Секреты наследственности человека

Гиганты и карлики

Шестипалость и косолапость

Примерно в одном случае на 5000 новорожденных на свет появляются младенцы с врожденными дефектами развития конечностей. Эти аномалии могут быть выражены в разной степени. Избыточный рост конечностей называют макромелией (греч. macros — большой и melos — конечность). Чаще, однако, происходит недоразвитие конечности или возникают различные дефекты развития пальцев. В крайних случаях рождаются дети, у которых вовсе отсутствует одна или несколько конечностей. Такой тяжелый порок развития называют эктомелией. Иногда отсутствует конечный отдел руки или ноги (так называемая дистальная часть конечности). Тогда конец имеющегося у ребенка плеча, голени или бедра имеет вид ампутационной культи (гемимелия). Порой врожденные «ошибки» в развитии плода приводят к отсутствию у младенца средней (проксимальной) части конечности. Такую ситуацию врачи называют фокомелией; предплечье или голень в этом случае начинается прямо от туловища и напоминает своим внешним видом ласту тюленя. На предплечье чаще отмечается недоразвитие лучевой или локтевой костей, что приводит к характерной деформации руки. На голени встречается недоразвитие большеберцовой или малоберцовой кости, либо обеих костей сразу, в связи с чем развиваются деформации голени и стопы.

Тяжелые пороки вроде эктомелии или фокомелии чаще всего являются следствием сбоев в процессе внутриутробного развития, которые могут возникать в результате действия различных токсических веществ на организм матери в процессе беременности. Печально известный пример — последствия действия лекарства талидомида, которое во второй половине XX века американским женщинам рекомендовали применять для снятия симптомов токсикоза в процессе беременности. Позже выяснилось, что талидомид нередко привод к врожденным уродствам плода, чаще всего влияя именно на конечности ребенка. В результате в стране за относительно короткий период времени на свет появилось множество детей с недоразвитыми конечностями. Это была настоящая национальная трагедия! Еще одна причина пороков развития конечностей — спайки в амниотической полости, которые нарушают правильное развитие зародыша. Их наверняка можно обнаружить при ультразвуковом обследовании беременной.

Может показаться, что такое тяжелое врожденное уродство, как фокомелия, способно с первых дней буквально перечеркнуть жизнь человека. Однако история знает примеры, когда люди с такими тяжелыми дефектами не только не сдавались в своей борьбе за достойную жизнь, но и достигали в этой борьбе впечатляющих успехов. Например, у родившегося в Пруссии в 1848 г. Карла Германа Антана вместо рук были короткие обрубки, каждый из которых заканчивался всего одним пальцем. Несмотря на это, Карл смог не только полностью обслуживать себя с помощью пальцев ног, но и научился играть на скрипке. Он даже мог поменять струну во время выступления, ловко орудуя ногами! Знаменитый музыкант не раз гастролировал по странам Европы, был в США, на Кубе, в Мексике и в некоторых странах Южной Америки. В конце своей жизни он собственноручно написал свою биографию, которую с известным чувством юмора назвал не «манускриптом», а «педискриптом» (греч. podos, pedis — нога)!

Не мене удивительное жизнелюбие демонстрировал в XVIII иске «ластоногий гений» Матиас Бюхингер. Несмотря на фокомелию (у него, по сути, не было ни рук, ни ног!), Матиас занимался музыкой, неплохо стрелял, был изобретателем, четырежды состоял в браке и нажил 11 детей! Поразительный пример победы над, казалось бы, неотвратимым роком!

Как известно, наши далекие эволюционные предки жили в морях и океанах. Предшественниками всех наземных позвоночных биологи считают кистеперых рыб. Около 380 миллионов лет их парные толстые мясистые плавники действительно немного напоминали кисти (отсюда и название — кистеперые). Правда, кисти еще не оканчивались пальцами, однако внутреннее устройство таких плавников кистеперых уже таило в себе конструкцию лапы, ноги, крыла и человеческой ладони. Эти удивительные плавники были укреплены внутри пятью крупными костями и прилежащими к ним косточками поменьше. Взгляните паевою ладонь, и вы увидите неопровержимое доказательство родства с древними кистеперыми — пять пальцев!

Возможно, благодаря тому, что костей в плавниках наших рыбообразных предков было все же больше пяти, иногда на свет появляются шестипалые дети. У них на руках или на ногах не пять, а шесть пальцев! Такой порок развития конечности называют полидактилией (греч. poly — много и daktylos — палец). Добавочные пальцы только мешают работе конечности, и к тому же создают косметические неудобства. Впрочем, от них легко избавиться с помощью несложной хирургической операции.

Хуже дело обстоит в ситуации, когда происходит эктродактилия — уменьшение количества пальцев (греч. ektioma — преждевременное рождение). Единственное, что утешает — такой врожденный дефект возникает реже, чем полидактилия, и дети к нему относительно легко приспосабливаются.

Сравнительный анализ частоты встречаемости поли- и эктродактилии у мальчиков и девочек позволил некоторым футурологам сделать вывод о том, что глобальная эволюция человека как вида идет по пути уменьшения числа пальцев на руках и ногах. При этом человека отдаленного будущего изображают этаким трехпалым карликом с огромным черепом и маленькой грудной клеткой. Не знаю, не знаю… Большинство биологов склоняется к выводу, что в течение последних сотен тысяч лет морфологическая эволюция человека как биологического вида вообще не происходит. Его взаимоотношения со средой изменяются лишь благодаря накоплению и применению знаний.

Еще один дефект развития пальцев — синдактилия — их сращение между собой (греч. sym, syn — вместе). При этом нередко между некоторыми пальцами возникают кожные перепонки. Считается, что синдактилия возникает в результате остановки эмбрионального развития на определенном этапе. Ликвидировать ее последствия относительно несложно с помощью пластической операции.

К врожденным дефектам конечностей относят так называемый артрогрипоз (греч. arthron — сустав и gryposis — скручивание). Как следует из расшифровки этого медицинского термина, речь идет о нарушении суставов, которые становятся тугоподвижными из-за недоразвития ряда мышц. В некоторой степени ситуацию можно улучшить с помощью массажа, физиотерапии и лечебной гимнастики.

Еще один достаточно известный порок развития конечностей — врожденная косолапость. К сожалению, среди новорожденных это не такое уж и редкое явление. Один случай встречается в среднем на 1000–1500 родов. Косолапость бывает одно- и двусторонней. Она приводит к так называемой супинации стопы (лат. supinatum — переворачивать), то есть ее поворотом кнаружи от нормального положения. Именно в таком положении формируются стопы у эмбриона человека. Затем, на более поздних этапах развития они занимают обычное положение. Иногда, по тем или иным причинам, этот процесс тормозится. Дефект можно в значительной степени поправить с помощью массажа и бинтования. Вы наверняка слышали о старинном китайском обычаи, распространенном в средневековье, — туго бинтовать стопы маленьких девочек. В результате стопы деформировались, оставаясь маленькими, словно у младенца, да к тому же они становились еще и подвернутыми. Ходить на таких искалеченных ногах можно было только медленно и мелкими шажками. В то время в Китае маленькая стопа невесты считалась признаком красоты. Так вот, оказывается, с помощью бинтования можно не только создавать дефекты развития скелета, но и устранять их! В раннем возрасте наш костяк напоминает растущее деревце. Постоянными медленными усилиями на его рост можно оказывать действенное влияние. Древние восточные мудрецы утверждали, что все великое делается медленным незаметным ростом. Если рост скелета закончился, врожденную косолапость удается исправлять путем более радикальных операций на стопе.

Частый дефект, развития скелета у новорожденных — врожденный вывих бедра. У девочек он встречается чаще, чем у мальчиков, что указывает на его эволюционную предопределенность в прошлом. В среднем же, вывих бедра удается обнаружить почти у каждого из тысячи и даже пятиста новорожденных. Причина этого дефекта проста — головка бедра в тазобедренном суставе выходит из суставной ямки и располагается вне ее. Как известно из школьных уроков анатомии, каждый сустав закрыт герметичной оболочкой — суставной сумкой. Внутри находится слизистая жидкость, которую выделяют окружающие клетки. Она играет роль своеобразной смазки. Кроме того, трущиеся части костей в суставной сумке покрыты слоем плотного хряща, который также снижает трение костей во время движения. При врожденном вывихе бедра суставная сумка остается неповрежденной. Однако с возрастом, если не предпринимать никаких действии, при развитии ребенка вышедшая из впадины головка бедренной кости начинает смещаться все выше и выше вверх. Суставная ямка остается при этом недоразвитой, как, впрочем, и сама головка кости.

Врожденный вывих бедра не доставляет до поры до времени новорожденному физических страданий. Поэтому, как правило, родители замечают этот дефект только когда ребенок начинает ходить. При одностороннем вывихе у него появляется хромота, а при двустороннем — типичная переваливающаяся (утиная) походка. Опытный ортопед сразу поставит ребенку правильный диагноз и по лордозу — характерному искривлению позвоночника выпуклостью вперед, в результате которого живот слегка отвисает. Окончательный вывод о его причине можно уверенно сделать по рентгеновскому снимку, на котором неправильное положение головки бедренной кости четко заметно. Чем раньше поставлен диагноз «врожденный вывих бедра», тем эффективнее будет лечение, которое проводят с помощью гипсовых повязок, фиксирующих тазобедренный сустав.

Любопытно, что врожденные дефекты тазобедренных суставов встречаются не только у людей, но и у собак. Суставная ямка у них порой оказывается слишком мелкой и плоской, поэтому округлая головка выскальзывает из нее частично пли полностью.

Щенок, пораженный данным заболеванием, начинает прихрамывать, быстро утомляется, прекращает прыгать, при тяжелой форме болезни иногда полностью теряет способность опираться на задние конечности.

Волчья пасть и заячья губа

Расщелины губы и неба — так называемые «волчья пасть» и «заячья губа» — являются одними из самых распространенных врожденных дефектов у детей. Согласно статистическим данным, такие патологии встречается в среднем у одного из каждой тысячи новорожденных. По распространенности «заячья губа» уступает только врожденной косолапости; в большинстве случаев причина рождения такого ребенка — наследственность. Для того чтобы более подробно разобраться, что представляют собой эти аномалии, надо немного вспомнить эволюцию позвоночных животных.

Около 400 миллионов лет назад Южная Америка, Австралия и Антарктида составляли континент — Гондвану. В северном полушарии располагался Евроамериканский континент. 380 миллионов лет назад оба континента сблизились. Так образовался единый суперматерик — Пангея (от греч. pan — вся и ge — Земля). В результате изменился климат. Он стал континентальным, то есть более засушливым. Обитавшим на планете в то время древним земноводным оставалось либо погибнуть, либо постепенно приспособиться к новым условиям жизни. Самым уязвимым местом их жизненного цикла было развитие личинок в воде. Как обеспечить выживание икры на суше? Необходимо было создать вокруг икринки прочную водонепроницаемую оболочку. Другими словами, спасти могло только появление яиц с их прочной скорлупой. У некоторых древних земноводных в процессе эволюции возникло именно такое приспособите к засухе! Так появилась новая группа позвоночных — пресмыкающиеся. Одним из их эволюционных «изобретений» было костное нёбо. Дело в том, что дышать и одновременно жевать совсем нелегко, если ноздри открываются в самом начале ротовой полости (именно так устроены ноздри у земноводных). У рептилий в ротовой полости возникли кости, с помощью которых воздушный поток начал проходить над ротовой полостью. В результате можно и дышать, и жевать. Очень удобно! У человека ротовая полость устроена именно так.

Волчья пасть появляется в результате задержки срастания костей, образующих костное нёбо ротовой полости. А именно, верхнечелюстных отростков с другой костью черепа — так называемым сошником. В результате, на твердом нёбе возникает расщелина. Мягкие ткани тоже расходятся, иногда затрагивая и тубу. Раздвоенная губа названа «заячьей» потому, что у кроликов и зайцев верхняя губа в норме рассечена на две половинки. Присмотритесь как-нибудь при случае повнимательнее к длинноухим братишкам, и вы убедитесь, что это именно так.

Расщелина верхней губы и нёба возникает у человеческого зародыша в первые два месяца беременности, когда формируются челюстно-лицевые органы. Узнать о наличии у младенца подобного дефекта можно с помощью ультразвукового исследования. К сожалению, обычно это удается сделать толь копка очень поздних сроках беременности, когда любое вмешательство в ее процесс уже противопоказано. Тем не менее, лучше такую информацию получить, поскольку у ребенка с «волчьей пастью» могут возникнуть трудности в родах — в его дыхательные пути может попасть околоплодная жидкость. Врач или акушерка должны быть предупреждены об этом заранее. После родов у такого новорожденного обычно затруднено дыхание, он не может нормально сосать, и потому отстает в весе. Дети с «волчьей пастью» и «заячьей губой» более других подвержены различным болезням. Причина проста. Поступающий в их организм воздух плохо увлажняется и согревается, что и вызывает воспалительные процессы дыхательных путей.

В средние века новорожденных с «заячьей губой» и «волчьей пастью» сторонились, как прокаженных, а ученые мужи того времени полагали даже, что такие дети в чем-то сродни животным. Да и в наше время малышу с подобным лицевым дефектом приходится в жизни непросто. Ему трудно рассчитывать на непредвзятое к себе отношение окружающих. Вместе с тем, справиться с «волчьей пастью» и «заячьей губой» у человека можно с помощью пластических операций. Важно лишь пораньше начать лечение. Специалисты расходятся во мнении, в каком возрасте лучше проводить операции. Одни предпочитают делать операцию грудничкам в 3–6 месяцев, другие — в более поздние сроки. В любом случае, лечение маленького пациента с челюстно-лицевыми аномалиями должно быть закончено к шестилетнему возрасту. Хирургические операции делаются, как правило, в несколько этапов, число которых зависит от степени выраженности патологии. В одних случаях, чтобы достичь лучшего результата, производится 2–3 вмешательства, в других — 5–7 и более. При этом полностью избежать послеоперационного рубца нельзя, несмотря на все усилия пластических хирургов.

Причины возникновения челюстно-лицевых аномалий у человека до сих пор изучены недостаточно. Уже довольно давно специалисты высказывают предположение о том, что развитие подобных заболеваний связано с курением женщины во время беременности. Как сообщает агентство Рейтер, этот вывод подтвержден учеными из Мичиганского университета на основании тщательной оценки течения более, чем двух тысяч беременностей, завершившихся рождением детей с грубыми лицевыми аномалиями. В частности, было показано, что вероятность рождения ребенка с расщелинами губы и нёба. У курившей во время беременности женщины зависит от количества выкуриваемых ею сигарет. К примеру, если беременная выкуривает от одной до 10 сигарет в день, то риск возникновения врожденных дефектов челюстно-лицевой области у рожденного ею ребенка на 30 % выше, чем у некурящей женщины. Если же количество выкуриваемых ежедневно сигарет превышает 21 штуку, то такая вероятность увеличивается до 70 %.

Ученые полагают, что наиболее действенным способом снижения количества детей с врожденными расщелинами губы и нёба является борьба с курением беременных женщин. Кроме того, по мнению специалистов, широкая и эффективная пропаганда вреда курения будущих матерей позволит реально сократить количество мертворожденных, недоношенных и маловесных детей.

Любопытно, что «волчья пасть» — врожденный дефект, который свойственен не только человеку. Профессиональные собаководы прекрасно знают, что порой часть щенков в пометах приходится браковать именно благодаря этой аномалии. Щенок с таким дефектом постоянно захлебывается при сосании, молоко частично вытекает через ноздри… В общем, картина грустная. К сожалению, приходится констатировать, что щенки с волчьей пастью обычно погибают в возрасте до 3–5 дней, поэтому их рекомендуют уничтожать при рождении, как это ни печально звучит. Ясно, что курение тут ни при чем. Скорее всего, «волчья пасть» является сбоем развития костной системы, которое могут вызывать различные негативные воздействия, в том числе и курение у человека. До сих пор не найден единственный ген, который отвечал бы за подобную аномалию. Скорее всего, за наследование «волчьей пасти» отвечают сразу несколько генов (так называемое полигенное наследование). Поэтому, если в семье уже есть ребенок с «заячьей губой», родители, прежде чем решиться на второго, должны пройти медико-генетическое консультирование.

Синдром Марфана Секреты Андерсена, Паганини и Чуковского

Дефект некоторых генов, влияющих на образование и развитие соединительной ткани у человека, нередко приводит к непропорциональному гигантизму. При наиболее ярком проявлении этой доминантной особенности на свет появляются люди с очень длинными руками и ногами и относительно коротким туловищем. Их вытянутые пальцы напоминают лапы огромного паука. Отсюда яркое образное название этой диспропорции — арахнодактилия (греч. dactyl — палец и Arachna — женщина, по легенде превращенная Афиной в паука). Люди с подобными дефектами необычайно худы, их грудная клетка бывает деформирована, хрусталик глаза смещен.

Такая аномалия носит название синдрома Марфана, который считается полулетальным, поскольку связан с пороками сердца. Синдром вызван наследственным нарушением развития соединительной ткани и характеризуется также поражением опорно-двигательного аппарата, глаз и внутренних органов. Первопричины таких пороков недостаточно изучены. Болезнь эта была описана в 1896 г. французским педиатром А. Марфаном.

Нередко люди с арахнодактилией умирают от аневризмы аорты. Другими словами, их самый крупный сосуд тела, выходящий из правого желудочка сердца, не выдерживает давления выбрасываемой в него крови. Его стенка способна в любой момент лопнуть, как прохудившаяся труба. Тем не менее, некоторые люди, у которых этот синдром проявляется не со всей жестокостью, доживают до зрелых лет. По счастью, синдром Марфана встречается достаточно редко. Специалисты оценивают вероятность его появления как 1/50000.

Единственная компенсация, которую люди с синдромом Марфана получают от судьбы за свой порок, — повышенное содержание адреналина в крови. Как известно, этот гормон вырабатывается надпочечниками и выбрасывается в кровяное русло в момент опасности. В результате многие параметры человеческою тела (сердцебиение, давление крови) приводятся, так сказать, в боевую готовность. Таким образом, люди с синдромом Марфана всю жизнь находятся в возбужденном состоянии; адреналин постоянно подстегивает их нервную систему и делает невероятными трудоголиками.

Синдромом Марфана страдали несколько всемирно известных личностей, отличавшихся необычайной работоспособностью. Таков был лесоруб Авраам Линкольн, который благодаря постоянному самообразованию, выдающимся способностям и, главное, потрясающему трудолюбию стал президентом США. Он обладал гигантским ростом — 193 см, огромными стопами и кистями рук, маленькой грудной клеткой и длинными гибкими пальцами — типичное телосложение при синдроме Марфана.

Очень похож на Линкольна по физическому складу был сын полунищего сапожника, ставший позже самым любимым писателем XIX века, — Ганс Христиан Андерсен. Его необычайная трудолюбивость проявилась еще в школе. Свои литературные произведения он переписывал до десяти раз, добиваясь, в конечном счете, виртуозной точности и одновременной легкости стиля. Современники так описывали его внешность: «Он был высок, худощав, и крайне своеобразен по осанке и движениям. Руки и ноги его были несоразмерно длинны и тонки, кисти рук широки и плоски, а ступни ног таких огромных размеров, что ему, вероятно, никогда не приходилось беспокоиться, что кто-нибудь подменит его калоши. Нос его был так называемой римской формы, но тоже несоразмерно велик и как-то особенно выдавался вперед». Нервное напряжение, в котором, по-видимому, постоянно находился этот талантливый человек, порождала у него множество страхов. Он боялся заболеть холерой, пострадать от пожара, попасть в аварию, потерять важные документы, принять не ту дозу лекарства…

История знает случай, когда длинные, тонкие пальцы человека с синдромом Марфана вместе со впечатляющей работоспособностью помогли их обладателю сделать фантастическую карьеру. Речь идет о знаменитом скрипаче Николо Паганини. Гете и Бальзак так описывают его внешность в своих воспоминаниях о великом виртуозе скрипки: мертвенно-бледное, как будто вылепленное из воска, лицо, глубоко запавшие глаза, худоба, угловатые движения и — самое главное тонкие сверхгибкие пальцы, какой-то невероятной длины, как будто вдвое длиннее, чем у обычных людей. Эта чисто морфологическая особенность позволяла ему творить со скрипкой настоящие чудеса. В толпе, слушавшей его импровизации на римских улицах, одни говорили, что он в сговоре с дьяволом, другие, что его искусство является музыкой небес, в которой звучат ангельские голоса. Многие вплоть до XX века верили слухам, что в молодости Николо прибег к помощи хирурга, который сделал ему операцию, чтобы повысить гибкость рук. Теперь-то мы знаем, что, скорее всего, своими данными он был обязан редкому генетическому отклонению, которое позволяло маэстро выполнять труднейшие пассажи. Далеко не каждый современный виртуоз в состоянии точно их воспроизвести. Сам же Паганини, казалось, без видимых усилий извлекал из скрипки невероятные трели, и даже исполнял сложнейшие вариации на одной струне. Он играл так, что слушателям казалось, будто где-то спрятана вторая скрипка, играющая одновременно с первой. Другого Паганини человечество до сих пор не получило.

Впервые на связь мастерства Паганини с синдромом Марфана указал американский врач Майрон Шенфельд в статье, опубликованной в «Журнале Американской медицинской ассоциации». Он указал, что описание внешности Паганини: бледная кожа, глубоко посаженые глаза, худое тело, неловкие движения, «паучьи» пальцы — абсолютно точно совпадает с описанием облика людей с синдромом Марфана. Как известно, в конце своей жизни великий музыкант почти лишился голоса. Это лишнее свидетельство в пользу того, что у Паганини был синдром Марфана, поскольку нередким осложнением этой болезни является сильная хрипота, или даже потеря голоса, вызванная параличом верхнего гортанного нерва. Сохранился дневник врача, который лечил Паганини. Сделанные в нем записи совпадают с классическими симптомами синдрома Марфана: астеническое сложение, явно выраженный сколиоз, «птичье» выражение лица, узкий череп, выступающий или срезанный подбородок, глаза с синими склерами, разболтанность суставов, диспропорции в величине туловища и конечностей, длинные кисти и стопы с тонкими «паукообразными» пальцами. Неудивительно, что не только игра Паганини, но и сама его необычная внешность производила впечатление на его современников, рождая подчас самые немыслимые легенды о музыканте.

Надо заметить, что сам по себе синдром Марфана не располагает к музыкальной одаренности. За исключением Паганини, среди больных им не было выдающихся музыкантов. Что же касается Паганини, то болезнь лишь придала ему большие технические возможности. Великим музыкантом, оставившим огромное творческое наследие, включающее, кроме произведений для скрипки с другими инструментами и оркестром, также более 200 пьес для гитары, он стал благодаря своему великому таланту и трудолюбию, тоже косвенно связанному с синдромом Марфана.

Наверняка вы припомните еще двоих знаменитых длинных, нескладных и талантливых «носачей». Это Шарль де Голль и Корней Иванович Чуковский. Деятельный характер будущего президента Франции настолько ярко проявлялся еще в молодости, что многие из его сослуживцев по армии до второй мировой войны уже тоща прочили его в генералиссимусы. Голова де Голля всегда выдавалась над морем касок и беретов марширующих солдат. Вместе с тем, сидя за столом, он казался вполне обычным человеком. Секрет крылся в его непропорциональном сложении, столь характерном для синдрома Марфана.

Выше всех в толпе был и любимый детьми автор «Мухи-цокотухи», «Мойдодыра» и «Тараканища». Его длиннорукость, длинноногость, большеносость и общую нескладность фигуры многократно обыгрывали в шаржах. «Я всю жизнь работаю. Как вол! Как трактор», — писал о себе Корней Иванович. И это действительно было так, хотя его титаническая работоспособность для многих читателей детских стихов писателя, не знакомых с его многочисленными специальными литературоведческими статьями и переводами, оставалась скрытой. Как и Ганс Христиан Андерсен, Чуковский многократно переделывал каждую свою строчку. «Никогда я не наблюдал, чтобы кому-нибудь другому с таким трудом давалась сама техника писания», — замечал он относительно себя., Из наших современников синдромом Марфана, возможно, обладал биолог Г. В. Никольский, который уже ко времени окончания Московского университет имел пять печатных трудов. За тридцать последующих лет работы число его печатных публикаций превысило три сотни. Причем среди них было около десяти книг. Такой потрясающей работоспособностью может похвастаться далеко не каждый, даже очень способный ученый! Можно ли после этого утверждать, что любые обусловленные генами нарушения в развития являются, безусловно, вредными?

Мышечные дистрофии

Мышечная система является самой крупной системой органов в теле человека. Еще в древности люди подметили, что перекатывающиеся упругие мышцы похожи на шныряющих под кожей мышек, поэтому они назвали такие образования мускулами (от лат. musculus — мышка). Мускул похож на сплетенный из волокон канат. Сверху он покрыт защитной оболочкой из соединительной ткани. Каждое волокно мускула состоит из тончайших белковых нитей — миофибрилл (от греч. myos — мышь, мышца и лат. fibra — волокно). Основой миофибрилл являются два белка — актин и миозин. Каждая миофибрилла состоит примерно из 2,5 тысяч белковых нитей актина и миозина. Во время сокращения мускула они не укорачиваются, а лишь скользят друг по другу. В результате длина мускула становится меньше, он сокращается. Представить, как происходит такой процесс легко, если вставить пальцы одной руки между пальцами другой, держа ладони в одной плоскости.

Миофибриллы могут сокращаться только в том случае, если мышца получает от нервной системы слабые сигналы — электрические импульсы. Роль нервов в сокращении мышц был впервые замечен еще древнеримским врачом Клавдием Галеном, который изучал анатомию в школах гладиаторов. Там-то он и подметил, что повреждение нервов часто приводит к потере мышечной подвижности.

Время подтвердило этот вывод. Теперь мы знаем, что для сокращения мускульного волокна оно должно получить нервный сигнал. В результате внутри волокна из специальных мембранных емкостей высвобождаются ионы кальция, которые стимулируют актин и миозин ко взаимному скольжению. Для электрохимически изоляции каждое мышечное волокно покрыто специальной ёлочкой — сарколеммой. Запомните этот термин. Он нам еще пригодится!

У каждого человека ровно столько мышц, сколько и у Арнольда Шварценеггера, различается лишь их сила. Она зависит от числа мышечных волокон, входящих в состав мышцы, и от интенсивности проходящих к ним нервных сигналов. Такие сигналы поступают к мышцам всегда, даже вовремя сна. В результате каждая наша мышца постоянно находится в состоянии тонуса (от греч. tonos — напряжение), то есть слегка напряжена. Тонус мышц исчезает только после кончины человека.

Из этих школьных знаний из области анатомии и физиологии мышц можно сделать следующий вывод. Врожденные дефекты мышечной системы могут возникать как в результате дефектов мышечных белков, так и вследствие нарушений иннервации разных групп мышц. Нервно-мышечные заболевания, следствием которых является их быстрая утомляемость, слабость, снижение мышечного тонуса и даже атрофия, называются миопатиями. Рассмотрим некоторые врожденные формы таких недугов.

Наиболее распространенным наследственным нервно-мышечным заболеванием человека является мышечная дистрофия Дюшена. Ее частота составляет около 1/5000 от общего числа новорожденных мальчиков. Причиной дистрофии этого типа являются мутации водном-единственном гене. Он хранит информацию о строении белка, весьма образно названного дистрофином. Этот белок входит в состав сарколеммы (оболочки) мышечных волокон, обеспечивая стабильность этой своеобразной «изолирующей упаковки» мышц. Дефектный белок не в состоянии выполнять эту функцию, следствием чего является нарушение целостности мембраны. В результате начинается запуск процессов дегенерации мышечного волокна. Мембраны мышц становятся проницаемыми, словно дырявый полиэтиленовый пакет. В них появляются разрывы, что приводит к оттоку ферментов из мышц в сыворотку крови. На начальных стадиях заболевания дегенерация мышечных волокон еще как-то компенсируется активной регенерацией мышечных фибрилл, благодаря делению и слиянию вспомогательных клеток. Однако с возрастом этот процесс становится все менее эффективным, вызывая прогрессирующую мышечную слабость. Мышцы постепенно замещаются фиброзной и жировой тканью. Мальчики к 12 годам уже оказываются привязаны к креслу-каталке. Смерть при мышечной дистрофии Дюшена обычно наступает в возраст около 30 лет в результате нарушения работы сердца и диафрагмы.

Ген дистрофина является самым большим из известных генов человека и составляет почти 0,1 % всего ДНК. Он находится в X хромосоме. В результате наследование дистрофии Дюшена сцеплено с полом. Страдают от этого недуга, в основном, мальчики. Ген дистрофина работает не только в клетках мышц, но и во многих тканях, в головном мозге, в сетчатке и в клетках потовых и слюнных желез. Однако в первую очередь дефект в его работе проявляется именно в мышцах.

Обычно у детей мышечная дистрофия Дюшена начинается в 3–5 лет. Начинается атрофия мышц таза и бедер с одновременным утолщением (псевдогипертрофией) икроножных мышц голени, реже дельтовидных или ягодичных. Постепенно начинают атрофироваться мышцы плечевого пояса и рук. У детей вначале нарушается походка, она становится «утиной», возникают проблемы при подъеме по лестнице. У многих нарушается сердечный ритм за счет увеличения размеров сердца. Быстрое развитие заболевания в связи с ранним обездвиживанием конечностей часто приводит к летальному исходу. Поставить ребенку диагноз «мышечная дистрофия Дюшена» можно задолго до проявления первых признаков заболевания по высокому уровню активности особого фермента — сывороточной креатинкиназы. Женщины, носительницы аномального гена дистрофина, часто не обнаруживают описанных выше проявлений заболевания, хотя уровень креатинкиназы у них обычно повышен. По этому признаку можно обнаружить женщин — носительниц дефектного гена дистрофина.

Менее злокачественно развивается миодистрофия Беккера. Причина ее та же — дефект белка дистрофина, однако, в отличие от миодистрофии Дюшена этот белок все же продолжает работать, хотя и хуже, чем в норме. Миодистрофия Беккера проявляется медленно, особенно у низкорослых детей. Многие годы они сохраняют удовлетворительное физическое состояние, и только сопутствующие различать, с заболевания и травмы приковывают их к инвалидной коляске. Дистрофия Беккера менее распространена, чем миодистрофия Дюшена.

Помимо миодистрофии Дюшена и Беккера существует еще несколько форм врожденных миопатий. Например, юношеская форма Эрба-Рота возникает в возрасте 10–20-ти лет, когда незаметно начинает проявляться атрофия мышц плечевого пояса и рук, а затем — тазового пояса и ног. Во время ходьбы больной переваливается с выпяченным вперед животом и отодвинутой назад грудной клеткой. Чтобы встать из положения лежа, ему надо повернуться на бок и, опираясь руками на бедра, постепенно поднять свое туловище. Болезнь со временем медленно прогрессирует.

Существует плече-лопаточно-лицевая форма миодистрофии (Ланду-зи-Дежерина), которая может начаться в возрасте от 6-ти до 52-х лет (чаще в 10–15 лет). Для нее характерно поражение мышц лица и постепенная атрофия мышц плечевого пояса, туловища и конечностей. На ранних стадиях болезни веки плохо смыкаются и не закрываются полностью. Губы также не смыкаются, что создает проблемы с дикцией и невозможность надуть щеки. Заболевание протекает медленно. Долгое время больной может передвигаться и сохранять трудоспособность, а затем, через 15–25 лет постепенно начинают атрофироваться мышцы тазового пояса ног, что затрудняет его передвижение.

При невральной амиотрофии Шарко-Мари, происходит постепенная атрофия мелких мышц стоп, затем атрофируются мышцы голеней и нижней части бедер. Мышцы средней и верхней частей бедер при этом не изменяются, и бедро представляет форму бутылки с горлышком, опрокинутым вниз. Затем постепенно атрофируются мышцы кистей рук и предплечий. Мышцы туловища, плечевого пояса и лица не поражаются. Заболевание возникает в возрасте 18–25 лет, медленно прогрессирует и стабилизируется. В его основе лежит нарушение иннервации соответствующих групп мышц.

Снижение тонуса мышц называют амиотонией. При врожденной амиотонии Оппенгейма мышцы новорожденного недоразвиты, их мышечная дистрофия является вторичной. У новорожденных болезнь не прогрессирует, но респираторные инфекции могут вызвать в этом случае серьезное воспаление, которое нередко приводит к смерти на первом году жизни. С возрастом двигательная функция мышц при амиотонии Оппенгейма улучшается.

Лечение мышечных дистрофии направлено на замедление дистрофических процессов в мышцах, а в идеале — на их полное прекращение. К сожалению, радикального лечения миодистрофий пока не найдено. Существует определенная надежда на генную терапию, которая начинает медленно внедряться в медицинскую практику. Для лечения миодистрофий применяют внутримышечные инъекции АТФ, а также витамин B1, делают переливание крови. Из народных средств применяют проросшие зерна пшеницы, ржи, пчелиное маточное молочко, траву спорыша, хвоща полевого, льнянку обыкновенную, женьшень, корневища топинамбура.

Известно, что врожденные мышечные дистрофии бывают не только у людей. Например, собаки породы золотистый ретривер часто являются носителями дефектного гена белка дистрофина. При этом у них развиваются типичные клинические проявления дистрофии Дюшена. Таких собак экспериментаторы давно используют в качестве модельных объектов для изучения особенностей течения данного заболевания и поисков способов его лечения. Аналогичная ситуация с дефектным геном дистрофина возникает и у некоторых кошек. Нередко эти несчастные животные погибают в результате нарушений работы мышц диафрагмы. Генетики вывели даже особую линию лабораторных мышей с точковой мутацией в гене дистрофина! Оказывается, таким мышам можно помочь, вводя в их мышцы здоровые эмбриональные мышечные клетки.

Проводят аналогичные эксперименты и на больных людях. Суть метода заключается в получении мышечных клеток от здорового донора. Затем их подращивают вне организма (in vitro) и вводят в мышцы больного. Стоимость такой операции составляет около 150 тыс долларов США. Такие опыты были проведены в 6 независимых исследовательских лабораториях, а результаты доложены в Париже в 1999 г. К сожалению, согласно мнению ведущих авторитетов в области биологии мышц и миодистрофий в существующем на данный момент виде этот метод абсолютно неэффективен. Как известно, иммунная система человека отторгает чужеродные (аллогенные) клетки ткани. С этой проблемой исследователи сталкиваются, пытаясь помочь больным миодистрофией. Возможно, прогресс в этой области будет достигнут, когда в дело пойдут эмбриональные клетки. Дело в том, что они еще не обладают специфическими белковыми метками, по которым иммунная система распознает «чужаков».

Другой возможный путь — пересадка собственных стволовых клеток, полученных из костного мозга или скелетных мышц больного. При этом часть инъецированных клеток мигрирует и в скелетные мышцы, где сливается с миофибриллами, восстанавливая синтез дистрофина! Генотерапия же в данном случае пока почти бессильна. Несмотря на то, что ученые умеют выделять ген дистрофина, им пока не удается «доставит его по назначению» — то есть ввести в мышечные клетки, где работает его дефектная копия. Однако ученые не опускают руки. В нашей стране исследования по генной терапии миодистрофии Дюшена ведутся в Институте акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта (Санкт-Петербург) в тесном контакте с ведущими лабораториями поданной проблеме в Великобритании и Италии, а также в комплексе с другими научно-исследовательскими институтами России, в частности Институтом молекулярной биологии им. акад. В. А. Энгельгардта, Институтом цитологии в Санкт-Петербурге, научным Центром Медицинской Генетики и Институтом экспериментальной медицины в Санкт-Петербурге. Остается только надеяться, что в обозримом будущем эти исследования увенчаются практическим успехом!

Уникальная комбинация

Стремясь победить старость, римский папа Иннокентий VII в конце XV века приказал своим медикам перелить в его тело кровь от двух молодых юношей. В результате такой операции глава римской католической церкви скончался. Вместе с тем, врачам были известны случаи, когда переливание крови буквально возвращало жизнь подопытным животным. В 1666 г. лондонский врач Лоуэр после смерти обескровленной собаки влил в ее вены через пустотелое гусиное перо кровь от живой собаки и буквально воскресил умершую. Собака вернулась к жизни. Эти опыты продолжил французский врач Жан-Батист Дени. Он решился на рискованный эксперимент — перелил человеку более 150 г крови овцы. Пациент выжил. Дени продолжал свои опыты, пока один из его пациентов, Антони Монрой, в результате такого переливания не скончался. Вдова Монроя обвинила Дени в убийстве, и хотя суд оправдал врача, но наложил запрет на подобные рискованный эксперименты с кровью. Это вето затормозило изучение переливания крови на целых два столетия, пока уже в XIX веке перспективами переливания не увлекся английский врач Джеймс Бландел. Он мечтал с помощью таких приемов спасать жизнь роженицам, которые порой умирали от большой потери крови.

К концу XIX века в мире было произведено около 600 переливаний крови пациентам, однако более половины таких случаев привело к гибели людей, которым вводили кровь. Почему же одни такие операции были успешными, а другие заканчивались трагически? В конце XIX века немецкий хирург Теодор Бильрот, анализируя зафиксированные в истории медицины неудачные попытки переливания крови, — впервые высказал предположение, что существуют различные ее типы, несовместимые друг с другом. Эта идея казалась его коллегам странной, к ней относились с подозрением.

Однако зимой 1900 г. скромный 33-летний ассистент патолого-анатомического института Венского университета Карл Ландштейнер проделал простой опыт, который подтвердил предположение Бильрота. Взяв пробы крови у себя и у пяти своих коллег, он отделил сыворотку от кровяных клеток. Затем он смешал эти сыворотки с клетками крови в разных комбинациях. В одной из пробирок эритроциты быстро слиплись вместе и осели на дно кровавыми хлопьями. Так были открыты группы крови. К 1908 г. стало известно, что таких групп существует, как минимум, четыре.

Их стали обозначать латинскими буквами и цифрами. Универсальными донорами оказались люди с группой 0 (I). Их кровь можно было без особой опаски переливать всем остальным реципиентам. Кровь групп А (II) и В (III) можно было переливать людям с четвертой группой АВ (IV). В пределах каждой группы переливания также были безопасными. Открытие Ландштейнера оказалось настолько важным в теоретическом и в практическом планах, что в 1930 г. ему была присуждена Нобелевская премия.

Позже исследователи обнаружили, что четыре группы крови, открытых Ландштейнером и его коллегами, составляют лишь одну из систем. Выяснилось, что существует и другие системы совершенно независимых друг от друга групп крови. Сначала эти системы называли буквами латинского алфавита. Так появились 6 групп крови системы MNS, 7 групп системы Ph, 3 группы системы Р и так далее. Позже ученые стали давать свои фамилии новым, открытым ими системам крови. В наше время существуют группы крови «Даффи», «Кидд», «Хагеман», «Домброк», «Льюис» и некоторые другие. Каждая такая система включает минимум две группы. Эти группы менее известны, чем группы системы AB0, поскольку они почти не учитываются при переливаниях крови от доноров к реципиентам. Вместе с группами AB0 к настоящему времени существует около 12 наиболее распространенных трупп крови, которые образуют более 290 тысяч независимых комбинаций! Это означает следующее. Если учесть не только группы крови AB0, но и другие упомянутые выше, то ваша индивидуальная «формула» крови становится практически уникальной. Вероятность ее случайного совпадения с группой крови другого человека составляет около 1/1000.

Зачем это надо?

Что же это за группы такие? Чем именно они определяются? Почему некоторые комбинации несовместимы при переливании? Зачем, наконец, природе было создавать все это разнообразие? Давайте разбираться.

В мембране практически любой клетки находятся белки. Они сидят в ней как морковки на грядке. Часть молекулы белка «заякорена», словно корешок, в мембране, а часть торчит наружу, как ботва. Часто к таким торчащим наружу белкам присоединяются еще и молекулы сахаров (углеводов). Наиболее известные простые сахара (моносахариды) — это глюкоза и фруктоза. Помимо них есть еще много других моносахаридов. По-разному соединяя между собой относительно простые молекулы моносахаридов, можно получить множество более сложных полисахаридов. Иначе говоря, моносахариды — это своеобразные «детальки» молекулярного конструктора, с помощью которых можно строить сложные длинные молекулы. И не только сложные, но и во многом уникальные, поскольку различных сочетаний элементов — море.

Сложные сахара, соединенные с белками, называются гликопротеинами (греч. glykys — сладкий). Таким образом, многие клетки покрыты своеобразной уникальной «сахарной шубкой» из гликопротеинов. Есть она и на поверхности красных клеток крови — эритроцитов. Группы крови как раз и отличаются друг от друга тем, какие именно сахара и белки находятся на поверхности эритроцитов каждой конкретной группы. Более того, иммунная система человека в состоянии отличать одни «сахарные метки» от других и вырабатывать антитела на чужие молекулы.

Вернемся для примера опять к группе крови AB0. У человека с группой крови 0 на поверхности эритроцитов нет молекул А и В, зато есть антитела к ним: анти-А и анти-В. Кровь второй группы А содержит молекулы А и анти-В. Кровь третьей группы В содержит молекулы В и анти-А. Наконец, кровь группы АВ не содержит антител анти-А и анти-В и имеет на поверхности эритроцитов молекулы А и В. Если человеку с нулевой группой крови перелить кровь группы АВ, все эритроциты перелитой крови склеятся, поскольку антитела анти-А и анти-В будут активно связываться с молекулами А и В на их поверхности. Если же поступить наоборот — перелить кровь группы 0 человеку с группой АВ, то с перелитой кровью ничего страшного не произойдет. Собственная же кровь реципиента свернуться под воздействием антител донора не может — этих антител оказывается слишком мало для подобной акции.

В детали описанной выше схемы можно и не вдаваться. Главное — понять, почему вообще в крови некоторых людей существуют антитела против молекул, имеющихся на поверхности клеток крови других людей. Вряд ли природа «придумала» такую ситуацию, стараясь помешать изобретательным людям впоследствии переливать кровь друг другу в любых комбинациях. Кстати, группы крови есть не только у людей, но и почти у всех видов теплокровных животных.

Возможно, дело в следующем. «Сахарные метки» на поверхности клеток нередко служат для «заякоривания» с их помощью разнообразных вирусов и бактерий. Более того, на поверхности многих бактерий также содержатся различные сахара и белки. Поэтому клетки, поверхность которых лишена определенных молекул, как бы становятся «невидимыми» для атак со стороны некоторых микроорганизмов. Присутствие же в сыворотке крови антител против некоторых полисахаридов затрудняет размножение в ней этих патогенных бактерий.

Разнообразие групп крови у человека является отражением его молекулярной индивидуальности, а разнообразие вида — условием его успешного существования. Вспомните: в результате самых опустошительных эпидемий чумы в средние века часть населения, несмотря на отсутствие иммунитета и квалифицированной медицинской помощи, все же выживала. Быть может, это были люди с определенными сочетаниями групп крови?

Любой человек обязан знать свою группу крови. В некоторых ст ранах данные о ней вносят, например, в строку водительских прав или иных документов. Такая информация в критической ситуации может спасти жизнь человека. Хотя времени для определения группы крови требуется не так много, но для этого нужна лаборатория, оборудование… Порой же врачам приходится прибегать к экстренному переливанию крови пострадавшего, когда отсчет времени идет на минуты. Поэтому полезно носить на теле небольшой медальон, кулон или табличку с информацией о вашей группе крови.

Кто отец ребенка?

Группы крови, как и многие другие признаки, наследуются в ряду поколений по законам Менделя. Почти уникальное сочетание различных групп крови, о которых говорилось выше, предполагает, что по ним можно четко и однозначно определить родственные связи и, в частности, судить о возможном отце ребенка. На практике же для подобных предсказаний чаще всего используются не все известные группы крови, а лишь самые основные их группы — AB0, тем более что их определение, в отличие от других групп, не составляет большого труда. При этом надо иметь в виду, что сами группы крови AB0 определяются сочетаниями двух генов, каждый из которых может находиться в грех возможных вариантах — А, В или 0. Например, человек с первой группой крови может иметь генотип 0А или АА.

На практике обычно известна именно группа крови, а не сочетание определяющих ее генов, поэтому у родителей с известными группами крови в потомстве могут быть дети с различными ее группами. В данном случае важно, что при определенных сочетаниях групп крови родителей на свет не могут появиться дети с некоторыми группами. На этом обычно и строится доказательство невозможности отцовства. Например, если мать имеет группу крови А, а ее ребенок обладает группой крови АВ, то отцом такого ребенка никак не может быть мужчина с группой крови А. Им должен быть мужчина либо с группой крови В, либо с АВ.

В наше время хорошо известно, что «групповыми свойствами» обладает не только кровь, но и многие другие жидкости человеческого тела. Например, слезы, слюна, пот, желчь, материнское молоко. Причем степень выраженности этих групповых качеств у нее даже выше, чем у эритроцитов и других клеток крови. Более того, на поверхности практически всех клеток организма человека есть особые белки, которые являются его своеобразными «индивидуальными метками». Именно эти белки определяют отторжение чужих пересаженных органов или кусочков кожи. Впрочем, это начало уже совсем другого рассказа.

Резус-фактор

Нобелевскую премию за открытие групп крови разделил с Карлом Ландштейнером его коллега Филипп Левин, который в начале XX века был привезен в Нью-Йорк из России в возрасте 8 лет. Перед начало которой мировой войны Левин и Ландштейнер обнаружили в крови людей еще одно вещество, которое присутствовало в крови большинства женщин и отсутствовало у некоторых из них. Такое же вещество было обнаружено у макак-резусов, образны крови которых брали для опытов. Поэтому вещество назвали резус-фактором и стали обозначать латинскими буквами Rh.

Выяснилось, что резус-фактор является белком, и всех людей можно разбить по его наличию или отсутствию в крови на две группы: резус-положительных (Rh+) и резус-отрицательных (Rh-). Несовпадение крови матери и крови плода по резус-фактору может приводить к серьезному осложнению протекания беременности — так называемому «резус-конфликту». Возникает он следующим образом. Резус-отрицательная женщина, вступив в брак с резус-положительным мужчиной, может зачать резус-положительного ребенка. Вероятность такого зачатия зависит от генотипа отца. Если он является гомозиготой (Rh+/Rh+), все его дети в таком браке будут резус-положительными. Если мужчина — гетерозигота (Rh+/Rh-), он может стать отцом резус-положительного ребенка с вероятностью 50 %.

Как известно, кровь матери и плода не смешивается. Питательные вещества из ее кровяного русла проходят через капилляры плаценты и попадают в кровяное русло ребенка. При этом ни клетки, ни белки через этот барьер не проходят, ведь многие белки матери будут чужеродными для ребенка, поскольку в его организме лишь половина ее генов. Остальные гены — отцовские. Значит, с иммунологической точки зрения созревающий в матке женщины плод — совершенно чужеродное по отношению к ней образование!

Иногда, впрочем, за счет нарушения целостности капилляров часть крови ребенка может попасть в кровь матери. Если ребенок является резус-положительным, в крови матери появится новый (и чужеродный!) для нее белок Rh. В полном соответствии с законами иммунологии на него выработаются антитела. Если же такие антитела попадут обратно в кровь будущего младенца, произойдет катастрофа — его эритроциты начнут слипаться и разрушаться. Так начинается тяжелая патология — гемолитическая болезнь новорожденных (греч. haima — кровь, lysis — растворение, разрушение).

Первые описания этого недуга были сделаны еще в конце XIX века.

У новорожденных увеличена печень и селезенка (в них происходит уничтожение старых и распадающихся эритроцитов), уровень гемоглобина резко снижен, дети отечны, страдают анемией, у них появляются признаки неинфекционной желтухи. В крайних случаях гемолитическая болезнь новорожденных может закончиться их смертью в первые несколько суток жизни. Бороться с недугом можно путем заменного переливания крови новорожденным. Вероятность возникновения резус-конфликта увеличивают перенесенные в процессе беременности острые заболевания, повышающие проницаемость плацентарного барьера. Обычно такой конфликт развивается лишь у одной из 25–30 резус-отрицательных женщин, которые имеют резус-положительных мужей. Однако и это немалый риск. Поэтому любой человек должен не только знать свою группу крови, но и резус-фактор. Семейные пары, у которых при вынашивании ребенка может возникнуть резус-конфликт, обязательно должны обращать внимание на такую возможность.

Гемофилия

Как известно, верхние слои кожи постоянно обновляются; старые клетки кожи ежедневно заменяются новыми. Поэтому кожу нельзя «сносить», как старое платье. Происходит этот процесс благодаря тому, что кожа состоит из двух слоев. Внешний, наружный слой называется эпидермисом (греч. epi — над, сверху и derma — кожа). Внутренний, глубинный слой называют дермой. Именно здесь проходят кровеносные сосуды и располагаются окончания нервных волокон. Дерма содержит волокна белка коллагена, которые придают коже эластичность, гибкость и упругость. Ниже дермы находится лишенная соединительных волокон жировая ткань — подкожная жировая клетчатка. Благодаря ей кожа немного подвижна относительно расположенных ниже мышц.

Образование эпидермиса похоже на возведение кирпичной кладки — с той разницей, что на стройке новые слои кирпичей кладут поверх старых. В эпидермисе же все происходит наоборот. Самые старые клетки лежат сверху, а новые образуются внизу, на границе дермы и эпидермиса. Именно там находятся стволовые клетки кератиноциты (греч. keras — рог), которые в неповрежденной коже образуют сплошной слой. Кератиноциты постоянно делятся. В результате часть клеток оказывается сверху слоя продолжающих постоянно делиться клеток. Потеряв контакт с дермой, молодые клетки кожи утрачивают способность к делению и начинают производить особый белок кератин, из которого, в основном, состоят волосы и ногти человека.

Делящиеся кератиноциты постепенно оттесняют своих родственников все дальше от дермы, и последние, словно находясь на переполненном эскалаторе, начинает долгий путь к поверхности кожи. При этом клетки эпидермиса постепенно меняют свою форму, становясь все более плоскими. Через две недели они превращаются в ороговевшие мертвые чешуйки, состоящие почти из одного кератина. Оказавшись на поверхности, чешуйки отделятся от тела, чтобы уступить дорогу своим соседям, уже поднимающимся из глубин эпидермиса.

Самое любопытное, что рога и копыта животных, перья птиц и чешуи пресмыкающихся также состоят из кератина! Просто, в отличие от молекул в кожных образованиях человека, у других животных они организованы в пространстве несколько иначе. Биологи проделывали любопытные опыты — пересаживали кусочек кожи млекопитающего на поверхность зародыша птицы. При этом на пересаженном кусочке начинали появляться зачатки перьев! Значит, клетки нашей кожи могут производить кератин по-разному. В связи с этим нет ничего удивительного в том, что у человека отмечены врожденные заболевания, связанные с теми или иными нарушениями синтеза кератина. Поговорим о некоторых из них.

Ихтиозы, кератозы и бородавки

Увеличение интенсивности синтеза кератина клетками кожи может приводить к целому ряду заболеваний, которые обычно объединяют под общим названием «кератоз». Нередко производство кератина идет настолько интенсивно, что на поверхности кожи появляются отдельные чешуйки и лепестья, отдаленно напоминающие чешую рыб. Такую разновидность кератозов называют ихтиозами (греч. ichthys — рыба). В медицинских справочниках можно найти более тридцати разновидностей кератозов, каждая из которых вызывается своими причинами. Часто к наследственности эти причины отношения не имеют, как, например, в случае кератоза, вызванною отравлением мышьяком. Наоборот, некоторые разновидности кератозов носят явно семейный, наследственный характер. О них дальше и пойдет речь.

На ладонях и подошвах стоп слой эпидермиса обычно толще, чем на других участках тела. Наверняка и кератина на единицу площади в этих участках тела больше. Причина такого различия предельно ясна. Именно стопы и ладони испытывают обычно максимальную нагрузку при ходьбе и работе. Вы наверняка замечали, что увеличение такой нагрузки вызывает в ответ утолщение и без того плотного слоя эпидермиса вплоть до образования твердых мозолистых корок. Мальчишка, пробегавший все лето босиком в деревне, наступает на сосновую шишку и не испытывает боли; вся его стопа — уже давно сплошная мозоль. Следовательно, интенсивность синтеза кератина наш организм может регулировать в зависимости от физических нагрузок на кожу. Иногда в такой регуляции происходят сбои. В результате на отдельных участках тела возникают зоны, в которых образование кератина всегда происходит особенно интенсивно независимо от механической нагрузки. Пример такого генетически обусловленного дефекта — ладонно-подошвенный гиперкератоз.

Проявления этот заболевания заметны уже у новорожденных, хотя средний возраст развития гиперкератоза — 5–7 лет. На поверхности тела появляются симметрично расположенные желто-коричневые бляшки диаметром 2–10 мм, чей цвет как раз и обусловлен избытком кератина. Обычно бляшки заметны на пятках и ладонях, хотя иногда они проявляются в районе локтей и колен. Считается, что заболевание передается в ряду поколений по доминатно-аутосомному типу.

Порой у новорожденных детей в отдельных местах на коже удается заметить несимметричные темные пятнышки, своеобразные роговые чешуйки — акрокератомы. Особенно часто они появляются у больных на тыльной поверхности кистей рук и имеют вид маленьких узелков. В этом случае говорят о веррукозном акрокератозе (лат. verruca — бугор, холм), которое также наследуется по аутосомно-доминантному типу.

Фолликулярный дискератоз (болезнь Дарье), впервые описанный еще в конце XIX века, тоже является наследственным доминантным заболеванием. Он вызывается ускоренным созреванием кератиноцитов и проявляется уже в детском возрасте. Созревающие в глубине эпидермиса кератиноциты начинают интенсивно синтезировать роговое вещество еще до того, как достигнут поверхности кожи. В результате возникают мелкие плотные зудящие образования — узелки (папулы), которые чаще всего появляются в районе волосяных фолликулов. Наиболее часто они возникают на лице, ладонях и подошвах, на груди и на половых органах. Постепенно узелки увеличиваются в размерах и покрываются жирными чешуйками. Узелки с повышенным содержанием кератина могут сливаться друг с другом, образуя более обширные бляшки. В подмышечных, паховых или заушных впадинах появляются разрастания, издающие неприятный запах. Словом, приятного мало. На слизистой оболочке рта часто заметны белесые точки. Дискератоз сказывается на форме и строении ногтей. Ногтевые пластинки деформируются и начинают трескаться (подногтевой гиперкераит). Солнечные ванны не смягчают протекание заболевания, а наоборот — только стимулируют его развитие.

Как уже упоминалось, волосы в основном состоят из кератита. Врожденная суперпродукция кератина волосяными фолликулами, равно как и увеличение числа самих фолликулов, приводят к появлению на отдельных участках тела так называемых пучков фавна. Как известно, Фавном в римской мифологии называли бога полей, лесов, пастбищ и животных. Фавн отождествлялся также с греческим богом козлоногим Паном, чрезмерная, почти звериная волосатость которого была характерным его признаком. Более научное название пучков волос, растущих не там, где принято, — врожденный гипертрихоз (греч. thrix — волос). Неприятно. Не очень эстетично, но не смертельно. Бывают врожденные кератозы с гораздо более неприятными последствиями.

Интенсивное деление клеток, синтезирующих кератин, лежит в основе появления бородавок, которые можно рассматривать; как миниатюрные доброкачественные опухоли. Обычно они четко, локализованы на теле и не разрастаются. В клетках, составляющих бородавку, происходит повышенный синтез кератина и пигмента меланина. Бородавки бывают обыкновенные, остроконечные и плоские. Остроконечные бородавки на ощупь мягки и болезненны. Иногда они встречаются группами, напоминая по форме петушиный гребешок или головку цветной капусты. Величина плоских бородавок небольшая, поверхность — гладкая: они едва выступают над уровнем кожи.

Порой появление бородавок и увеличение их числа носит характер заболевания. Общее их количество может достигать нескольких десятков. Часто это заболевание носит семейный характер. В этом случае врачи говорят о бородавчатом кератозе. Роль наследственности в появлении бородавок неясна. Примерно у 50 % больных обычные и плоские бородавки могут исчезать под влиянием внушения и гипноза. Так что, скорее всего, причину появления бородавок надо искать не в генах, а в особенностях работы нервной системы.

Вместе с тем, считается, что возникновение некоторых типов бородавок обусловлено определенным вирусом. Во всяком случае, точно известно, что появление бородавок в области гениталий (так называемых остроконечных кондиллом) у людей является следствием их заражения вирусом папилломы человека. Следовательно, такими бородавками можно «заразиться», как обычной венерической болезнью, что обычно и происходит, если у одною из партнеров имеются остроконечные кондиломы.

Для нормального функционирования кожных покровов важно правильное соотношение между синтезом кератина и интенсивностью деления и созревания кератиноцитов. При врожденной эритродермии это соотношение, вероятно, нарушается. В результате у больного быстро растут ногти и волосы, однако при этом они становятся тонкими и ломкими. Кожа стянута, она краснеет (греч. crythros — красный), и на ней возникают трещины. При ярко выраженной форме эритродермии кожа начинает шелушиться большими пластинками, которые порой покрывают тело сплошной коркой. К счастью, это неприятное заболевание наследуется по рецессивному типу. Тем не менее, врачи все же регистрируют рождение детей с таким наследственным дефектом кожи, который называют также ламеллярным ихтиозом (лат. lamina — пластинка) Кожа новорожденного словно бы покрыта высыхающей пленкой клея. Не случайно подобных несчастных младенцев несколько ненаучно именуют «коллодийными детьми» (напомню, что коллодием не так давно называли разновидность клея).

Fine более трагичная картина наблюдается при врожденном ихтиозе плода, который еще называют злокачественной кератомой. В этом случае чешуйки на коже буквально сливаются в сплошной панцирь, покрытый глубокими трещинами. Врожденный ихтиоз несовместим с жизнью. Пока таких детей спасать не удавалось.

Недостаток кератина так же опасен для здоровья, как и его избыток. Характерный пример подобного заболевания — врожденный дискератоз, который нередко носит семейный характер и наследуется по рецессивному типу. При этом на слизистой поверхности ротовой полости могут возникать белые пятна (лейкоплакия), трещины и пузыри, а на коже открытых участков тела — характерный узор, напоминающий сеточку. Недостаток кератина приводит к дистрофии ногтей, а то и вовсе к их полному отсутствию (анонихия). Перебои с синтезом кератина вызывают закупорку слезных каналов; возможно, их стенки становятся слишком вялыми. В результате избыток слезной жидкости постоянно выливается через веки; у человека появляется болезненная слезоточивость. Кератин содержат клетки барабанной перепонки, придавая ей необходимую гибкость. Поэтому следствием врожденного дискератоза являются проблемы со слухом. Трещины эпителия возникают в районе заднего прохода, доставляя больному изрядные страдания. У мужчин врожденный дискератоз нередко приводит к патологическим изменениям головки полового члена.

Для правильной работы кожных покровов важно не только необходимое количество кератина, но и способ укладки его волокон или пластин. Почти наверняка вы хотя бы раз замечали, как на ваших ногтях появляются белые полоски. Они медленно двигаются от основания ногтя к его краю со скоростью роста ногтевой пластинки. Такие белые образования образуются из прослоек воздуха, возникающих между слагающих ноготь кератиновых слоев и пластинок. Причины появления белых метин на ногтях здоровых людей не совсем ясны. Известно, что в некоторых случаях такой дефект носит характер хронического врожденного доминантного заболевания (лейконихия), при максимальном проявлении которого вся поверхность ногтей приобретает белый цвет. Второй причиной появления у людей белых ногтей является чрезмерное разрастание эпидермиса под ногтевой пластинкой (пахионихия). В результате капилляры дермы перестают просвечивать сквозь ноготь, и он теряет свою розоватую окраску. Пахионихия часто является лишь одним из проявлений различных симптомов, являющихся следствием врожденных нарушений скорости синтеза кератина и деления кератиноцитов.

Похоже, что дефекты укладки кератина или сбои в его равномерном производстве приводят также к такому врожденному заболеванию как монилетрикс. На древнегреческом monile — «ожерелье» (вспомните монисто на шее). Название намекает на любопытную особенность строения волос — они становятся похожими на четки или бусы. Более толстые участки чередуются с тонкими. В результате такие волосы становятся ломкими и секутся. Отмечены также врожденные аномалии, в результате которых стержни волос перекручиваются вокруг своей оси, словно ствол сосны, растущей среди скал на сильном ветродуе. Что именно вызывает такой дефект строения стержня волоса? Какие механизмы на клеточном и молекулярном уровнях приводят к описанным последствиям? Известно, что стержень волоса построен из мягкого кератина, поэтому для обеспечения механической прочности он завернут в кутикулу — несколько слоев прозрачных чешуек, кератин которых более твердый. Как клетки волосяных фолликулов «добиваются» такой правильной укладки пластин кератина? Как на этом процессе могут сказываться генетические дефекты? Какой простор для медико-биологических исследований!

Аутосомно-доминантным заболеванием считается семейная доброкачественная пузырчатка. Как следует из названия, характерным ее признаком являются пузырьки и эрозии кожи, которые возникают при любой, даже самой незначительной травме. Иногда пузырьки появляются в жаркую погоду. Такие явления неприятны, однако, они не представляют собой прямой угрозы здоровью. Чаще всего, пузырьки со временем исчезают сами собой, в худшем случае оставляя на своем месте небольшие рубчики или пигментные пятна. К сожалению, существует и смертельно опасный вариант пузырчатки. Он приводит у новорожденных к такому интенсивному появлению многочисленных пузырей, что кожа у них буквально начинает отслаиваться большими кусками. Пока врачи не в состоянии помочь такому несчастному младенцу, гибель которого наступает в первые часы жизни после родов.

Неприятным, но неопасным изменением кожных покровов считается облысение (алопеция). Причин облысения много, как и способов борьбы с ним. Достаточно полистать подшивки дореволюционных газет, чтобы убедиться: и в то время рекламные странички пестрели самыми разными объявлениями, пропагандирующими «самое верное патентованное средство от облысения».

Потерю волос могуч вызвать гормональные сбои, неполадки работы иммунной системы, стрессы, яды, радиоактивное облучение, инфекции, и даже физические травмы. В истории медицины отмечена потеря волос (обычно на 20–40 %) после сыпного тифа. Наиболее частой формой облысения (до 95 % всех случаев) является так называемая андрогенная алопеция, которая была известна уже в 400-м году до н. э. Достаточно сказать, что 30–35 % мужского населения мира в возрасте от 25 до 55 лет подвержены именно андрогенной алопеции. В чем ее причина? Оказывается, мужские половые гормоны андрогены не только влияют на развитие мужских половых признаков, но и оказывают влияние на роет волос. Предположение, что в развитии андрогенной алопеции играют роль «мужские субстанции» выдвинул еще Гиппократ. Однако подробное изучение этого типа облысения началось только в 1942 г. Дж. Б. Гамильтоном. Выяснилось, что андрогены стимулируют рост бороды, усов и растительности на теле, подавляя одновременно рост волос на голове. Происходит это следующим образом.

Один из клеточных ферментов превращает мужской половой гормон тестостерон в очень сходное гормональное соединение — 5-альфа-дигидротестостерон. Это последнее вещество и способно угнетать рост волосяных фолликулов на макушке и на границе роста волос, связываясь с соответствующими рецепторами на поверхности клеток волосяных фолликулов. Этим и объясняется характерный вид мужских пролысин. При андрогенной алопеции на голове у мужчин — в затылочной и височных областях всегда остается венчик волос. Происходит так потому, что волосяные фолликулы в этих зонах не имеют рецепторов, способных воспринимать действие андрогенов. Поэтому волосы в этих областях как бы «застрахованы» от выпадения. В тех же фолликулах, где рецепторы к 5-альфа-дигидрогестостерону имеются, этот гормон проникает в клетку и нарушает синтез белков. В результате этого происходит уменьшение размеров фолликулов, которое сопровождается уменьшением диаметра волосяного стержня с постепенной трансформацией жестких волос в нежный пушок — характерный признак развития андрогенетической алопеции. Сначала происходит поведение волос в височных областях (I степень облысения), затем в области лба и затылка (II степень), потом в центрально-теменной области (III степень). Наконец, волосы остаются лишь на маленьком участке между лобной и центрально-теменной областью (IV степень), а потом и этот участок с течением времени исчезает (V степень).

Любопытно, что интенсивность роста волос не зависит от конкретного места на коже. Главное, чтобы волосяные луковицы были здоровыми и не реагировали на 5-альфа-дигидротестостерон. В истории медицины зафиксирован такой курьезный случай. Во время второй мировой войны одному из раненых солдат кусочек его собственной кожи головы был пересажен на поврежденный палец. Трансплантат благополучно прижился и… на нем начали расти достаточно густые волосы! «Волосатый палец» приходилось время от времени стричь. Так продолжалось до тех пор, пока ветеран не облысел. Вместе с волосами на голове он потерял и волосы на своем знаменитом пальце.

У жёнщин андрогены также вырабатываются, однако чувствительные к ним волосяные луковицы расположены у них на теле более диффузно, чем у мужчин. Поэтому лысеющую женщину можно встретить гораздо реже, чем сверкающего лысиной мужчину. Более того, у женщин, при наличии генетически детерминированной повышенной чувствительности волосяных фолликулов к андрогенам при их нормальной концентрации в крови, облысение практически невозможно. Алопеция «мужского типа» может возникнуть у них только в случае выраженной гиперандрогении, то есть повышенного содержания мужских половых гормонов в крови. Часто такое облысение сопровождают патологические изменения яичников и надпочечников. Резкое уменьшение количества женских половых гормонов эстрогенов (и, как следствие, относительное увеличение концентрации мужских) может произойти после родов и приема контрацептивных препаратов, в состав которых входили синтетические прогестины.

Врачи справедливо считают, что некоторые формы алопеции (в том числе и андрогенная) явно носят наследственно доминантный характер, причем, как правило, они сцеплены с полом. Следовательно, велика вероятность того, что если вы — мужчина, и у вашего отца рано стали появляться залысины, то такая же судьба ждет и вас. Единственное, чем можно утешаться, — степень выраженности наследования облысения в разных семьях варьирует. Лысина на голове — не самая тяжелая дань, которую мужчинам приходится порой отдавать наследственности. Как гены влияют на облысение? Установлено, что в 70–72 % «ген облысения» наследуется мужчиной по материнской линии. Мать передаст его от своего отца своему сыну. В остальных случаях «ген облысения» наследуется непосредственно от отца. Скорее всего, «ген облысения» кодирует соответствующий рецептор клеток волосяных фолликулов, делая их тем самым чувствительными к уровню андрогенов в крови.

Ясно, что бороться с андрогенной алопецией, мягко говоря, непросто. С гормонами вообще шутки плохи. Гормональная терапия — вещь во многих отношениях рискованная. Да и вряд ли кто из лысеющих мужчин согласится приостановить этот процесс путем снижения уровня своих мужских половых гормонов. А уж прочтенную терапию, способную повлиять на соответствующие рецепторы волосяных фолликулов, и говорить не приходится. Проще купить парик, как это сделал один из наших популярных эстрадных певцов.

Редко, но все же встречаются врожденные формы алопеции, когда волосы исчезают на отдельных участках тела (гнездная алопеция). Отличить эту форму алопеции от большинства других несложно, поскольку при ней кожа на пораженных участках остается неизменной, а выпавшие волосы являются истонченными. На краю участка облысения их можно удалить даже при слабом потягивании. Гнездная алопеция и ее разновидности встречаются среди населения с частотой 1/500–1/700 человек, ее причина остается неизвестной, хотя есть указания на влияние наследственности, поскольку до 20 % больных имеют родственников с таким же заболеванием. При тотальной алопеции волосы выпадают на всей его поверхности тела. Они просто нигде не в состоянии расти! Такой дефект считается аутосомно-рецессивным заболеванием. Родители впадают в шок, подростки — в депрессию, поскольку сверстники дразнят облысевших, а напряжение, которое болезнь вносит во взаимоотношения с представителями другого пола, и описать нельзя. Случается иногда и врожденная алопеция — у новорожденного нет волос от рождения, и они, увы, не растут и в дальнейшем.

Если у вашего ребенка поредели волосы на затылке, всерьез тревожится еще, быть может, рано. Подчас такой эффект возникает от слишком долгого лежания младенца на затылке. Ему просто надо чаще ворочаться! Не пеленайте его на ночь, лучше оденьте распашонку, и волосы на затылке вскоре вновь заколосятся!

Заканчивая краткий экскурс по врожденным кератозам, из которых была упомянута только небольшая часть, следует заметить следующее. Для человека такие отклонения от нормы — всегда трагедия. Однако попробуем взглянуть на них с эволюционной точки зрения. Что собой представляют самые разные роговые образования, которые украшают различных представителей позвоночных? Все эти чешуи, ветвистые рога, панцири и кривые когти? Не что иное, как опухоли с гиперпродукцией кератина! Вполне возможно, что генетические нарушения синтеза кератина иногда шли нашим братьям меньшим и на пользу. Более того, такие мутанты наверняка получали даже селективное преимущество по сравнению со своими «нормальными» сородичами.

Вот вам любопытная иллюстрация сказанного. Как уже было сказано, 380 миллионов лез назад, в Южном полушарии размещался огромный континент Гондвана, который позже «раскололся» на Южную Америку, Африку, Индостан, Австралию и Антарктиду. На севере Гренландия, Восточная Европа и Северная Америка были в то время слиты воедино в Евроамериканский континент. 350 миллионов лет назад два суперконтинента сблизились. Гондвана соединилась с Евроамерикой. От мощнейших подземных сил тысячекилометровые каменные плиты сжимались, выгибались и комкались, как тонкая бумага. Поднялись Уральские горы и Аппалачи. Образовался единый материк — Пангея (в буквальном переводе — «вся земля»). В результате изменилось направление морских течений и ветров. Климат стал более континентальным, а следовательно, более холодным и сухим. В этих условиях древним земноводным пришлось экономить влагу. Представьте себе в таких условиях древнюю лягушку с кератозом! Ведь ее кожа — настоящий чешуйчатый панцирь, который не пропускает влагу! В тех условиях — явное преимущество перед сородичами. Возможно так, благодаря зафиксированным в эволюции мутациям генов, ответственных за синтез и укладку кератина, и возникли на нашей планете чешуйчатые рептилии. Эта гипотеза подтверждает точку зрения на мутации как на своеобразный «строительный материал» эволюции. Хотя, конечно, человеку с кератозом от таких мыслей легче не станет.

Псориаз

Псориаз, который в просторечии называют чешуйчатым лишаем, врачи именуют хроническим рецидивирующим эритематосквамозным дерматозом мультифакторной природы. Научное определение достаточно мудреное, поэтому давайте с ним разбираться. Хронический — значит долго тянущийся. Erytros по-гречески красный, squamula на латыни — чешуйка. Значит, для эритематосквамозного дерматоза характерны красноватые чешуйчатые бляшки, которые появляются на поверхности кожи. Под словосочетанием «мультифакторная природа» кроется молчаливое признание врачей в том, что они пока не могут указать на единственную и однозначную причину заболевания.

Многие исследователи указывают на наследственный характер псориаза, поскольку нередко фиксируются семейные случаи этого заболевания. Считается, что псориаз наследуется по рецессивно-аутосомному типу, хотя точно вероятность проявления болезни в чреде поколений предсказать трудно. Частота встречаемости псориаза оценивается как 0,1–3 %, а в скандинавских странах вероятность его проявления поднимается до 8 %! На основании генетических исследований установлена связь псориаза с одним из генов хромосомы № 17, однако роль этого гена в проявлении заболевания остается неясной. Известно лишь, что в основе возникновения псориаза лежит какое-то генетическое изменение, которое приводит к интенсивному делению кератиноцитов кожи и к интенсивному синтезу в них кератина. Достаточно сказать, что обычно время жизни клетки кожи составляет около 3–4 недель. В псориатической бляшке оно сокращено до 3–4 дней! Создается впечатление, что все процессы созревания кератиноцита, поднимающегося из глубин дермы к поверхности, протекают при этом на порядок быстрее. Причина такого «пришпоривания» биологических процессов дифференцировки остается неясной.

Вопрос о том, насколько такое нарушение жестко наследственно предопределено, также остается открытым. Хорошо известно, что возникновение псориаза могут спровоцировать серьезные стрессы (например, войны, потеря близких родственников и любимых людей), которые оказывают влияние на работу иммунной системы. «Пропускает» ли она при этом мимо своего контроля генетически измененные клетки кожи или же сама индуцирует мутагенез? На этот вопрос пока никто не в состоянии ответить однозначно. Известно лишь, что в области псориатических бляшек иммунологическая функция кожи серьезно нарушена. Болезнь может начаться и у совершенно здорового человека, родственники которого не страдали от псориаза. Врачи указывают на два возрастных периода, во время которых вероятность развития болезни наиболее высока: в юношеский период (16–25 лет) и в преклонном возрасте (50–60 лет). Возможно, эти два пика связаны с возрастными психологическими кризисами.

Наиболее распространенный вид псориаза — бляшечный. Бляшки розоватые, их размеры варьируют от булавочной головки до куриного яйца и даже ладони. Поверхность кожи шелушится. В начале заболевания болезненные ощущения отсутствуют, однако в процессе прогрессирования болезни могут появляться растрескивания кожи, приводящие к зуду. Не случайно на греческом psoriasis означает чесотка. Наиболее часто бляшки возникают на поверхности локтевых и коленных сгибов, на коже головы. При этом у части больных патологические изменения затрагивают и сами суставы, приводя к развитию псориартрического артрита. Примерно в четверти случаев ногти утолщаются и становятся ломкими.

Как и любое заболевание с генетической предрасположенностью псориаз не заразен. Чаще всего он вызывает лить психологический дискомфорт. Однако не следует преуменьшать последствия заболевания. При тяжелом течении псориаз может привести даже к потере трудоспособности. Невозможность точно указать причину болезни приводит и к отсутствию радикальных средств борьбы с ней. Неплохо помогают сдерживать течение заболевания солнечные ванны, витамины и курсы с применением кортикостероидов. Лечение этими гормонами должно обязательно протекать под наблюдением врача. К сожалению, в настоящее время псориаз считается неизлечимым заболеванием, хотя интенсивность его проявления может быть значительно снижена.

Альбинизм и другие нарушения пигментации

В принципе альбинизм следовало бы отнести к врожденным заболеваниям обмена веществ. Темный пигмент меланин, который придаст белой коже телесный опенок и продукция которого возрастает под воздействием солнечных лучей, образуется в клетках человека и животных из аминокислоты фенилаланина. Контролируют это удивительное превращение ряд ферментов, ключевую роль среди которых играет тирозиназа. Дефекты в гене тирозиназы автоматически приводят к блоку синтеза меланина. В результате на свет появляются люди и животные, либо вообще лишенные меланина, либо обладающие его недостаточным содержанием.

Альбинизм может быть полным или частичным. В последнем случае синтез меланина снижен, либо этот пигмент образуется в одних клетках и отсутствует в других. У неполных альбиносов на геле имеются отдельные белые пятна, встречаются белые пряди волос. Седина, возникающая с возрастом, к синтезу меланина отношения не имеет. Считается, что она появляется благодаря нарушению правильной укладки чешуек кератина, расположенных по длине волоса. Между ними появляются воздушные прослойки, пузырьки воздуха, которые в массе и создают эффект «белой пены».

Полные альбиносы рождаются с частотой менее 1/10000. Наследуется такое состояние по аутосомно-рецессивному признаку. Это понятно, ведь для полного блока синтеза меланина у людей-альбиносов должны быть повреждены оба гена тирозиназы. Если же хромосома одного из родителей несет нормальный ген этого фермента, меланин будет синтезироваться, хотя и с меньшей интенсивностью. У полных альбиносов не только белая кожа, но и красновато-розовый цвет радужной оболочки глаза. Такой оттенок ей придают просвечивающие через неокрашенные ткани внутренняя сосудистая оболочка глаза, которая, естественно, имеет красный цвет.

Как уже упоминалось, за синтез меланина отвечают несколько ферментов. Поэтому к альбинизму могут приводить дефекты в разных генах, кодирующих эти ферменты. Этим объясняются редкие случаи рождения нормальных детей у родителей альбиносов. В этой ситуации каждый из родителей имеет свой «генетический дефект». При объединении генов в зиготе такие генетические дефекты могут взаимно компенсироваться. Так по разным вариантам текста с различными опечатками можно восстановить изначальный текст без ошибок.

Следует также упомянуть, что под общим термином «меланин» кроется не один пигмент, а целая группа белков, способных придавать тканям различную окраску — от желтой и светло-коричневой до почти черной. Соответственно, кодируются они разными генами. Вернее, множественными аллелями (вариантами) гена, содержащего информацию о меланине. Хорошо известно, что в браках белых людей с представителями негроидной расы рождаются так называемые метисы. Цвет их кожи занимает промежуточное положение между белым и темно-коричневым опенком. Такое «цветовое смешение» является результатом взаимодействия двух разных аллелей в генотипе метиса. Какой результат следует ожидать от брака двух метисов, имея в виду цвет кожи их потомства, заранее сказать трудно. Здесь возможны самые разные варианты — от почти белой кожи до почти черной. Объяснить такую ситуацию несложно. Представьте себе, что у нас есть семь разных аллелей: A1, А2, А3… А7. Белый цвет кожи определяется двумя аллелями A1А1, а максимально темный — аллелями А7А7. Ребенок метис будет иметь генотип А1А7, и кожа его будет бронзовой (A1А7). Какое потомство может появиться на свет от брака метиса с аллелями А1А3 (слегка смуглый) с метиской, обладающей аллелями, скажем А1А6 (бронзовая)? Прикиньте на бумажке!

Это может показаться странным, однако серьезное научное исследование меланинов, этих важных «естественных красителей» только начинается. При этом выясняются любопытные вещи. Оказывается, меланины не просто защищают кожу от опасного ультрафиолетового облучения путем поглощения энергии солнечных лучей и превращения ее в тепло. Естественные пигменты человека и животных играют более универсальную защитную роль, ограждая клетки от влияния свободных радикалов и молекулярного кислорода. Таким образом, меланины можно рассматривать как естественные антимутагены. Исследуется роль меланинов и в процессе восприятия звуков.

Хорошо известно, что у людей альбиносов обычна снижен слух. Кошки и коты альбиносы и вовсе глухие. Эта особенность вызвана следующим обстоятельством. Как хорошо известно из школьных уроков анатомии, за восприятие звуков отвечают особые клетки, находящиеся в полости внутреннего уха. Эта полость заполнена особой жидкостью — эндолимфой — которая должна иметь вполне определенную концентрацию различных ионов. За выработку эндолимфы отвечают клетки особого участка — так называемой сосудистой полоски. Эти клетки для своей нормальной работы обязательно должны содержать пигмент меланин. У альбиносов его нет или не хватает. Свойства эндолимфы благодаря такому дефекту меняются не в лучшую сторону, что и сказывается на остроте слуха.

Альбиносами бывают не только люди. Изредка в прессе мелькают сенсационные сообщения о различных животных альбиносах: тиграх, жирафах, рыбах и птицах. Такие находки свидетельствуют, что генетические нарушения синтеза меланинов встречаются не только у людей.

Ведь эти пигменты очень широко распространены в живой природе. Достаточно упомянуть, что меланины есть и в потемневшей шкурке бананов, и у некоторых плесневых грибов.

Особенно остро проблема альбинизма у людей воспринимается среди представителей негроидной расы. Например, у некоторых племен Африки дети альбиносы считаются неполноценными личностями со всеми вытекающими из такого отношения негативными последствиями. С такими предрассудками приходится вести борьбу. Недавно в Восточной Африке в Малави была организована даже особая ассоциация африканцев-альбиносов, главной задачей которой является борьба за свои права.

Альбинизм — не единственный пример изменения нормальной пигментации кожи. Например, нарушение равномерной пигментации приводит к появлению на коже тела сеточек, полос или пятен, отличающихся по окраске от соседних областей (так называемая симметричная акропигментация). Такой синдром нередко имеет наследственный характер и передается в ряду поколений.

Отдельные беловатые пятна на коже с пониженным содержанием пигментов называются в медицинской науке витилиго (лат. vitium — порча). По-русски в старину подобные врожденные дефекты пигментации называли песью. С возрастом такие пятна склонны постепенно разрастаться. Любопытно, что в пределах пятна меланоциты присутствуют, но вырабатывать свою главную продукцию — меланин — почему-то не желают. Возможно, кстати, дело тут не в дефекте генов, ответственных за синтез пигментов. Есть указания, что в районе белых пятен нарушена иннервация кожи. Или это следствие дефектов ее пигментации?

Западные сплетники утверждают, что витилиго страдает знаменитый певец Майкл Джексон. Быть может именно поэтому он каким-то образом умудрился выбелить свою кожу, сделав ее необычный для афроамериканца цвет частью своего артистического имиджа. То есть поступил как истинный американец по Дейлу Карнеги, который советовал: «Если у тебя есть лимон, сделай из него лимонад». Смысл этой присказки прост — умей свои недостатки превращать в достоинства!

В анналах истории США зафиксирован другой случай, когда витилиго помогло человеку сделать карьеру артиста. В конце XVIII века, после окончания войны Севера с Югом, некий темнокожий Генри Мосс стал свободным фермером. Неожиданно, в 90-х годах его кожа стала местами белеть. Сначала типичная для афроамериканцев пигментация у него исчезла на пальцах рук, затем на запястьях, а потом белые пятна пошли по всему телу. К 1796 г. вся кожа и даже волосы Мосса стала белой. Впрочем, Генри не отчаялся и не впал в депрессию из-за такого странного состояния своих кожных покровов. Он начал демонстрировать себя как чудо природы на ярмарках и в салунах, тем зарабатывая себе на жизнь. Успех у аудитории был заранее обеспечен., Действительно, такое увидишь нечасто — бледнолицый афроамериканец!

Родинки

Наверное, самый распространенный пример нарушения пигментации кожи — обычные родинки. В основе появления родимых пятен лежит интенсивный синтез клетками кожи пигмента меланина. Темный цвет родинок как раз и обусловлен повышенным содержанием пигментов, которые образуются в особых клетках — меланоцитах. По сути, родинки — это скопления меланоцитов, которые видны невооруженным глазом благодаря большой концентрации в них пигмента.

В народе такие пятнышки прозвали «родимыми», то есть «родными» не случайно. Локализация точечных очагов повышенной пигментации кожи часто наследуется. Наверняка вы находили у ваших родителей, родственников или детей родимые пятнышки, которые расположены точно в том же месте, что и у вас. В среднем на теле человека удается обнаружить от 9 до 15 родинок. Механизм наследования расположения таких «родных отметин» остается пока мало изученным.

Родимые пятна различаются по своей форме и структуре. Они бывают различных размеров и оттенков (телесного, желтовато-бурого, черного); плоские или возвышающиеся над уровнем кожи; гладкие, покрытые волосами или бородавчатые; с широким основанием или даже сидящие на «ножке». В период полового созревания или во время беременности на коже могут появляться новые родимые пятна, а уже существующие иногда увеличиваются или темнеют. Родимое пятно может возникнуть в результате увеличения числа меланоцитов на границе эпидермиса и дермы. Площадь такого пятна, которое носит название лентиго, со временем не растет. Обычно оно не возвышается над уровнем кожи, темнее (коричневый, бурый цвет) и больше, чем веснушка. Иногда встречаются родимые пятна, окруженные каймой из более светлой, депигментированной (неокрашенной) кожи. Некоторые родимые пятна возвышаются над уровнем кожи, их окраска варьирует от телесной до черной, а поверхность может быть гладкой, покрытой волосами или бородавчатой.

Некоторые родинки, слегка возвышающиеся над уровнем кожи, имеют неправильную форму. Врачи называют их «диспластическими». Как правило, они крупнее обыкновенных родимых пятен (5–12 мм в диаметре). Диспластические родимые пятна могут возникнуть в любом месте, хотя чаще они встречаются на участках, закрытых одеждой, например, на ягодицах или груди. Отмечены семьи, где проявление крупных родинок неправильной формы явно носит наследственный характер. У большинства людей имеется в среднем по 10 обыкновенных родинок, тогда как отдельные личности могут являться обладателями более сотни диспластических! Появление обычных родинок обычно заканчивается к периоду полового созревания, тогда как диспластические продолжают возникать и после 35 лет.

Некоторые родинки похожи на маленькие, мягкие, выпуклые, красноватые пятна. Их официальное название — «земляничные гемангиомы». Они встречаются почти у каждого десятого новорожденного. По сути, это даже не эпидермис, а часть кровеносной системы зародыша, изолированной от общего кровотока в процессе эмбриогенеза. Обычно они заметны сразу после рождения ребенка, хотя могут проявиться и в течение нескольких недель после родов. Особых беспокойств земляничные гемангиомы у специалистов не вызывают, поскольку эти пятна вскоре начинают бледнеть и исчезают к 5–10 году жизни ребенка. Родителям детей с подобными родинками можно посоветовать обращаться к косметологам только в тех случаях, когда такие гемангиомы расположены на лице.

В среднем у одного из сотни новорожденных можно обнаружить пещеристую гиангиому — голубовато-красный рыхлый плоский нарост на коже. И в этом случае, несмотря на вполне понятное субъективное беспокойство родителей, особых причин для волнения нет. Несмотря на то, что площадь пещеристой ангиомы растет в первые месяцы жизни ребенка, с годовалого возраста начинает идти обратный процесс. К 5–6 годам от такого выпуклого пятна практически ничего не остается. Разве что небольшой малозаметный шрам будет в дальнейшем указывать на место бывшей локализации ангиомы этого типа. Точно так же обычно исчезают с возрастом почти точечные ангиомы в области шеи. Любопытно, что за это их специфическое расположение в народе подобные дефекты пигментации назвали «клевками аиста» (известно ведь, что эти птицы приносят в клюве младенцев…)

В процессе наблюдения за естественной эволюцией упомянутых ангиом, может возникнуть образное представление о том, что иммунная система как бы корректирует появившиеся в процессе эмбриогенеза дефекты. Возможно, так оно и есть на самом деле.

В отличие от ангиом, плоские участки кожи, окраска которых варьирует от цвета кофе с молоком до темно-коричневого оттенка, не исчезают со временем. Такие дефекты пигментации могут располагаться на любых участках тела. Они встречаются достаточно часто и проявляются либо уже при рождении, либо в первые годы жизни ребенка. И в этом случае особых причин для беспокойства нет, однако, если таких пятен много, стоит показать младенца дерматологу.

У представителей африканской, азиатской или индейской рас дефекты пигментации кожи иногда проявляются в виде так называемых «монгольских пятен». Они имеют вид голубых или бледно-серых пятен, похожих на синяки.

С возрастом не исчезают и гораздо более заметные пурпурно-красные родимые пятна на коже (так называемые «винные пятна»). Строго говоря, к врожденным дефектам пигментации они отношения не имеют, поскольку возникают благодаря локальному разрастанию и расширению капилляров дермы. Причины такого, часто врожденного дефекта, остаются пока неясными. Опасности для жизни и здоровья они не представляют, хотя способны доставлять их обладателю чисто психологические неудобства.

Современные мистики считают, что некоторые дети могут хранить память о своих предыдущих реинкарнациях, и расположение их родинок соответствует кожным травмам, полученным в предшествующих жизнях. Однако такой странный взгляд на родимые пятна надо оставить на совести авторов подобных воззрений. Мистическую роль родинкам и родимым пятнам приписывали издавна. В XV веке они считались метками дьявола. В средние века немало несчастных женщин закончило свой жизненный путь на костре инквизиции только благодаря тому, что их фанатично настроенные соотечественники замечали на их теле крупные родимые пятна. Не надо думать, что подобные поверья ушли вместе со средневековыми рыцарскими турнирами в глубокое прошлое. «У моего сына с рождения на лице большое родимое пятно. Одна бабка недавно мне сказала, что это „метка дьявола“. И это не дает мне покоя. Может, и правда это что-то значит?» — задает вопрос врачам на одном из интернет-сайтов наша с вами соотечественница Наталья Л. из Ростова-на-Дону. Вот вам и средневековье!

Современные «носители тайных знаний» считают родинки отголосками серьезных негативных наработок в прошлых воплощениях человека (кровавые культы, садистские извращения, занятия черной магией). Не менее экзотично для ученого, скептически относящегося к современным мифам, звучит утверждение, что родимые пятна расположены в биоактивных точках тела человека. Здесь они работают якобы своеобразными антеннами, с помощью которых организм обменивается энергией с Космосом. Таким образом, наши родинки — это что-то вроде «энергетических информационных кнопок», благодаря которым происходит тонкое регулирование физиологических и психических функций. Ну что тут скажешь? Каждому воздастся по вере его. Если вы верите в подобную теорию, и, «подзарядившись» энергией космоса через свои пигментные пятна, вы будете крепче спать иди лучше работать — нет проблем!

Считается, что по родинкам и родимым пятнам можно предсказать характер и судьбу, хотя и это утверждение с научной точки зрения весьма спорно. Современные газеты пестрят рекламой различных колдунов и медиумов. Если вы придете на сеанс к такому носителю «тайных знаний», то сможете узнать, к примеру, что если у женщины родинка расположена на правой груди, то это свидетельствует о ее непостоянном характере. Родинка на левой груди указывает на великодушие. Родимое пятно на талии свидетельствует о будущем счастливом материнстве и многодетности в браке. Причем, чем крупнее пятно, тем многочисленнее будет потомство. Темные метинки на женских лодыжках говорят о независимости, трудолюбии и энергичности их обладательницы. Родинки на обеих ступнях мужчины намекают на его страсти к путешествиям. Перечисление подобных примет можно продолжать, однако к генетике человека они никакого отношения не имеют. Не исключено, что, пролистывая странички объявлений, вы натолкнетесь на предложение по расположению и внешнему виду ваших родимых пятен прочитать «звездную карту» вашей души. Верите? Тогда платите по таксе!

Справедливости ради надо заметить, что в некоторых случаях родинки действительно могут быть «злыми метками, оставленными когтями дьявола». Дело в том, что иногда они могут стать своеобразным плацдармом для развития меланомы — рака кожи. Известно, что около 40–50 % злокачественных меланом развивается именно из меланоцитов родимых пятен. У детей эти опухоли возникают очень редко, возникая из крупных пигментированных родимых пятен, присутствующих от рождения.

Фактор риска, увеличивающий вероятность возникновения меланом — обычный солнечный свет. Вернее, его ультрафиолетовая составляющая. УФ облучение в больших дозах вызывает необратимые изменения в клетках кожи, повреждая их ДНК. Соответственно, многократно увеличивая риск их перерождения в злокачественные клетки. Об этом стоит помнить людям, которые готовы валяться на солнцепеке пляжа многие часы. Интенсивное загорание совсем не такая безопасная процедура, как можно себе представить! Особенно приятно бывает, поплавав летом в море или озере, плюхнуться на горячий песок или на махровое полотенце, подставив свои бока ласковому солнышку. Мало кто при этом помнит, что оставшиеся на коже капли воды действуют как миниатюрные линзы. Они фокусируют проходящие сквозь них солнечные лучи почти в одной точке, многократно увеличивая силу воздействия УФ лучей на от дельные клетки кожи.

Наиболее подвержены мутагенному воздействию солнечных лучей светлокожие и светловолосые люди с голубыми, зелеными и серыми глазами. К группе риска относятся и те, у кош много веснушек, пигментных пятен и родинок. Особенно, если диаметр их превышает 5 мм. При этом надо помнить, что от пагубных УФ лучей не спасают ни пляжный костюм, ни зонтик. Сухой песок в полдень отражает до 17 % ультрафиолетовых лучей, облака и туман пропускают их до 50 %, влажная одежда после купания — от 20 % до 40 %. Дополнительным фактором, иногда индуцирующим перерождение меланоцитов в раковые клетки, являются механические повреждения родинок.

Развитие меланомы — обычно длительный процесс, который может тянуться годами и даже десятилетиями, поэтому на ранних стадиях ее возникновения она излечима практически в 100 % случаев. Нужно только внимательно относится к своему здоровью и в случае увеличения или возникновения подозрительных пигментных пятен обращаться к специалистам: дерматологам или онкологам. На поздних стадиях развития меланома становится весьма опасной разновидности опухоли. Отдельные составляющие ее раковые клетки в состоянии проникать в кровеносные сосуды и разноситься вместе с кровотоком по всему организму. Оседая в самых разных местах, клетки меланомы образуют метастазы — очаги образования новых опухолей. Бороться с такой ситуацией хирургическим путем уже практически невозможно. Например, только в США в 1991 г. было зарегистрировано около 32 тысяч больных с меланомами, причем 6,5 тысячи из них умерли в том же году!

Папиллярные линии

В 1879 г. врач Генри Фулдас послал в редакцию солидного научного журнала «Природа» статью, в которой описывал метод идентификации личности по отпечаткам пальцев. Идем была новая, и, как все необычное и не укладывающееся в рамки привычных представлений, пробивала себе дорогу с трудом. За два года до этого события к аналогичным выводам об уникальности узоров на пальцах людей пришел скромный служащий британской администрации в Индии Вильям Хершель. В докладе о своем открытии, адресованном генеральному инспектору Бенгалии он называл их «знаками руки». Хершель занимался проблемой отпечатков почти двадцать лет и знал, о чем писал. Однако его идеи сочли полным бредом человека, помешанного на хиромантии.

Судьба статьи Фулдаса оказалась более удачной, возможно просто потому, что ее написал человек, имеющий отношение к научным исследованиям. Криминалистика того времени остро нуждалась в быстром, надежном и дешевом способе распознавания преступников, ведь фотография тогда еще только зарождалась. Детективы в своей практике использовали громоздкий метод Альфонса Бертильона — писаря парижской полицейской префектуры — по которому надо было делать десятки измерений тела для того, чтобы составить объективный антропометрический «портрет» подозреваемого. Тем не менее, лишь в 1901 г. главное управление английской криминалистической полиции Скотланд-Ярда взяло метод Хершеля Фулдаса на вооружение, назвав его дактилоскопией (греч. daktylos — палец и scopeo — смотрю, наблюдаю).

В 1926 г. Американская ассоциация анатомов официально признала дактилоскопию научным методом, присвоив ей название «дерматоглифика» (греч. derma — кожа). К этому времени уже были выявлены отдельные элементы папиллярных линий (кожных гребешков) на подушечках пальцев и ладонях людей: арки, своды, петли, узлы, завитки и спирали. В своем капитальном труде «Наследование папиллярных узоров» венгерский ученый Шандор Окрёс насчитывал уже до 60 различных признаков на отпечатках пальцев, по сочетанию которых можно было уверенно опознать личность.

Окрёс убедительно доказывал, что рисунок узоров не только строго индивидуален, но и определенным образом наследуется в ряду поколений. Более того, можно было проследить связь этих узоров с различными наследственными аномалиями! Например, некоторые сочетания петель указывали на трисомию по 21-й хромосоме, то есть на синдром Дауна. Частое повторение арок определенной конфигурации нередко связывалось с трисомией по 18-й хромосоме. Уменьшение числа дуг и радиальных петель часто сопутствует синдрому Шершевского — Тернера, который возникает в результате отсутствия одной из двух X хромосом у женщин. У людей с наследственной предрасположенностью к раку и туберкулезу явно наблюдались вполне определенные складки, расположение которых отличало их от здоровых людей. Глаукома ассоциировалась с повышенной частотой бороздок. У людей, склонных к сахарному диабету, также наблюдались вполне определенные папиллярные линии…

К сожалению, пока дерматоглифика остается еще мало разработанной и изученной областью. Вместе с тем не вызывает сомнения, что папиллярные линии, по образному выражению доктора медицинских наук Валерия Ивановича Говалло, являются своеобразной «записной книжкой» человеческого организма. В ней записана информация о центральной нервной системе, об особенностях обмена веществ и о работе иммунной системы. Надо только научиться эту записную книжку читать. Тогда, возможно, вместо сложного и дорогого анализа хромосом и ДНК достаточно будет просто послать в консультационный центр по электронной почте изображения отпечатков своих пальцев!

Изменения век, слезных путей и роговицы

Как известно, роговица — часть внешней оболочки глаза, соприкасающаяся с окружающим воздухом. Роговица состоит из живых, практически прозрачных эпителиальных клеток, и поэтому должна постоянно смачиваться жидкостью, чтобы эти клетки не высохли и не погибли. Роль смазки играет слезная жидкость, которая постоянно вырабатывается двумя слезными железками. Каждая из них расположена в уголке глаза. Слезы играют роль воды, которая смачивает загрязнившееся лобовое стекло автомобиля. При этом веки, словно щетки, все время смахивают с роговицы пылинки и крошечные частички грязи, когда человек моргает. Если слезной жидкости выделяется слишком много, ее избыток сливается по специальному каналу в нос. Поэтому когда люди плачут, они обычно хлюпают носом.

Иногда на свет появляются дети, у которых проток слезной железы закрыт пленкой. В этом случае закупоренные слезные железки воспаляются. Врачи считают, что примерно в 9 % случаев такой порок развития является наследственным. Реже рождаются люди, вовсе лишенные слезных желез. Были отмечены случаи передачи такого признака в ряду поколений в семьях. Людям с подобной патологией приходится постоянно смачивать поверхность глаза с помощью капель. Аналогичная проблема возникает, когда слезные железы существуют, но они не работают. Возможно, такая ситуация возникает из-за нарушения иннервации железистых клеток.

В процессе моргания веко поднимает особая мышца — леватор. Нервные сигналы подходят к ней по тройничному нерву. Иногда иннервация леватора нарушается, или сама эта мышца оказывается недоразвитой. В результате веко остается постоянно приспущенным. Такой врожденный дефект называется птоз, он наследуется в семьях по рецессивному типу. Односторонний птоз был у одного из героев знаменитого американского фильма «Однажды в Америке». При двустороннем птозе лицо человека приобретает «сонное» выражение, поскольку оба века постоянно приспущены. Такой дефект в наши дни можно удалить с помощью косметологической операции, а раньше людям с двусторонним птозом постоянно приходилось запрокидывать голову — так называемая «поза звездочета». Несколько похожая ситуация возникает, когда верхнее веко в результате атрофии кожи свисает вниз в виде плоского мешка (блефарохалязис). Этот врожденный дефект передается по доминантному типу. Известны семьи, в которых три поколения людей имели такую врожденную патологию.

Глаз защищают не только веки и слезная жидкость. На пути соринок частоколом встают длинные ресницы. Не зря в ветряную и пыльную погоду люди прищуривают глаза. Так они прикрывают их веками и ресницами. Стекающий со лба пот попадает не в глаз, а в густые заросли бровей. Все продумано! Однако иногда рождаются дети, у которых край века немного завернут в сторону глазного яблока. Это еще полбеды. Хуже, когда на внутренней поверхности века (прикрывающей глазное яблоко) начинает расти добавочный ряд ресниц. Это врожденное отклонение называется дистихиаз. Последствия нетрудно предугадать — постоянное раздражение поверхности глаза, и, как следствие, хронический конъюнктивит. Любопытно, что подобная патология почти всегда встречается у собак породы чау-чау. У людей дистихиаз лечат с помощью точечных лазерных уколов, уничтожающих расположенные не там, где надо, волосяные луковицы.

Представителей монголоидной расы мы распознаем, прежде всего, по характерному разрезу глаз. Более узкая, чем у европейцев, глазная щель возникает у них благодаря полулунной кожной складке, которая прикрывает угол глаза, расположенный ближе к переносице. Есть мнение, что эта складка существует у всех человеческих эмбрионов. У европейцев и представителей негроидной расы она исчезает на поздних стадиях эмбрионального развития.

Не удивительно поэтому, что порой на свет появляются дети, у которых этот процесс не дошел до конца. Так возникает эпикантус — наиболее частая врожденная аномалия века, которая наследуется по аутосомно-доминантному типу. Часто складка кожи, прикрывающая угол глаза является частью различных синдромов. Например, именно такой разрез глаз имеют люди, страдающие болезнью Дауна.

Всем известно, что котята и щенки рождаются слепыми. Их глазные щели открываются через несколько суток после рождения. У людей глаза открываются еще до рождения, однако изредка часть глазной щели у новорожденных остается закрытой или посередине остается перемычка (анкилоблефарон). Такие редкие врожденные дефекты, передающиеся в семьях по доминантному типу, легко устраняются с помощью несложной косметической операции.

Врожденными могут быть размер и форма роговицы. Например, она может быть плоской, или наоборот — конической. Ее диаметр бывает больше или меньше, чем в норме. К примеру, гигантская роговица (мегалокорнеа), диаметр которой может достигать 2 см, обычно носит семейный характер, тип наследования — рецессивный, сцепленный с X хромосомой. К редким наследственным заболеваниям относятся различные варианты дегенерации и дистрофии роговицы. Они могут быть как рецессивными, так и доминантными признаками. Наиболее часто встречается так называемая узелковая дистрофия роговицы, в процессе развития которой на роговице возникают небольшие утолщения — «крошки хлеба». К 30–40 годам они могут покрыть почти всю площадь роговицы, что ведет к значительному снижению зрения. Заболевание передается аутосомно-доминантно.

Катаракта, глаукома и дефекты радужной оболочки

Наши глаза похожи на два фотоаппарата, которые нацелены на окружающий мир. В фотоаппарате свет проходит через круглое отверстие — диафрагму. Ее размер меняется в зависимости от освещения. В яркий солнечный день диафрагма должна быть маленькой. В пасмурную погоду, когда света немного, — большой. Роль диафрагмы в нашем глазу играет радужная оболочка. Ее иначе именуют просто радужкой. Удачное название! У разных людей радужка различного цвета: голубая, серая, зеленая, коричневая. Цвет радужки зависит от количества в ней темного пигмента меланина. Зеленый или синий оттенки возникают при этом в результате чисто оптических явлений. Вспомните — растекшаяся по луже капля бензина тоже образует кольца разного цвета. В принципе, темный цвет глаз доминирует над светлыми цветами, однако точно предсказать наследование цвета глаз трудно.

У некоторых людей глаза разного цвета. Такое явление в медицине называется гетерохромией радужной оболочки. Помните, как М. Булгаков в романе «Мастер и Маргарита» описывает внешность Воланда, внезапно появившегося на Патриарших прудах в Москве: «По виду — лет сорока с лишним. Рот какой-то кривой. Выбрит гладко. Брюнет. Правый глаз черный, левый почему-то зеленый». Неодинаковой может быть окрашена и радужная оболочка в пределах одного глаза. Такая аномалия наследуется по доминантному типу и лечению не поддается. Любопытно, что по цвету глаз женщины древние египтяне судили о ее плодовитости. В одном из древних египетских трактатов по медицине, дошедшем до наших времен в виде папирума, написано буквально следующее: «Если окажется, что один глаз женщины подобен глазу азиатки, а другой — глазу африканки, то женщина бесплодна». С современной точки зрения такое утверждение не бесспорно, однако различия в окраске глаз безусловно указывают на определенные генные нарушения.

С вероятностью 1/10000 рождаются люди, лишенные радужной оболочки (аниридия). Вернее, она у них есть, но мала настолько, что практически незаметна. Аномалия наследуется по доминантному типу. Понятно, что яркий свет вызывает у таких людей страдания, поэтому они вынуждены почти постоянно носить темные очки или контактные линзы.

В центре радужки расположено отверстие — зрачок. Редко его положение может несколько смещаться (эктопия зрачка). Порой на свет появляются люди, у которых в каждом глазу два или даже более зрачков (поликория). В процессе внутриутробного развития у большинства детей постепенно исчезают тонкие зрачковые пленки, покрывающие хрусталик спереди и сзади. Однако примерно у трети новорожденных они остаются, не причиняя, впрочем, особого вреда. Тем не менее, известны семьи, в которых эта аномалия выражена особенно сильно. Она передастся в ряду поколений по аутосомно-доминантному типу.

Для того чтобы в фотоаппарате возникло изображение, свет должен пройти через стеклянную линзу. Такая линза, есть и в глазу человека. lie роль выполняет хрусталик. На специальных растяжках он подвешен сразу за зрачком. К врожденным порокам развития относится смешение его относительно центральной оси (эктопия хрусталика). Такая аномалия обычно бывает двусторонней и проявляется порой уже в зрелом возрасте — после 20 лет! Различные ее формы наследуются как доминантно, так и рецессивно. Иногда по экваториальной линии хрусталика идет выемка серповидной формы — зак называемая колобома хрусталика. Наследуется этот редкий дефект по доминантному типу.

К наиболее известным поражениям хрусталика относится его помутнение — катаракта (греч. katarrhaktes — ниспадающий, водопад). Наиболее типична старческая катаракта, она может возникать в результате длительного приема некоторых лекарств, например, стероидов. Порой катаракта является результатом длительного воздействия на глаза яркого солнечною света. Однако нередко это заболевание носит врожденный характер и наследуется по аутосомно-доминантному типу. Наследственные катаракты составляют примерно четверть всех случаев помутнения хрусталика. Если у одного из родителей ребенка есть врожденная катаракта, то вероятность появления ее у второго ребенка в данном браке составляет около 25 % Почти в половине случаев катаракта проявляется как единственное врожденное заболевание, не связанное с другими пороками развития. Вместе с тем, в «энциклопедическом справочнике медицинских терминов» приводится более 60 наименований различных видов катаракт. Многие из них наследуются по аутосомно-рецессивному типу и сопровождаются умственной отсталостью.

Вторым и, к сожалению, распространенным, дефектом органов зрения, которое может привести к частичной или даже к полной слепоте, является глаукома — повышенное давление, возникающее в глазном яблоке. Считается, что около 20 % всех случаев глаукомы определяются наследственностью. У людей, с развивающейся глаукомой постепенно возникает «туннельное видение», когда четко воспринимается лишь центр поля зрения. При взгляде на источник света ненадолго возникают радужные круги. В результате высокого внутриглазного давления возникают тупые боли в глазах, отдающие в виски и в затылок. Происходит отек век, начинается постоянное слезотечение. Роговица тускнеет. При неродственном браке вероятность рождения второго ребенка с врожденной глаукомой, если первый ребенок получил такое заболевание, оценивается как примерно 1/40. Люди в семьях, где отмечены случаи глаукомы, обязательно регулярно должны посещать окулиста и вовремя приступать к лечению заболевания, если оно уже началось.

Близорукость, астигматизм и косоглазие

На остроту зрения влияет много факторов: форма и глубина глазного яблока, кривизна роговицы и хрусталика. Многие из этих параметров являются врожденными. На это указывают данные, полученные при изучении однояйцовых близнецов. Показатели остроты зрения у них практически совпадают в большинстве исследуемых пар.

Некоторые врожденные дефекты развития глаз бывают настолько тяжелыми, что они вообще затрудняют зрительное восприятие. Например, серьезным поражениям глазных яблок является уменьшение их размеров (микрофтальм). Иногда недоразвитые глаза у новорожденных покрыты кожей, глазная щель не открывается в этом случае вовсе (криптофтальм). По счастью, такая тяжелая патология встречается редко, являясь частью различных синдромов. Врачами описано всего несколько десятков случаев рождения детей с криптофтальмом. Еще реже отмечен анофтальм — полное безглазие. При сочетании с костными аномалиями эта патология сцеплена с полом. Анофтальм бывает истинным и мнимым. В последнем случае у больных в глубине орбиты удается обнаружить рудиментарный глаз, а на рентгеновских снимках видны глазные отверстия в черепе. При истинном анофтальме их нет.

Зарегистрированы случаи появления на свет людей со срединно расположенным единственным глазом (циклопин). Как вы помните, древнегреческие мифы рассказывают о том, как во время своих странствий хитроумный Одиссей обманул циклопа — одноглазого великана Полифема. Возможно, редкое рождение детей с циклонной в древности и порождало создание легенд о подобных одноглазых людях.

Как известно, близорукость (миопии) возникает благодаря тому, что лучи света, пройдя через роговицу и хрусталик, фокусируются не на сетчатке, а перед ней. В результате изображение близко расположенных предметов расплывается. Изображение получается «не в фокусе». Среди европейцев близорукость является достаточно распространенным нарушением зрения и встречается уже у 2 % новорожденных. С возрастом эта доля близоруких увеличивается до 15 %. На наследственный характер близорукости указывали еще врачи XIX века. Если серьезной близорукостью страдает один ребенок (6 диоптрий и более), вероятность, что у его брата или сестры тоже разовьется близорукость, оценивается в 10 %. В случае близорукости у одного из родителей и у ребенка риск развития близорукости у второго ребенка в такой семье обычно оценивается как 25 %. Врачи рекомендуют проводить профилактику близорукости еще в роддоме, выделяя детей с врожденным нарушением фокусировки изображения. Современные методы офтальмологии позволяют такие отклонения отслеживать и достаточно эффективно лечить.

Каждая точка любой поверхности отражает упавший на нее свет во все стороны. Пройдя через линзу идеальной формы, такие лучи вновь собираются в одну точку. На этом фокусе и основана, по сути, вся прикладная оптика. К сожалению, хрусталики человеческого глаза и его роговицы не всегда имеют идеальную форму, что приводит к так называемому астигматизму (греч. a, an — приставка отрицания и stigme — точка). Астигматизм встречается у 45–50 % населения любой страны мира. У людей с таким нарушением зрения не возникает четкого изображения на сетчатке. Это явление было впервые открыто и описано в 1793 г. английским врачом и физиком Томасом Юнгом. Существует несколько разновидностей астигматизма, которые наследуются как аутосомно-доминантные и аутосомно-рецессивные наследственные заболевания. У людей, страдающих тяжелыми формами астигматизма, в процессе работы, связанной с напряжением зрения, могут возникать головные боли, быстрая утомляемость, головокружение, и даже тошнота.

Еще со времен Гиппократа существует множество указаний на то, что косоглазие во многом определяется наследственностью. Во всяком случае, если оба родителя и их дети страдают косоглазием, то вероятность рождения в такой семье очередного ребенка с косоглазием оценивается специалистами как 50 %, хотя о характере наследования этой черты споры идут до сих пор. Известен ген, нарушения в котором приводят к поражению связок и мышц, управляющих движением глаза. Косоглазие является достаточно распространенным нарушением зрения. Оно встречается у 1–2 человек из каждой сотни и развивается у таких людей в 90 % до 7 лет. Любопытно, что в результате косоглазия нарушается объемность (бинокулярность) зрения, но раздвоения изображении при этом не происходит. Страдает лишь острота зрения косящим глазом. Косоглазие неплохо поддается лечению. Главное — вовремя выявить этот дефект зрения и не надеяться на самоизлечение.

Дефект работы мышц глазного яблока вызывает также нистагм — непроизвольные маятниковые движения глаз (греч. nystagmos — дремота). Причем движения эти могут происходить как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Врожденные формы такого нарушения зрения донимают человека в течение всей жизни. Обычно они носят рецессивный характер и сцеплены с полом. При синдроме Когана глаза не могут нормально двигаться в стороны. При повороте головы направо или палево они автоматически поворачиваются в противоположную сторону, хотя по вертикали двигаются произвольно и нормально. Синдром обычно проявляется у детей уже к 3–5 годам. На психику такой недостаток не влияет, а вот при обучении ребенка чтению часто возникают проблемы.

Дефекты сетчатки и цветовая слепота

Более трех веков назад знаменитый английский физик Исаак Ньютон проделал простой опыт. Он пропустил луч света через стеклянную призму, получив на выходе целый спектр цветных полос. Их окраска варьировала от красноватой до фиолетовой. Именно такой спектр появляется порой на небе после дождя — это радуга. Цвет ее полос зависит от разных углов преломления лучей солнца, проходящих через падающие капельки воды, которые играют роль бесчисленных призмочек.

Открытие Ньютона не было сюрпризом для художников. Они уже давно подметили, что большинство красок палитры удается получать путем смешения трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Такие цвета называют основными. Подобные наблюдения опыты Ньютона подтверждали. Неудивительно поэтому, что в головах исследователей возникла идея о трихроматичности цветового зрения у человека (греч. chroma — цвет). В 1802 г. врач и физик Томас Юнг высказал предположение, что в глазу у человека должны существовать три вида рецепторов («приемников»), каждый из которых воспринимает только один из трех основных цветов. Сочетание сигналов от этих рецепторов и создает все цвета природы, которые поэт Ли Хант образно назвал «улыбкой природы».

Время подтвердило блестящую догадку Юнга. В 1960 г. был изобретен замечательный прибор — микроспектрофотометр. С его помощью можно было измерять особенности поглощения света одиночными клетками человека, расположенными на дне его глаза. Слой таких светочувствительных клеток называют сетчаткой. Расположенные в этом слое клетки-«палочки» воспринимают белый свет, а «колбочки» — различные цвета. Для подобных измерений кусочки сетчатки выделяли из человеческих трупов. В результате удалось доказать, что существует три типа колбочек. Одни специализируются на восприятии красного цвета, другие — зеленого, а третьи — синего.

Впервые о возможных сбоях в восприятии цветов у некоторых людей публично заговорил еще в 1794 г. Джон Дальтон. Он опубликовал статью, в которой писал, что видит цвета совсем не так, как прочие люди. «Та часть изображения, которую остальные называют красной, мне представляется всего лишь чем-то, почти не отличающимся от тени или неравномерного освещения», — писал Дальтон. Его откровения позволили выяснить позже, что около 8 % мужчин и 1 % женщин белой расы страдают различными нарушениями цветового зрения. Таких людей стали называть дальтониками, а врожденные нарушения цветового восприятия — дальтонизмом. В середине XIX века шотландский физик Джеймс Максвелл обнаружил, что существует как минимум два типа дальтоников. Одни из них имеют проблемы с восприятием зеленого цвета, другие — красного. Максвелл назвал таких людей дихроматами (греч. di — два). Позже, уже во второй половине XX века, выяснилось, что у дихроматов колбочки сетчатки не реагируют либо на зеленый, либо на красный свет.

Восприятие света и цвета у человека, как и у большинства животных возможно благодаря специальным белкам — зрительным пигментам. Наиболее известный из них — родопсин, с помощью которого палочки сетчатки способны реагировать на фотоны света. Помимо родопсина существует еще несколько разновидностей зрительных пигментов, очень похожих на него по строению. В частности, есть белки, специфически реагирующие либо на синий, либо на зеленый, либо на красный свет. У человека два гена, кодирующие «красные» и «зеленые» белки, расположены в X хромосоме. Ген, кодирующий «синий» белок, находится в хромосоме № 7. Теперь становится понятно, почему дальтонизм чаще встречается у мужчин, чем у женщин. Для того чтобы дефекты цветового восприятия проявлялись у лиц женского пола, обе их X хромосомы должны нести соответствующие дефектные гены, а такое случается нечасто. Вместе с тем, по оценкам генетиков, каждая шестая женщина является носительницей мутаций в генах, кодирующих белки цветового восприятия. Именно поэтому признак «дальтонизм» обычно сцеплен именно с мужским полом. У мужчин ведь только одна X хромосома. Нарушения восприятия синего цвета встречаются и у мужчин, и у женщин с равной вероятностью и наследуются как аутосомно-доминантный признак.

Среди генетически обусловленных нарушений зрения отмечена и полная цветовая слепота. Механизм ее возникновения еще не до конца ясен. Среди японцев люди с таким нарушением встречаются с вероятностью 2,8/10000. В других странах полная цветовая слепота встречается еще реже.

Любые врожденные патологические изменения самой сетчатки приводят к резкому падению зрения. На сетчатке могут возникать складки, разрывы, ее слои способны разделяться (ретиношизис).

Сетчатка может начать отслаиваться. В этом случае у человека в глазу возникают «вспышки», плавающие пятна и тени. С подобными нарушениями в наше время помогает справляться лазерная микрохирургия. Врожденная полная отслойка сетчатки является редкой аутосомно-доминантной патологией, бороться с которой почти невозможно.

Не менее неприятными последствиями для зрения грозит пигментный ретинит (пигментная дистрофия сетчатки), в результате которого происходит постепенная дегенерация фоторецепторных клеток. Это заболевание в среднем встречается с частотой 1/10000 и нередко является следствием брака между родственниками. Часто пигментный ретинит является частью сложных патологий, наследуемых по аутосомно-рецессивному типу, среди которых можно упомянуть следующие:

— синдром Бардет — Билла (полидактилия и умственная отсталость);

— синдром Бессена — Корнувей (эритроциты неправильной формы);

— синдром Рефсума (потеря слуха, сухость кожи);

— синдром Ушера (ослабление слуха).

Резкое снижение зрения происходит также в результате врожденной атрофии сосудистой оболочки глазного дна или ее склероза.

Одним из самых опасных заболеваний таз, которое может быть наследственно обусловленным, является ретинобластома — злокачественная опухоль нервных клеток сетчатки. Обычно этот вид рака возникает спонтанно с вероятностью около 1/20000, но примерно в 8 % случаев отмечена его доминантная передача в ряду поколений. Возможно, этот грозный процент еще выше, поскольку люди с ретинобластомами редко доживают до детородного возраста; поэтому случаи наследования ретинобластом прослеживать трудно. Тем не менее, описано более ста семей с наследственной ретинобластомой. Обычно такая форма заболевания возникает одновременно в обоих глазах и развивается еще в раннем детстве. Начальные этапы заболевания бессимптомные. Первым грозным признаком развивающейся ретинобластомы является «свечение» зрачка. Дело в том, что опухоль имеет беловатый цвет. Поэтому она как бы просвечивает через глаз отраженным светом. Этот зловещий отблеск врачи называют порой «амавротическим кошачьим глазом». Дальнейшее развитие опухоли приводит к воспалению тканей глаза, глаукоме и потере зрения. Порой в процессе борьбы с опухолью глаз приходится удалить. Возможно, это меньшее зло по сравнению с прорастанием ретинобластомы в головной мозг и образования множественных вторичных опухолей (метастазов) в полости черепа, легких, ночках и других внутренних органах.