрасте моложе 40 лет. При мутации в гене PARKIN заболевание часто развивается даже в возрасте до 30 лет.

Влияет ли генетика на то, какие конкретно симптомы заболевания разовьются у того или иного пациента?

Да, клинические проявления болезни Паркинсона зависят от конкретной мутации. Так, для мутации G2019S в гене LRRK2 более характерно развитие постуральной неустойчивости, гипокинезии, снижения обоняния, депрессии, при этом мышление и память у пациентов с данной мутации сохранены на высоком уровне. Для мутации в гене SNCA характерно более частое возникновение тремора и развитие депрессии. Для мутации в гене PARKIN более характерно развитие тремора, чем гипокинезии и мышечной ригидности, а также снижение обоняния и проявление таких редких симптомов, как ретропульсия (отклонение назад в начале ходьбы), застывание при ходьбе, дистония (мышечный спазм) стоп. Мышление и память у пациентов с данной мутацией не снижены. Для мутации в гене PINK1 характерны дистония, снижение обоняния, тревога и депрессия. Для мутации в гене GBA характерны гипокинезия и мышечная ригидность, снижение памяти и мышления.

Влияет ли генетика при болезни Паркинсона на тяжесть заболевания?

Безусловно. В мультцентровом исследовании указано, что мутация G2385R в гене LRRK2 приводит к более тяжелому течению заболевания, чем мутация G2019S. Мутация в гене GBA характеризуется быстрым прогрессированием заболевания.

Связана ли генетически болезнь Паркинсона с какими-либо другими заболеваниями?

Ген GBA ответственен как за развитие болезни Гоше (болезнь накопления, характеризующаяся отложением глюкоцереброзида в таких органах, как селезенка, печень, почки, легкие, мозг и костный мозг и проявляющаяся увеличением печени, селезенки, болями в костях в детском возрасте), так и болезни Паркинсона. И на самом деле, болезнь Паркинсона встречается при болезни Гоше значительно чаще.

Влияет ли генетика на эффективность лечения при болезни Паркинсона?

Как уже упоминалось выше, болезнь Паркинсона лечится препаратами на основе леводопы, предшественника дофамина, дефицит которого как раз и приводит к развитию заболевания. Не для всех пациентов лечение одинаково эффективно, это зависит и от того, какая конкретно мутация привела к болезни. Так, для мутации G2019S в гене LRRK2, для мутаций в генах SNCA, DJ1 характерен хороший ответ на терапию леводопой. Для пациентов с мутацией в гене Parkin терапия леводопой эффективна, но не на длительный период. При мутации в гене PINK1 и гене GBA терапия леводопой неэффективна.

Таким образом, в развитии и особенностях течения болезни Паркинсона, безусловно, играет роль генетический фактор, однако мутации обнаружены у незначительного количества пациентов с БП, остальные случаи рассматриваются как идиопатические, то есть возникающие спонтанно.

Перспективным является подбор лечения на основании генетических мутаций.

Всегда ли наследуется шизофрения? А психопатия?

Шизофрения – одна из самых первых болезней, обнаруженных врачами. Впервые ее симптомы описали древние египтяне в «папирусе Эберса» – своеобразной медицинской энциклопедии. Вплоть до XVIII века практически во всем мире шизофрении приписывали демоническое происхождение и пытались лечить ее магически-религиозными методами, травяными таблетками, клизмами и заковыванием в цепи. На сегодняшний день наука далеко продвинулась в области изучения шизофрении, в том числе и генетика.

Шизофрения – изнуряющее психическое заболевание, характеризующееся наличием таких симптомов, как ложные воспоминания (происходит смешение прошлого и настоящего, а также реальных и вымышленных событий), галлюцинации и бред. В основе развития заболевания лежат изменения в головном мозге как на уровне нарушения выработки определенных химических веществ, так и на уровне изменения структуры головного мозга, в частности, уменьшения количества серого вещества головного мозга и уменьшения количества контактов, обеспечивающих связь между нейронами.

Генетическая наследуемость шизофрении по одним данным составляет 61 %, по другим – 80 %, то есть только 20–40 % в развитии шизофрении отводится факторам окружающей среды, за остальные риски отвечает генетика. По данным на 2018 год, выявлено 145 участков в генах, мутации в которых ответственны за развитие шизофрении, а в исследовании от 2021 года уже идет речь о 260 генах. Наиболее часто при шизофрении встречается мутация в гене FMRP. Белок FMRP, который кодируется данным геном, отвечает за работу синапсов, обеспечивающих связь между клетками головного мозга.

По современным представлениям основным механизмом развития шизофрении являются повышение уровня дофамина и снижение уровня глутамата. Считается, что именно повышение уровня дофамина, в норме обеспечивающее человеку ощущение удовлетворенности, приводит к появлению у больных людей галлюцинаций и бреда, в связи с чем современные препараты для лечения шизофрении (нейролептики) как раз блокируют действие дофамина. Другое исследование также демонстрирует снижение при шизофрении уровня гамма-аминомасляной кислоты, которая оказывает тормозящее (успокаивающее) действие, а также способствует улучшению кровоснабжения и поддержанию энергетических процессов в головном мозге.

Генетические исследования показали, что мутации в гене DRD2, который отвечает за уровень дофамина, и генах GRM3, GRIN2A, SRR, GRIA1, ELFN1, ответственный за уровень глутамата, часто встречаются при шизофрении. Мутация в гене COMT (кодирует фермент, который участвует в разрушении дофамина и производных дофамина – норадреналина, адреналина) повышает риск развития шизофрении в 25 раз. Ген DTNBP1, кодирующий синтез белка дисбиндина, также играет роль в развитии шизофрении. Показано, что снижение уровня данного белка в нейронах приводит к усилению действия дофамина.

Мы упомянули выше, что при шизофрении меняется и сама структура головного мозга, и генетика это подтверждает. Исследование на рыбках показало, что мутации в генах BCL1 1B и FOXG1 приводят к меньшим размерам переднего мозга. Также было обнаружено, что снижение количества контактов, обеспечивающих связь между нейронами головного мозга, связано с развитием шизофрении.

В настоящее время продолжают изучаться следующие теории развития шизофрении:

• Дефицит микроэлементов. Изучается роль гена SLC39A8, который обеспечивает транспорт марганца и цинка, дефицит которых может приводить к тяжелым нарушениям работы нервной системы.

• Иммунная теория. Изучается роль генов, отвечающих за работу В-лимфоцитов (клеток иммунной системы), за синтез одного из видов комплемента – С4 (компонент врожденной иммунной системы), в развитии шизофрении. В настоящее время доказана роль генов главного комплекса гистосовместимости (HLA) как в развитии шизофрении, так и в регуляции работы иммунной системы.

По результатам анализа SNP (однонуклеотидных полиморфизмов, иначе говоря легких мутаций) можно предположить эффективность лечения шизофрении. Так, полиморфизмы rs165599, rs1801028 в генах, отвечающих за действие дофамина, связаны с лучшей эффективностью лечения нейролептиками. Полиморфизм rs4680 связан с неэффективностью лечения. Если эти знания будут внедрены в широкую практику, врачам будет намного проще лечить пациентов с шизофренией.

Психопатия – это расстройство эмоциональной (от повышенной чувствительности до равнодушия ко всему, неустойчивость настроения) и волевой (импульсивность, внезапные неконтролируемые побуждения к каким-либо действиям) сферы личности. Для страдающих психопатией характерна повышенная возбудимость, агрессивность по отношению к окружающим, могут даже наблюдаться попытки самоубийства. Психопатия встречается у 1 % населения и у 50 % преступников, то есть психопатическое расстройство личности является важной причиной совершения человеком преступлений.

Передается ли психопатия генетически?

В формировании определенных психопатических черт играют роль генетические факторы. По данным некоторых исследований, наследуемость психопатии составляет до 50 %. Таким образом, генетические факторы и факторы окружающей среды в равной степени влияют на формирование психопатической личности. То есть несколько исследований подтверждают, что в формировании психопатии играют роль как генетические факторы, так и факторы окружающей среды.

Каков механизм формирования психопатии и какова роль генетики?

За агрессивное поведение по отношению к окружающим отвечает повышенное содержание в головном мозге таких веществ, как серотонин, адреналин и норадреналин. Серотонин при нормальном его содержании обеспечивает нам хорошее настроение, а норадреналин и адреналин помогают организму реагировать на стресс, однако в избытке они могут приводить к агрессивности. По данным одного исследования, ген моноаминоксидазы А (MAOA), фермента, обеспечивающего разрушение серотонина, адреналина и норадреналина, связан с агрессивным поведением.

Снижение уровня окситоцина может приводить к отсутствию доброты и сочувствия у пациентов с психопатией. Окситоцин известен как успокаивающее, противотревожное, приносящее чувство удовлетворения вещество. Кормящим грудью мамам окситоцин помогает вырабатывать молоко и, видимо, не сойти с ума от бессонных ночей и сильно изменившихся условий их жизни. Полиморфизм rs53576 на гене рецептора окситоцина связан с формированием психопатических черт. Вариант АА приводит к меньшей эмпатии (сопереживанию другим) и более частому проявлению психопатии. Вариант GG связан с более низкими общими показателями психопатии и аффективных (эмоциональных) расстройств. Полиморфизм rs3796863 в варианте GG приводит к более частому развитию психопатии.

Характер человека напрямую связан с генами?

Все, наверное, не раз слышали о существовании четырех типов темперамента – холерик (подвижный, порывистый, вспыльчивый), сангвиник (энергичный, жизнерадостный, хорошо приспособляемый), флегматик (спокойный, медлительный, уравновешенный) и меланхолик (чувствительный, застенчивый, обидчивый, тревожный). Эту классификацию разработал еще в IV веке до н. э. Гиппократ, но она актуальна и по сей день, однако в результате генетических исследований были выделены новые типы темперамента, о чем мы поговорим дальше.

Темперамент есть у человека с самого рождения, получается, даже у новорожденного, и определяет особенности автоматического, спонтанного поведения в какой-то ситуации, определяет скорость течения психических процессов, устойчивость эмоциональной сферы, степень волевого усилия. Темперамент относится к врожденным биологическим предрасположенностям, то есть определяется генетически.

Характер определяет поведение человека в обществе, прежде всего его моральные качества, этические нормы, принципы. Получается, что если темперамент – это биологическая черта, то характер – это социальная черта, формирующаяся в процессе жизни человека и его взаимодействия в социуме.

Структура личности сложна и остается неопределенной, вероятнее всего, многие гены влияют на каждую черту характера, и каждый ген влияет на многие черты характера. Исследования близнецов показывают, что от 30 % до 60 % черт характера имеют генетическое происхождение. Наследуемость характера составила 57 %, по данным исследования Igor Zwir.

В исследовании Igor Zwir было идентифицировано 66 наборов SNP (однонуклеотидных полиморфизмов – проще говоря, «вариантов генов»), связанных с характером и темпераментом. Четырнадцать наборов SNP были связаны как с характером, так и с темпераментом. Еще 24 набора SNP были напрямую связаны с характером и косвенно с темпераментом. Еще 28 наборов SNP были напрямую связаны с темпераментом и косвенно с характером.

В трех крупных независимых исследованиях общегеномных ассоциаций, проведенных в Финляндии, Германии и Корее, было выделено три типа темперамента:

• эмоциональный (поступки обусловлены привычками и эмоциями);

• организованный (высокий уровень самоконтроля за эмоциями и поведением);

• творческий (креативный).

В этом же исследовании было выделено еще 3 типа темперамента:

1. с «легким» темпераментом – люди-экстраверты, которые хорошо контролируют свою деятельность, спокойные эмоционально и настойчивые;

2. с «трудным» темпераментом – люди невротичные и нестабильные, пессимистичные, боязливые, застенчивые;

3. с «медленно разогревающимся» темпераментом – такие люди социально отстранены, беспечны и импульсивны.

Данные типы темперамента были выделены на основании анализа 972 генов.

Гены, отвечающие за темперамент, также участвуют в регуляции работы нервной системы, отвечают за энергетические процессы в головном мозге, тем самым регулируя и поведение человека. Как правило, несколько групп генов отвечают за одну особенность темперамента и черту характера. Гены, кодирующие изменчивость человеческого темперамента, также определяют реакцию человека на стресс. Гены личности обнаружены в большинстве систем органов, а не только в мозге, поэтому физические, психические и социальные аспекты здоровья тесно взаимосвязаны.

В исследовании общегеномных ассоциаций было показано, что показатели уровня здоровья у людей с креативным типом темперамента были выше, чем у людей с организованным и эмоциональным профилями темперамента.