Тұқым қуалаушылық және аллергиялық реакциялар: генетикалық механизмдер мен эпигенетикалық әсерлердегі терең батыру
1-бөлім: тұқым қуалаушылық пен аллергияның негізгі принциптері
Тұқым алқаптары мен аллергиялық реакциялар арасындағы күрделі қарым-қатынаста болғанға дейін, осы екі құбылыстың негізіндегі негізгі қағидаттарды нақты түсіну маңызды. Тұқымқуалаушылық кең мағынада генетикалық ақпаратты ата-аналардан ұрпақтарға беруді білдіреді, олар әр адамның ерекше белгілері мен сипаттамаларын анықтайды. Аллергия, екінші жағынан, иммундық жүйенің аллергендер деп аталатын зиянсыз зиянды заттарға сезімтал реакциясы.
1.1 Тұқымқуалаушылық: генетикалық ақпаратты беру
Генетикалық ақпарат дезоксирибонуклеин қышқылының (ДНҚ) молекуласында кодталған, ол спиральға бұралған екі қосымша тізбектен тұрады. Әр тізбегі төрт түрлі-түсті базаның біреуі бар нуклеотидтер тізбегіден тұрады: аденин (A), гуанин (g), цитозин (C) және тасшөп (т). Бұл негіздердің тізбегі организмдегі көптеген функцияларды орындайтын ақуыздардың синтезін басқаратын генетикалық кодты анықтайды.
Гендер, тұқым қуалаушылардың функционалды бірліктері, белгілі бір ақуыз немесе функционалды РНҚ молекуласының синтезі туралы нұсқаулықтары бар ДНҚ сегменттері. Әрбір жеке тұлға геннің екі жиынтығын, біреуін әр ата-анадан алады. Бұл гендер ДНҚ-да құрамында жіпсіз құрылымдар болып табылатын хромосомаларда белгілі бір ретпен орналасқан.
Жыныстық қатынас кезінде, гаметаның алдыңғы жасушалары (сперматозоая және жұмыртқа) жасушалары бөлінген, оның ішінде хромосомалар жиынтығы пайда болады. Ұрықтану кезінде сперма жұмыртқамен біріктіріледі, зиготта дипломды хромосомалар жиынтығын қалпына келтіреді, бұл жаңа жеке тұлғаны тудырады.
1.2 аллергия: аллергендерге иммундық жауап
Аллергиялық реакциялар иммундық жүйе зиянсыз затты қате анықтаған кезде пайда болады және иммундық жауаптар каскадын шығарады. Бұл процесс әдетте сезімталдандырудан басталады, егер адам бірінші рет аллергияға ұшыраған кезде басталады.
Сезімталандыру кезінде, антигенді бейнелейтін жасушалар (агроөнеркәсіп кешені), мысалы, дендритикалық жасушалар, аллергенді сіңіреді және емдеңіз. Содан кейін агроөнеркәсіптік кешен аллергеннің фрагменттерімен, В ұяшықтарының белсенділігіне мамандандырылған T-Tellers (TH2). В ұяшықтары өз кезегінде, белгілі бір аллергенге тән иммуноглобулинді (Иг анге) шығаратын плазмалық жасушаларға бөлінеді.
Иге, молекулалар мастерлі жасушалар мен базофилдердің бетіне қатысты, олар тіндер мен қанда орналасқан иммундық жасушалардан тұрады. Бұл сезімталдандыруға асимптоматикалық болуы мүмкін.
Сол аллергенге бірнеше рет әсер ете отырып, ол майлы жасушалармен және базофилдермен байланыстырылған, бұл осы жасушалардың дегенерациясына әкеледі. Дәрнирация көптеген қабыну медиаторларын шығарады, мысалы, гистамин, лейкотрендер және простагландиндер, олар аллергия белгілерін тудырады.
1.3 Аллергиялық реакциялардың түрлері
Аллергиялық реакциялар иммундық реакция механизмдеріне және симптомдардың көріну уақытына байланысты төрт түрге жіктеледі:
- TYP I (Дереу түрі): Интенсивті – бұл иге және май жасушалары. Мысалдарға аллергиялық ринит, демікпе, тамақ аллергиясы және анафилаксия кіреді. Симптомдар аллергеннің әсерінен бірнеше минут ішінде пайда болады.
- II түрі (цитотоксикалық түрі): IGG немесе IGM антиденелерімен жасалған, олар жасушалардың бетіндегі антигендермен байланыстырылған, олардың жойылуын тудырады. Мысал ретінде есірткіден туындаған гемолитикалық анемия.
- III түрі (Иммуно-кешен түрі): Иммундық кешендердің (антиген-антиденидер) қалыптасуымен, тіндерде сақталады, олар қабыну мен зақым келтіреді. Мысал – сарысу ауруы.
- IV (баяу түрі) түрі: Ол антигендерге, тіндердің қабынуы мен зақымдануын тудыратын T-жасушалар бойынша делдал болды. Мысал ретінде байланыс – Дерматит.
2-бөлім: аллергияға генетикалық бейімділік
Аллергендердің әсері аллергиялық реакцияны жасау үшін қажет болған кезде, генетикалық бейімділік жеке адамның аллергияны дамытатын ықтималдығын анықтауда маңызды рөл атқарады. Бұл дегеніміз, белгілі бір гендер мен генетикалық опциондар аллергиялық аурулардың қаупін арттыруы мүмкін дегенді білдіреді.
2.1 Аллергиядағы гендердің рөлі
Көптеген зерттеулер әртүрлі аллергиялық ауруларды дамыту қаупіне байланысты гендер анықталды. Бұл гендер иммундық реакцияның әртүрлі аспектілеріне қатысады, оның ішінде:
- АЭЖ ережелері: Иге гендері аллергия қаупіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, гендегі полиморфизмдер Ил4Interleukin-4 (IL-4), il-4), Цитокин, ол жасушаларды игерілген өнімдерге ауыстыруға көмектесетін цитокин астма мен атопиялық дерматит қаупімен байланысты болды.
- Мастер жасушалары мен базофилдер функциясы: Мастер жасушалары мен базофилдердің белсенділігі мен бұзылуына әсер ететін гендер аллергияның дамуында да маңызды бола алады. Мысалы, гендегі полиморфизмдер Футбол1амайлы жақпалы (FCJRI) майлы жасушалар мен базофилдердегі альфа-саулықты кодтау аллергияға сезімталдықты арттырумен байланысты болды.
- Антиген-өкілді жасушалардың (агроөнеркәсіптік кешен) функциясы: Агроөнеркәсіптік кешеннің аллергендерді басып алу, өңдеу және ұсыну қабілеттерін анықтайтын гендер аллергия қаупіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, гендегі полиморфизмдер Hla (адам гистомпативінің негізгі кешені), т-ючергидтердің антигені бар, түрлі аллергиялық аурулармен байланысты молекулаларды кодтау.
- Қабыну тректерін реттеу: Цитокиндер, химоколдар және лейкотрень сияқты қабыну медиаторларының өндірісі мен белсенділігін басқаратын гендер аллергиялық реакциялардың ауырлығына және ұзақтығына әсер етуі мүмкін. Мысалы, гендегі полиморфизмдер Tnf (ісік некроз факторы) және IL13 (Interlayykin-13) астма және басқа аллергиялық аурулармен байланысты болды.
- Эпителиальды тосқауыл функциясы: Эпителий жасушалары Тері, өкпе және ішектер аллергендердің денеге енуіне жол бермейтін физикалық тосқауыл құрайды. Эпителий тосқауылының тұтастығы мен функциясына әсер ететін гендер аллергияның қаупіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, гендегі полиморфизмдер Егістік (Филаггрин), терінің эпителий тосқауылының қызметін ұстап тұру үшін маңызды, ол атопиялық дерматиттің дамуы үшін күшті қауіп факторы болып табылады.
2.2 Полиморфизм – жұмысты ауыстыру (SNP) және аллергияның бірі
Біреуі – «ОНТИКЛУЦИЯЛЫҚТАН» АҚ-ның полиморфизмдері (SNP) – адамдардағы генетикалық вариацияның ең көп таралған түрі. SNP – бұл геномдағы белгілі бір жерде бір әріптен (нуклеотидте) айырмашылықтар болып табылады. Кейбір SNPs гендердің жұмысына әсер етуі мүмкін, сондықтан аллергиялық аурулардың қаупіне әсер етуі мүмкін.
Бірлестіктерді (GWAS) геномдық іздеудің көптеген зерттеулері түрлі аллергиялық аурулармен байланысты мыңдаған SNP-ны анықтады. Бұл зерттеулер аллергиясы бар адамдарда жиі кездесетін SNP анықтау үшін аллергиялық аурулары бар және жоқ адамдардың геномдарын салыстырады.
Анықталған SNP иммундық реакцияға тікелей қатыса алады немесе гендердің өрнегін басқаратын ДНҚ-ның реттеуші аудандарында болуы мүмкін. Функционалды зерттеулер SNP гендердің қалай әсер ететінін және аллергияның қаупіне қалай әсер ететінін анықтау қажет.
2.3 Отбасы тарихы және аллергия қаупі
Аллергияның күшті отбасы тарихы аллергиялық аурулардың дамуының ең күшті факторларының бірі болып табылады. Ата-аналары аллергиясы бар балалар аллергияның өзіндік қаупі жоғары.
Бұл балалардың ата-аналарының аллергиясына генетикалық бейімділігін иеленетіндігіне байланысты. Алайда, тұқым қуалаушылық аллергия қаупін анықтайтын жалғыз фактор емес екенін атап өткен жөн. Аллергендердің, инфекциялар мен диетаның әсері сияқты қоршаған орта факторлары да маңызды рөл атқарады.
2.4 Аллергия фенотипі: Атопия
Атопия – бұл әдетте зиянсыз заттарға арналған иге-озылған аллергиялық реакцияларды дамытуға генетикалық бейімділік. Атопиялық ауруларға астма, аллергиялық ринит (сенницина) және атопиялық дерматит (экзема) кіреді.
Atopia – бұл көптеген гендер мен қоршаған орта факторлары әсер ететін күрделі белгі. Индофиялық адамдарда қан сарысуындағы атандық деңгейі жоғарылайды және айырмашылық, шаң иттері, жануарлардың шаштары мен тамақ сияқты аллергиялық реакцияларды дамытуға бейім.
3-бөлім: Аллергияға эпигенетикалық әсерлер
Генетикалық бейімділіктен басқа, эпигенетикалық механизмдер аллергиялық аурулардың дамуында да рөл атқара алады. Эпигенетика ДНҚ тізбегіндегі өзгерістермен байланысты емес гендер өрнегінің өзгеруіне жатады. Бұл өзгерістер тұқым қуалай алады және аллергия қаупіне әсер етуі мүмкін.
3.1 Эпигенетикалық реттеу механизмдері
Эпиггенетикалық реттеудің негізгі тетіктері:
- ДНҚ метилизациясы: ДНҚ метилизациясы – бұл ДНҚ-да цитозинге (C) цитозинге (C)) қосу. ДНҚ метилизациясы әдетте гендік өрнекті басумен байланысты.
- Гистондардың модификациялары: Гистондар – оның айналасындағы ақуыздар, оның айналасындағы ақуыздар, хроматин қалыптастырады. Гистониялық модификациялар, мысалы, ацетилация және метилизация, хроматин құрылымына және транскрипция үшін ДНҚ-ның қол жетімділігіне әсер етуі мүмкін. Гистондардың ацетиклациясы әдетте гендік өрнекті белсендірумен байланысты, ал гистондардың метилизациясы белгілі бір метилизация орнына байланысты гендік өрнекті басумен және гендік өрнекті басумен байланысты болуы мүмкін.
- Мирнорк (Мирна): Шикі – бұл MRNE-мен байланысты гендердің өрнегін реттейтін және ақуызға бетінен оқшауланған шағын RNA емес молекулалар.
3.2 Эпигенетика және аллергиялық бағдарламалау
Эпигенетикалық өзгерістер, диета, аллергендер мен стресстің әсері сияқты экологиялық факторларға жауап ретінде пайда болуы мүмкін. Бұл өзгерістер иммундық реакцияға қатысатын гендердің өрнегіне әсер етуі мүмкін, осылайша аллергиялық аурулардың даму қаупіне әсер етуі мүмкін.
Эпиггенетикалық бағдарламалаудың ерекше маңызды кезеңі – ішіндегі даму. Белгілі бір қоршаған орта факторларының жүктілікке, мысалы, ананың темекі шегуі, ананың диетасы және аллергендер сияқты әсері ұрық жасушаларындағы эпигенетикалық өзгерістерге әкелуі мүмкін, бұл кейінірек аллергия қаупін арттырады.
Мысалы, зерттеулер көрсеткендей, аналар жүктілік кезінде темекі шегу қаупі жоғары екенін көрсетті. Бұл өкпе және иммундық жүйелерді дамытуға қатысатын гендердегі эпигенетикалық өзгерістермен байланысты болуы мүмкін.
3.3 Демікпедегі эпигенетикалық өзгерістер
Astma – бұл тыныс алу жолдарының созылмалы қабыну ауруы, ол ысқырық, тыныс алу және жөтел эпизодтарымен сипатталады. Эпигенетикалық өзгерістер астма патогенезінде маңызды рөл атқарады.
Зерттеулер көрсеткендей, астмасы бар адамдардың ДНҚ метилизациясы мен гистиондарда эпителий жасушалары мен иммундық жасушалар сияқты тыныс алу жолдарының модификацияларының өзгеруі байқалды. Бұл өзгерістер тыныс алу жолдарының қабынуымен, тыныс алу жолдарының гиперриактивтілігіне және тыныс жолдарының жөндеуіне қатысты гендердің көрінісін әсер етуі мүмкін.
Мысалы, зерттеулер ДНҚ-ның гендегі метилизациясы көрсетті FOXP3ол иммундық реакцияны реттеу үшін маңызды транскрипция коэффициентін кодтайды, демікпе адамдарында азаяды. Бұл FOXP3 және NEST (TREG), респираторлық трактаттың қабынуын басуда маңызды рөл атқаратын FOXP3 және құнсызданған функцияның төмендеуіне әкелуі мүмкін.
3.4 Атопиялық дерматиялардағы эпигенетикалық өзгерістер
Atopic Dermatitis (ECZema) – бұл қышу, қышу, терінің қышуы мен қызаруымен сипатталатын созылмалы қабыну терінің ауруы. Эпигенетикалық өзгерістер атопиялық дерматит патогенезінде де рөл атқарады.
Зерттеулер көрсеткендей, атопиялық дерматитпен ауыратын адамдар Кератиноциттер мен иммундық жасушалар сияқты тері жасушаларындағы DNA метилизациясы мен гистон модификацияларының өзгеруі байқалғанын көрсетті. Бұл өзгерістер терінің эпителий тосқауылының функцияларына, терінің қабынуы мен қышудың әсеріне қатысты гендердің көрінісіне әсер етуі мүмкін.
Мысалы, зерттеулер ДНҚ-ның гендегі метилизациясы көрсетті Егістік (Филаггрин) атопиялық дерматитпен бірге адамдарда көбейтіледі. Бұл Филаггрин мен терінің эпителий тосқауылының құнсызданған функциясының төмендеуіне әкелуі мүмкін, бұл теріні аллергендер мен тітіркендіргіштердің енуіне сезімтал етеді.
3.5 Эпигенетика және тамақ аллергиясы
Азық-түлік аллергиясы – белгілі бір тағамдарға иммундық реакция. Эпигенетикалық өзгерістер тағамдық аллергияны дамытуда да рөл атқара алады.
Зерттеулер көрсеткендей, белгілі бір тағамдардың жүктілік кезіндегі немесе ерте балалық шаққа әсері иммундық жүйенің жасушаларындағы эпигенетикалық өзгерістерге әкелуі мүмкін, бұл тамақ аллергиясының қаупіне әсер етуі мүмкін.
Мысалы, зерттеулер көрсеткендей, жержаңғақтардың ерте жастағы жержаңғақ диетасына енгізілуі жержаңғаққа аллергияны қалыптастыру қаупін азайтады. Бұл иммундық жүйенің жасушаларындағы эпигенетикалық өзгерістермен байланысты болуы мүмкін, бұл оларды жержаңғаққа аз сезімтал етеді.
4-бөлім: аллергияны дамытудағы гендер мен қоршаған ортаның өзара әрекеті
Аллергия – бұл күрделі ауру, оның дамуы генетикалық және экологиялық факторлардың өзара әрекеттесуі әсер етеді. Гендер аллергияға бейімделеді, ал аллергендердің, инфекциялар мен диеталардың әсері сияқты экологиялық факторлар аллергиялық реакциялардың дамуын тудыруы мүмкін.
4.1 гендердің өзара әрекеті және аллергендердің әсерлері
Аллергендердің әсері аллергияны дамытудың алғышарттары болып табылады. Алайда генетикалық бейімділік жеке жеке аллергендердің әсеріне қалай әсер ететініне әсер етуі мүмкін.
Мысалы, белгілі бір генетикалық опциялары бар адамдар аллергендерге, мысалы, тозаң, шаң кенелері немесе жануарлардың шаштары сияқты сезімталдандыруға бейім болуы мүмкін. Бұл олардың иммундық реакцияны бастау үшін аллергеннің аз мөлшері қажет екенін білдіреді.
4.2 гендер мен инфекциялардың өзара әрекеті
Инфекциялар аллергияның қаупіне де әсер етуі мүмкін. Кейбір инфекциялар тыныс алу жолдарының вирустық инфекциясы сияқты, астма, әсіресе генетикалық бейімділігі бар балаларда демікпеге әкелуі мүмкін.
Инфекциялар иммундық реакцияға әсер етуі мүмкін деп болжанады, ал 1-ге жуық иммундық жауаптар арасындағы тепе-теңдікті өзгерту. Т1-дің иммундық жауаптары әдетте жасушаішілік қоздырғыштармен күресуге қатысады, ал 2 иммундық жауаптар жасушадан тыс паразиттер мен аллергендермен күресуге қатысады.
Иммундық реакцияны ынталандыратын инфекциялар аллергияның қаупін арттыруы мүмкін.
4.3 гендер мен диеталардың өзара әрекеті
Диета аллергияның қаупіне де әсер етуі мүмкін. Кейбір тағамдар, мысалы, жержаңғақ, жұмыртқа және сүт, қалың аллергендер.
Генетикалық бейімділікке жеке жеке заттардың әсеріне қалай әсер ететіні әсер етуі мүмкін. Мысалы, белгілі бір генетикалық нұсқалары бар адамдар жержаңғаққа аллергияны дамытуға, тіпті егер олар ерте жастанған жержаңғаққа ұшыраса да, бейім болуы мүмкін.
Сонымен қатар, жүктілік және емізу кезіндегі ананың диетасы баланың аллергия қаупіне әсер етуі мүмкін. Кейбір зерттеулер көрсеткендей, ананың балықты, мысалы, балықты, жүктілік және емізу кезінде қолданылуы баланың аллергия қаупін азайтады.
4.4 Гигиеналық гипотеза
Гигиеналық гипотеза инфекциялардың ерте балалық шақтағы әсерінің төмендеуі аллергия қаупін арттыруы мүмкін деп болжайды. Бұл иммундық жүйенің TH1 және TH2 иммундық жауаптар арасындағы дұрыс тепе-теңдікті дамыту үшін жеткілікті ынталандыруға ие емес.
Инфекциялардың жеткілікті әсері болмаған жағдайда иммундық жүйе аллергияның дамуына ықпал ететін иммундық реакцияның дамуына көбірек бейім болуы мүмкін.
Гигиеналық гипотеза аллергиялық аурулардың дамыған елдерде жиі кездесетін бақылаулармен расталады, онда төмендегі инфекциялардың таралуы жиі кездеседі.
5-бөлім: Генетикалық факторларды ескере отырып, аллергиялық реакцияларды диагностикалау және емдеу
Аллергияға генетикалық бейімділікті түсіну аллергиялық реакцияларды диагностикалауға және емдеуге көмектеседі.
5.1 Аллергияға арналған генетикалық тестілеу
Қазіргі уақытта аллергияға арналған генетикалық сынақтар бар, олар аллергиялық аурулардың даму қаупі бар адамдарды анықтауға көмектеседі. Бұл сынақтар әдетте аллергиядағы SNP талданады.
Алайда, аллергияға арналған генетикалық сынақтар диагностикалық сынақтар емес екенін атап өткен жөн. Олар аллергияның қаупі туралы ақпарат бере алады. Олар жеке адамның аллергияны дамытпайтынын немесе жоқтығын болжай алмайды, ал аллергияның аллергия қандай болатынын анықтай алмайды.
5.2 Аллергиядан жеке аллергия
Аллергияға генетикалық бейімділікті түсіну жеке аллергияны емдеу стратегиясын жасауға мүмкіндік береді. Мысалы, белгілі бір генетикалық опциялары бар адамдар аллергияға арналған белгілі бір дәрі-дәрмектерге жақсы әсер етуі мүмкін.
Болашақта генетикалық тестілеуді әр адам үшін аллергияны тиімді емдеу үшін қолдануға болады.
5.3 Иммунотерапия
Иммунотерапия (аллергенге тән Иммунотерапия) – аллергенге сезімталдығын төмендету үшін аллергияның кішкене дозаларын енгізуді қамтитын аллергияны емдеу.
Иммунотерапия аллергиялық ринит, астма және жәндіктерге аллергия сияқты түрлі аллергиялық ауруларды емдеу үшін тиімді болуы мүмкін.
Иммунотерапия иммундық жүйедегі өзгерістерді тудыратын, мысалы, иге өндірілген өнімдердің азаюы және IGG4 өнімдерінің ұлғаюы сияқты.
Генетикалық бейімділікке жеке куәліктің иммунотерапияға қалай әсер ететіні әсер етуі мүмкін. Кейбір генетикалық опциялары бар кейбір адамдар басқаларға қарағанда иммунотерапияға жақсы әсер етуі мүмкін.
5.4 Аллергияның алдын алу
Аллергияға генетикалық бейімділікті түсіну аллергияның алдын-алу стратегиясын жасауға көмектеседі.
Мысалы, егер баланың генетикалық бейімділікке байланысты аллергия қаупі жоғары екені белгілі болса, онда аллергендердің ерте балалық шағында аллергендердің әсерін азайту үшін шаралар қабылдауға болады. Бұған емшек сүтімен емізу, қатты тағамдарды енгізудің кешігуі және шаң кенелері мен жануарлардың шаштарының әсері болуы мүмкін.
Сонымен қатар, аллергия тарихы бар жүкті әйелдерге жүктілік және емізу кезінде жержаңғақ сияқты белгілі бір тағамдарды қолдануға жол бермеу үшін ұсынылуы мүмкін.
6-секция: болашақ зерттеу бағыттары
Тұқымқуалаушылық және аллергия саласындағы зерттеулер дамуда. Болашақтағы зерттеулерге мыналар кіреді:
- Аллергиямен байланысты жаңа гендерді анықтау: Гвастану және геномдық кезектілік аллергиялық ауруларды дамыту қаупіне байланысты жаңа гендер мен генетикалық опцияларды анықтауды жалғастыруда.
- Аллергияны дамытудағы эпигенетикалық механизмдердің рөлін зерттеу: Аллергиялық аурулардың патогенезіндегі эпидек өзгерістерінің рөлін түсіну үшін одан әрі зерттеулер қажет.
- Аллергияны диагностикалау мен емдеудің жаңа әдістерін жасау: Аллергияға генетикалық және эпиггенетикалық бейімділік туралы білім негізінде аллергияны диагностикалау мен емдеудің жаңа әдістері жасалды.
- Жеке аллергияның алдын-алу стратегиясын жасау: Жеке тұлғаның генетикалық профиліне сүйене отырып, аллергияның жекелендірілген алдын-алу стратегиясы жасалынған.
7-бөлім: Қорытынды (төмендетілген, талаптарға сәйкес)
Бұл кеңейтілген және егжей-тегжейлі мақала генетикалық механизмдерге, эпигенетикалық әсерлерге, гендік-ортаның өзара әрекеттесуіне және диагностикаға, емдеуге және алдын-алуға бағытталған тұқым қуалаушылық пен аллергиялық реакциялар арасындағы өзара әрекеттесуге жан-жақты шолуды ұсынады. Бұл тақырыптың әртүрлі аспектілерін құрылымдық және ақпараттық тәртіпте қамтитын егжей-тегжейлі егжей-тегжейлі деңгейде сақтайды. Мазмұн тиісті кілт сөздермен және тіркестермен SEO-оңтайландырылған етіп жасалған. Сұралған кіріспе, қорытынды, қорытынды және жабылу ескертулері әдейі алынып тасталады.