Zespół Downa

12

wrz

Zespół Downa - Co powoduje zespół Downa? PDF Drukuj Email
Spis treści
Zespół Downa
Co to jest zespół Downa ?
Co powoduje zespół Downa?
Dlaczego moje dziecko ma zespół Downa?
Jakie są dzieci z zespołem Downa?
Co z inteligencją mojego dziecka ?
Kolejne dzieci
Historia zespołu Downa
Wszystkie strony

By zrozumieć co spowodowało, iż twoje dziecko ma zespół Downa musisz coś wiedzieć na temat genetyki, a szczególnie na temat genów, chromosomów i tego jak dzielą się i rosną komórki.
Geny. Każda osoba ma geny zlokalizowane w każdej komórce ciała; są matrycą życia. Geny dostarczają komórkom instrukcji dotyczących wzrostu i rozwoju. Jeśli wyobrażasz sobie ludzkie ciało jako komputer, geny są jak oprogramowanie, które mówi komputerowi co ma robić. Niemal wszystkie cechy osoby - od koloru oczu po wielkość dłoni czy dźwięk głosu są zakodowane w genach. I każda osoba ma ich miliony.




Rysunek 1. Chromosomy


Geny są wykonane ze specjalnego materiału zwanego DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy). DNA układa się w genach w długie sznury w kształcie poskręcanej drabinki. Sam DNA jest utworzony z długich łańcuchów molekuł nazywanych nukleotydami. Wzór i kolejność tych nukleotydów w genach lub nici DNA tworzy kod genetyczny.
Geny są połączone w pary; jeden składnik pary pochodzi od ojca a drugi od matki. Na przykład geny pochodzące od ojca, które kontrolują kolor włosów mają swój odpowiednik w genach pochodzących od matki, i dziecko odziedziczy kombinacje tych dwóch. Takim kombinacjom genów zawdzięczamy ogromną różnorodność istniejącą pomiędzy ludźmi.
Chromosomy. Geny są zlokalizowane na mikroskopowych ciałkach w kształcie pałeczki, zwanych chromosomami, które występują wewnątrz naszych komórek. Są one pokazane na rysunku 1. Chromosomy są pakietami zawierającymi geny. Zwykle mamy po 46 chromosomów w każdej komórce naszego ciała. Chromosomy są połączone w 23 pary takie, że jeden składnik pary jest darowany od jednego z rodziców poprzez spermę (od ojca) i poprzez komórkę jajową (od matki). Tylko jedna z dwudziestu trzech par chromosomów jest tworzona w inny sposób. Są to chromosomy, które określają płeć.
Podział komórki. Oprócz komórek reprodukcyjnych (komórki jajowe i sperma) wszystkie inne komórki zazwyczaj mają po 46 chromosomów w dwudziestu trzech parach. Nowe komórki są produkowane podczas procesu zwanego mitozą. Podczas mitozy oryginalna komórka, zwana komórką rodzicielską, kopiuje samą siebie wraz z chromosomami. Z takiej komórki rodzicielskiej powstają dwie komórki potomne, z których każda zawiera 46 dokładnie takich samych jak komórka rodzicielska chromosomów. Rysunek 2 pokazuje proces mitozy. Niemal wszystkie komórki w ciele ludzkim są produkowane w czasie mitozy, za wyjątkiem spermy i komórek jajowych.


Rysunek 2. Mitoza: Podział komórek, który prowadzi do powstania dwu nowych komórek, obu z takim samym składem chromosomów, jak u komórki rodzicielskiej. Dla uproszczenia tylko jedna para chromosomów jest pokazana na wszystkich rysunkach.


Sperma i komórki jajowe powstają w czasie innego procesu, tak zwanej mejozy. Mejoza działa bardzo podobnie jak mitoza, z jednym ważnym wyjątkiem. Podczas mejozy każda para chromosomów dzieli się lub rozłącza się tak, że każda komórka potomna otrzymuje tylko jeden chromosom od oryginalnej pary rodzicielskiej. Zanim się w pełni rozwiną, komórki reprodukcyjne występują z czterdziestoma sześcioma chromosomami. Ale gdy dojrzewają proces mejozy zmniejsza ich liczbę do dwudziestu trzech. Dlatego przy zapłodnieniu sperma i komórka jajowa zawierają po 23 chromosomy, połowę normalnej liczby. Rysunek 3 pokazuje jak zachodzi proces mejozy. Błędy w podziale komórek podczas mejozy są bardzo częste. Więcej niż połowa poronień podczas pierwszego trymetru ciąży ma nieprawidłowości chromosomowe. Dla większości ludzi wady chromosomów zdarzają się w pięciu przypadkach na tysiąc urodzeń, czyli 0.5%. Ale wśród dzieci z opóźnieniem rozwoju i licznymi wadami przy porodzie, przypadki te wzrastają do 8-14%.
Zapłodnienie. Podczas zapłodnienia sperma i komórka jajowa łączą się dając w wyniku jedno zapłodnione jajo z kompletem czterdziestu sześciu chromosomów, dwadzieścia trzy od matki i dwadzieścia trzy od ojca. Rysunek 4 pokazuje co się dzieje podczas zapłodnienia. Wkrótce po zapłodnieniu, zapłodnione jajo zaczyna rosnąć i rozwijać się przez mitozę na dwie identyczne nowe komórki. Mitoza trwa tak długo, aż powstaną biliony komórek. Gdy komórki się kopiują, ich materiał genetyczny też ulega duplikacji tak, że każda nowa komórka ma dokładnie taki sam materiał genetyczny jak oryginalna zapłodniona komórka. Ponieważ wszystkie komórki kopiują materiał genetyczny tej pierwszej komórki, więc skład jej materiału genetycznego określa genetyczny wygląd dziecka.


Rysunek 3. Mejoza: szczególny rodzaj podziału komórek, który zachodzi w komórce reprodukcyjnej, jak komórka jajowa lub sperma, w wyniku którego tylko jeden składnik każdej pary chromosomów zostaje przekazany komórce potomnej, a całkowita liczba chromosomów w takiej komórce wynosi 23.


Rysunek 5 pokazuje jak wyglądają normalne chromosomy. Takie opisy nazywa się kariotypami, a wykonuje się je na podstawie próbek krwi pobranych od dziecka po jego narodzinach. Próbki krwi są hodowane, to znaczy pozwala się im wzrastać naczyniu Petriego, a potem przy pomocy mikroskopu lub kamery izoluje się chromosomy. Chromosomy są wtedy dobierane w pary i grupowane względem rozmiarów. Jak widać są 23 pary chromosomów. Uważa się, że chromosomy funkcjonują w parach, z każdym układem dokładnie zrównoważonym. Jeśli z jakiś powodów pojawi się dodatkowy chromosom wtedy genetyczna równowaga zostaje stracona.
Wiele anormalnych zdarzeń i błędów ma miejsce podczas mejozy i może dotknąć wzrost i rozwój dziecka. Niektóre z tych błędów mogą prowadzić do zespołu Downa.


Rysunek 4. Podczas zapłodnienia dwadzieścia trzy chromosomy pochodzące od komórki jajowej i spermy łączą się ze sobą. Otrzymane w ten sposób zapłodnione jajo ma czterdzieści cześć chromosomów.



Rysunek 5. Kariotyp normalnych chromosomów.


Zespół Downa zwykle powstaje w wyniku nie rozłączenia (nondisjunction) lub nieudanego podziału na dwie równe części podczas mejozy. Podczas nie rozłączania jedna komórka potomna otrzymuje dwadzieścia cztery chromosomy, a druga dwadzieścia dwa chromosomy. Komórka z dwudziestoma dwoma chromosomami (przy brakującym całym chromosomie) nie może przeżyć i nie może zostać zapłodniona. Z drugiej strony jajo i sperma z dwudziestoma czterema chromosomami mogą przeżyć i są płodne. Gdy dojdzie do zapłodnienia powstałe jajo ma czterdzieści siedem chromosomów zamiast czterdziestu sześciu. Lekarze opisują to jako trisomię (trzy chromosomy). Rysunek 6 pokazuje jak dochodzi do nie rozłączenia. W zespole Downa dwudziesta pierwsza para chromosomów nie rozdziela się właściwie. I dlatego nazywa się to trisomią 21, co jest też innym określeniem zespołu Downa.
W trisomii 21 błędny podział chromosomów podczas mejozy prowadzi do powstania zapłodnionego jaja z trzema chromosomami 21 zamiast dwóch. Gdy nowo powstały zarodek zaczyna rosnąć przez podział i kopiowanie komórek, dodatkowy chromosom też jest kopiowany i przekazywany każdej komórce. W wyniku tego wszystkie komórki zawierają dodatkowy chromosom 21. Ten rodzaj zespołu Downa nazywa się nie rozłączną trisomią 21, co oznacza, że wynika z błędu w rozłączeniu lub podziale wewnątrz komórki jajowej bądź spermy 21 pary chromosomów. Rysunek 7 jest kariotypem dziecka z zespołem Downa i pokazuje dodatkowy chromosom 21. Około dziewięćdziesiąt pięć procent dzieci z zespołem Downa ma nie rozłączną trisomię 21.



Rysunek 6. Nie rozłączenie jest błędem mającym miejsce podczas mejozy, gdy jedna z par chromosomów się nie rozłącza, w wyniku czego oba chromosomy numer 21 są przenoszone do jednej z komórek potomnych i żaden do drugiej. Po poczęciu zapłodnione jajo ma czterdzieści siedem chromosomów, co prowadzi do nie rozłącznej trisomii 21.



Osiem procent dzieci z zespołem Downa, które nie mają nie rozłącznej trisomii 21, ma jeden z dwóch innych typów: translokacje lub mozaicyzm. W translokacyjnej trisomii 21 też są trzy kopie chromosomu 21, ale dodatkowy chromosom jest dołączony do innego chromosomu, zwykle numer 14, albo innego numer 21. Trzy lub cztery procent dzieci z zespołem Downa mają translokacyjną trisomię 21. Zwykle mają te same cechy co dzieci z nie rozłączną trisomią 21. Rysunek 8 pokazuje kariotyp osoby z translokacyjną trisomią 21.
Około jednej czwartej translokacji zachodzi spontanicznie podczas zapłodnienia. Następuje to gdy kawałek chromosomu lub cały chromosom rozdziela się podczas mejozy i dołącza się do innego chromosomu. Gdy kawałek chromosomu dołącza się ("translokuje") do chromosomu 21, powstałe zapłodnione jajo ma zespół Downa lub translokacyjną trisomię 21. Pozostałe trzy czwarte translokacji jest dziedziczona od rodziców. Jest to jedyny rodzaj zespołu Downa, który wynika ze struktury genów rodziców. Gdy to się zdarza, rodzic będący nosicielem ma typową liczbę chromosomów, ale dwie pary chromosomów są sklejone i całkowita liczba chromosomów wynosi czterdzieści pięć zamiast czterdziestu sześciu. Rodzica to nie dotyka, bo jemu bądź jej ani nie brakuje, ani nie ma nadmiaru materiału genetycznego; ma zwykłą ilość chromosomów przy czym jeden z nich tworzą dwa inne sklejone. Lekarze nazywają takich rodziców nosicielami zrównoważonymi. Wiedza czy twoje dziecko ma translokacyjny zespół Downa jest istotna ponieważ, jeżeli został on odziedziczony od nosiciela zrównoważonego, to ryzyko powtórzenia się zespołu Downa w przyszłych ciążach jest większe niż dla pozostałej społeczności. Kariotyp twojego dziecka pokaże czy ma ono translokacyjną trisomię 21.


Rysunek 7: Kariotyp chromosomów z nie rozłączną trisomią 21.


Rysunek 8: Kariotyp osoby z translokacyjną trisomią 21.


Najmniej powszechną formą zespołu Downa jest znana jako mozaicyzm. Tylko jeden procent wszystkich ludzi chorych na zespół Downa ma ten rodzaj trisomii 21. W mozaicyźmie, błędny podział komórki zachodzi podczas jednego z pierwszych podziałów po zapłodnieniu. Jest to w przeciwieństwie do pozostałych rodzajów zespołu Downa, dla których błąd w podziale komórki zdarza się w czasie bądź przed zapłodnieniem. Podobnie jak w nie rozłącznej trisomii 21 coś powoduje, że chromosomy dzielą się nierówno. Jeśli zajdzie to w czasie drugiego lub trzeciego podziału komórki, tylko niektóre z komórek rosnącego zarodka zawierają dodatkowy chromosom. W wyniku tego nie wszystkie komórki zawierają dodatkowy chromosom i dziecko może mieć mniej typowych fizycznych cech choroby oraz większe możliwości intelektualne. Sposób w jaki dziecko jest dotknięte zależy nie od liczby normalnych komórek ale od położenia tych komórek w ciele. Rysunek 9 pokazuje jak zachodzi mozaicyzm.


Rysunek 9. Mozaicyzm. Zapłodnione jajo zaczyna się normalnie dzielić. Nie poprawne rozdzielenie chromosomów zachodzi na jednym z późniejszych etapów, co daje przypadek z jednocześnie komórkami normalnymi i komórkami z trisomią.


Chociaż dzieci z zespołem Downa posiadają dodatkowy chromosom 21 wszystkie pozostałe chromosomy są normalne. W rzeczywistości materiał genetyczny w chromosomie 21 też jest normalny; po prostu jest go za dużo. Pomimo tego, że mechanizm jest wciąż nieznany, dodatkowy materiał chromosomowy, lub trisomia, która wynika z obecności trzech kopii chromosomu 21, powoduje genetyczną nierównowagę, która ma wpływ na normalny wzrost i rozwój. Co więcej naukowcy ostatnio odkryli, że jedynie część chromosomu 21 ma wkład do zespołu Downa. Na chromosomie 21 jest bardzo mały segment tzw. obszar krytyczny, który, o ile jest obecny w trzech kopiach, powoduje powstanie zespołu Downa. Obszar ten znajduje się w dolnej części chromosomu 21. Rysunek 10 ilustruje tą część chromosomu numer 21, która odpowiada za pojawienie się zespołu Downa oraz pokazuje kilka genów, które zostały zlokalizowane na tym chromosomie. Lekarze i naukowcy uważają, iż właśnie te geny odpowiadają za pojawianie się cech charakterystycznych dla zespołu Downa. Co więcej naukowcy wierzą, że dodatkowy materiał genetyczny powoduje niepełny, a nie anormalny wzrost i rozwój. Na przykład serce u ludzi z zespołem Downa zasadniczo funkcjonuje normalnie, ale ścianka rozdzielająca dwie komory serca często nie jest w pełni rozwinięta. Podobnie rozdzielenie palców nie jest zupełne i zdarza się, że pozostają połączone błoną.
W zespole Downa tylko 21 para chromosomów jest zmieniona poprzez obecność dodatkowego materiału genetycznego. Reszta chromosomów twojego dziecka funkcjonuje normalnie i to dlatego twoje dziecka tak bardzo przypomina inne dzieci. Niektóre z jego cech są zmienione przez obecność dodatkowego chromosomu 21, ale większość jego cech charakterystycznych jest określona przez pozostałe czterdzieści sześć chromosomów w jego genetycznej puli.


Rysunek 10. Schematyczne przedstawienie chromosomu 21 z zaznaczeniem położenia kilku genów i obszaru krytycznego. Każdy chromosom ma zwężenie, tak zwany centromer, który dzieli go na dłuższe i krótsze ramiona. Obszar związany z zespołem Downa jest położony na dłuższym ramieniu.


Jednym z wielu mitów otaczających zespół Downa jest stwierdzenie, ze dziecka może mieć "niewielki" zespół Downa. Za wyjątkiem mozaicyzmu dziecko albo ma zespół Downa albo go nie ma. To po prostu jest w jego genach.