Kesihatan Manusia: Kesan Predisposisi Genetik

Posted on by

Kesihatan Manusia: Kesan Predisposisi Genetik

I. Asas Predisposisi Genetik

  1. Genom Manusia: Kajian ringkas.

    • Keterangan struktur DNA: lingkaran ganda, nukleotida (adenin, thyme, guanine, sitosin), pengekodan maklumat genetik.
    • Gen: Unit DNA berfungsi yang bertanggungjawab untuk sintesis protein. Alel: Gen yang menentukan pelbagai ciri.
    • Kromosom: Struktur yang mengandungi DNA; Seseorang mempunyai 23 pasang, termasuk autosom dan kromosom seks (xx pada wanita, xy pada lelaki).
    • Projek Genomik Manusia: Matlamat, Pencapaian, Bermakna untuk Memahami Predisposisi Genetik.
    • Epigenetik: Perubahan dalam ekspresi gen yang tidak dikaitkan dengan perubahan dalam urutan DNA. Peranan pengubahsuaian epigenetik (metilasi DNA, pengubahsuaian histon) dalam perkembangan penyakit.

  2. Keturunan dan kebolehubahan.

    • Keturunan: Penghantaran maklumat genetik dari ibu bapa kepada anak -anak. Undang -undang Mendel: dominasi, pemisahan, warisan bebas.
    • Genotip dan fenotip: Genotip – Perlembagaan genetik badan, ciri -ciri dan ciri -ciri yang diperhatikan fenotip. Interaksi genotip dan alam sekitar.
    • Variabiliti: Perbezaan antara organisma disebabkan oleh mutasi, rekombinasi dan interaksi dengan alam sekitar.
    • Mutasi: Perubahan dalam urutan DNA; Jenis mutasi (gen, kromosom, genomik), penyebab mutasi (spontan, disebabkan).
    • Rekombinasi: Crossburning bahan genetik dalam perjalanan meiosis, yang membawa kepada kombinasi baru alel.

  3. Kaedah mengkaji kecenderungan genetik.

    • Kaedah silsilah (analisis silsilah): pengenalpastian penyakit keturunan, penentuan jenis warisan (autosomal dominan, autosomal-recesif, dipatuhi ke lantai).
    • Kaedah kembar: Perbandingan kesesuaian (kebetulan tanda) dalam kembar monozygous (tunggal) dan kembar dizigatif (dwibahasa) untuk menilai peranan faktor genetik dan persekitaran.
    • Kaedah populasi dan genetik: mengkaji pengagihan gen dan genotip dalam populasi, pengenalpastian penanda genetik penyakit.
    • Kaedah genetik molekul: Analisis DNA dan RNA untuk mengenal pasti mutasi, polimorfisme dan perubahan dalam ekspresi gen.
    • Pencarian penuh untuk persatuan (GWAS): Mengimbas seluruh genom untuk mengenal pasti pilihan genetik yang berkaitan dengan penyakit atau tanda -tanda tertentu.
    • Sequencing generasi baru (NGS): Menentukan urutan DNA dengan prestasi tinggi dan ketepatan yang digunakan untuk mengenal pasti mutasi yang jarang dan baru.
    • Bioinformatik: Analisis jumlah besar data genetik menggunakan kaedah komputer, membangunkan algoritma dan pangkalan data untuk menafsirkan hasil.

Ii. Predisposisi genetik kepada pelbagai penyakit

  1. Penyakit kardiovaskular.

    • Penyakit Corny dan Jantung (Penyakit Jantung Koronari): Gen yang terlibat dalam metabolisme lipid (APOE, LDLR), Peraturan Tekanan Darah (ACE), Keradangan (IL-6).
    • Hipertensi arteri: Penyakit polygenic yang dikaitkan dengan gen yang mengawal sistem renin-angiotensin-aldosteron (AGT, ACE), metabolisme natrium (SCNN1A).
    • Strok: Gen yang mempengaruhi pembekuan darah (F5, F2), struktur kapal (COL3A1), metabolisme homocysteine ​​(MTHFR).
    • Cardiomyopathy: Mutasi dalam gen mengodkan protein struktur otot jantung (MYH7, TPM1, MYBPC3).
    • Kecacatan jantung kongenital: Mutasi dalam gen yang terlibat dalam pembangunan jantung (TBX5, NKX2-5).

  2. Penyakit onkologi.

    • Kanser Payudara: Mutasi dalam gen BRCA1, BRCA2, TP53, PTEN, ChEK2, ATM, PALB2. Penilaian risiko kanser payudara berdasarkan ujian genetik.
    • Kanser ovari: Mutasi dalam gen BRCA1, BRCA2, TP53, MLH1, MSH2, MSH6, PMS2.
    • Kanser Colorectal: Mutasi di APC, MutyH, MLH1, MSH2, MSH6, PMS2. Kanser kolorektal bukan fluid keturunan (sindrom linch).
    • Kanser prostat: Gen yang mempengaruhi metabolisme androgen (SRD5A2), pemulihan DNA (HOXB13).
    • Kanser paru -paru: gen pengekodan faktor pertumbuhan (EGFR), RAS (KRAS) laluan isyarat, penindas tumor (TP53).
    • Melanoma: Mutasi dalam gen BRAF, NRAS, CDKN2A.
    • Leukemia: Translocations Chromosomal (BCR-BL dalam myelocosis kronik), mutasi dalam gen yang terlibat dalam hematopoiesis (FLT3, NPM1).

  3. Diabetes.

    • Jenis 1 Diabetes: Berkaitan dengan Gen HLA, INS, CTLA4, PTPN22. Sifat autoimun penyakit ini, peranan predisposisi genetik dan faktor persekitaran.
    • Jenis 2 Diabetes mellitus: Penyakit polygenic yang dikaitkan dengan gen yang mempengaruhi rembesan insulin (TCF7L2, PPARG), kepekaan insulin (IRS1), fungsi sel beta (KCNJ11).
    • Mody (kematangan -beretan diabetes orang muda): bentuk diabetes monogenik akibat mutasi dalam gen GCK, HNF1A, HNF4A, HNF1B.

  4. Penyakit neurodegenerative.

    • Penyakit Alzheimer: App Gen, PSEN1, PSEN2 (awal awal), Apoe (awal awal). Peranan plak amiloid dan bola neurofibrillar dalam patogenesis.
    • Penyakit Parkinson: Gen SNCA, LRRK2, Park2, Pink1, DJ-1. Peranan neuron dopaminergik dan kekurangan dopamin.
    • Sklerosis amyotrophic lateral (bass): gen SOD1, C9ORF72, TARDBP, FUS.
    • Penyakit Huntington: Mutasi dalam gen HTT (peningkatan bilangan cag-re-transplants).

  5. Gangguan mental.

    • Schizophrenia: Penyakit poligenik yang berkaitan dengan gen yang mempengaruhi neurotransmission dopamin dan glutamat, perkembangan otak, sistem imun.
    • Gangguan bipolar: Penyakit polygenic yang berkaitan dengan gen yang mempengaruhi irama sarkas, neurotransmission, peraturan mood.
    • Kemurungan: Penyakit polygenic yang dikaitkan dengan gen yang mempengaruhi sistem serotonin, tindak balas tekanan, faktor neurotropik.
    • Autisme: Penyakit kompleks yang berkaitan dengan banyak gen yang mempengaruhi perkembangan otak, interaksi sosial, komunikasi.

  6. Penyakit autoimun.

    • Rheumatoid arthritis: dikaitkan dengan gen HLA-DRB1, PTPN22, CTLA4.
    • Sistem Red Lupus: Berkaitan dengan Gen HLA, IRF5, STAT4.
    • Sklerosis bertaburan: dikaitkan dengan gen HLA-DRB1, IL2RA, IL7R.
    • Penyakit Crohn: Berkaitan dengan gen NOD2, IL23R, ATG16L1.
    • Penyakit Celiac: Berkaitan dengan gen GLA-DQ2, HLA-DQ8.

  7. Penyakit berjangkit.

    • HIV: CCR5, CXCR4, HLA gen.
    • Tuberkulosis: NRAMP1, VDR, IL12B gen.
    • Hepatitis B: Genes HLA, IL28B.
    • Malaria: Geni Gemoglobina (HBS), Glucoso-6-Phosphategydrogenases (G6PD).

  8. Penyakit lain.

    • Scydosis kitaran: mutasi dalam gen CFTR.
    • Phenylketonuria: Mutasi dalam gen PAH.
    • Hemophilia: Mutasi dalam gen F8 (hemofilia A), F9 (hemofilia B).
    • Dyushenna’s Muscle Dystrophy: Mutasi dalam gen DMD.
    • Sickle -Cell Anemia: Mutasi dalam gen HBB.
    • Galactosemia: Mutasi dalam Galt, Gale, Galk1 gen.
    • Sindrom Down: Trisomi 21 kromosom.
    • Sindrom Turner: Kromosom Monosomia X (X0).
    • Sindrom Klainfelter: XXY Kariotip.

Iii. Predisposisi genetik dan faktor persekitaran

  1. Interaksi gen dan alam sekitar.

    • Konsep kepekaan genotip: pengaruh genotip terhadap kerentanan terhadap faktor persekitaran.
    • Faktor Alam Sekitar: Pemakanan, aktiviti fizikal, pendedahan kepada toksin, jangkitan, tekanan.
    • Mekanisme epigenetik: metilasi DNA, pengubahsuaian histon, kesan mikria pada ekspresi gen.

  2. Peranan pemakanan.

    • Pemakanan dan kecenderungan genetik kepada obesiti: gen FTO, MC4R, PPARG. Pengaruh kandungan lemak dan karbohidrat yang tinggi.
    • Pemakanan dan kecenderungan genetik untuk diabetes jenis 2: TCF7L2, PPARG gen. Kesan penggunaan gula yang berlebihan dan kekurangan serat.
    • Pemakanan dan kecenderungan genetik terhadap penyakit kardiovaskular: APOE, gen LDLR. Pengaruh kandungan lemak tepu dan kolesterol yang tinggi.
    • Pemakanan yang diperibadikan: Pembangunan cadangan pemakanan individu berdasarkan profil genetik.

  3. Peranan aktiviti fizikal.

    • Aktiviti fizikal dan kecenderungan genetik kepada obesiti: kesan terhadap ekspresi gen yang terlibat dalam metabolisme lemak dan karbohidrat.
    • Aktiviti fizikal dan kecenderungan genetik untuk diabetes jenis 2: kesan terhadap kepekaan terhadap insulin dan fungsi sel beta.
    • Aktiviti fizikal dan kecenderungan genetik terhadap penyakit kardiovaskular: Kesan pada tekanan darah, kolesterol, fungsi endothelial.
    • Pengoptimuman program latihan berdasarkan profil genetik.

  4. Peranan kesan toksin.

    • Merokok dan kecenderungan genetik terhadap kanser paru -paru: gen yang mempengaruhi metabolisme karsinogen (CYP1A1, GSTM1).
    • Alkohol dan kecenderungan genetik terhadap alkohol: gen yang mengodkan alkohol dehidrogenase (ADH) dan acetaldehyddehydrogenase (ALDH).
    • Kesan pencemaran alam sekitar dan kecenderungan genetik terhadap penyakit pernafasan: gen yang mempengaruhi sistem imun dan keradangan.

  5. Peranan tekanan.

    • Tekanan dan kecenderungan genetik terhadap gangguan mental: gen yang mempengaruhi tindak balas tekanan (paksi HPA), neurotransmission.
    • Tekanan dan kecenderungan genetik terhadap penyakit kardiovaskular: Kesan pada tekanan darah, kolesterol, pembekuan darah.
    • Tekanan dan kecenderungan genetik terhadap penyakit autoimun: pengaruh pada sistem imun dan keradangan.

Iv. Kaunseling dan ujian genetik

  1. Apakah kaunseling genetik?

    • Proses menyediakan maklumat mengenai penyakit genetik, risiko dan kemungkinan ujian.
    • Penilaian sejarah keluarga, analisis silsilah, pengiraan risiko.
    • Perbincangan mengenai hasil ujian genetik dan tafsirannya.
    • Sokongan untuk membuat keputusan mengenai perancangan keluarga, pencegahan dan rawatan penyakit.

  2. Jenis ujian genetik.

    • Ujian diagnostik: Pengesahan atau pengecualian penyakit genetik pada seseorang yang mempunyai gejala.
    • Ujian Prediktif: Penilaian risiko membangunkan penyakit pada masa akan datang pada orang yang sihat.
    • Ujian pranatal: Pengenalpastian penyakit genetik pada janin semasa kehamilan (amniosentesis, biopsi choriona, pemeriksaan pranatal bukan – NIPT).
    • Diagnostik Genetik Preimplantasi (PGD): Pengesanan penyakit genetik dalam embrio yang diperoleh sebagai hasil daripada IVF sebelum implantasi ke dalam rahim.
    • Ujian biasa yang baru lahir: Mengenal pasti penyakit genetik biasa untuk permulaan rawatan awal.
    • Ujian farmakogenetik: Penentuan pilihan genetik yang mempengaruhi tindak balas terhadap ubat -ubatan.
    • Ujian untuk pengangkutan: Pengenalpastian pembawa penyakit genetik resesif.

  3. Aspek etika dan sosial ujian genetik.

    • Kerahsiaan maklumat genetik.
    • Diskriminasi berdasarkan data genetik (insurans, pekerjaan).
    • Kesan psikologi hasil ujian genetik.
    • Penyelesaian Pembiakan: Pilihan antara ujian pranatal, PGD, pengangkatan, sumbangan gamet.
    • Persetujuan yang dimaklumkan: Keperluan untuk memberikan maklumat lengkap dan mudah difahami mengenai ujian genetik.

  4. Prospek untuk ubat genetik.

    • Pembangunan kaedah diagnosis dan rawatan baru penyakit genetik.
    • Terapi gen: pembetulan kecacatan genetik dengan memperkenalkan gen berfungsi ke dalam sel -sel badan.
    • CRISPR-Cas9: Teknologi penyuntingan genom yang membolehkan anda mengubah urutan DNA dengan tepat.
    • Perubatan yang diperibadikan: Pembangunan skim rawatan individu berdasarkan profil genetik, gaya hidup dan faktor persekitaran.
    • Genomik Pencegahan: Penggunaan maklumat genetik untuk mencegah perkembangan penyakit.
    • Data besar dan kecerdasan buatan dalam perubatan genetik: analisis jumlah besar data genetik untuk mengenal pasti penanda genetik penyakit baru, membangunkan algoritma untuk meramalkan risiko dan mengoptimumkan rawatan.

V. Contoh kecenderungan genetik ke negeri tertentu (contoh lanjutan)

  1. Predisposisi genetik kepada thrombophilia (gangguan pembekuan darah).

    • Faktor v Leiden: Keterangan mutasi G1691A dalam gen F5, yang membawa kepada kestabilan faktor V ke APC (protein diaktifkan C). Peningkatan risiko trombosis vena, tromboembolisme arteri pulmonari, kehilangan kehamilan.
    • Mutasi Protrombin G20210A (F2): Keterangan mutasi dalam gen F2, pengekodan prothrombin (faktor II pembekuan darah). Peningkatan tahap prothrombin plasma, peningkatan risiko trombosis.
    • Kekurangan protein C, protein S dan antitrombin III: Penerangan mengenai defisit antikoagulan semulajadi ini. Gen yang terlibat dalam sintesis protein dan mutasi yang membawa kepada kekurangan.
    • Hypergomocysteinemia: Deskripsi mutasi C677T dalam gen MTHFR (metilentetrahydrofolateredustase), yang mempengaruhi metabolisme homocysteine. Peningkatan tahap homocysteine ​​meningkatkan risiko trombosis dan penyakit kardiovaskular. Interaksi dengan kekurangan asid folik dan vitamin B12.
    • Faktor risiko alam sekitar yang memburukkan lagi thrombophilia: mengambil kontraseptif oral, kehamilan, campur tangan pembedahan, penerbangan panjang, immobilization.
    • Diagnosis dan rawatan thrombophilia: ujian genetik, terapi antikoagulan (warfarin, heparin, antikoagulan oral baru).

  2. Predisposisi genetik kepada glaukoma (kerosakan pada saraf optik).

    • Terbuka -Glaukoma: Penerangan tentang sifat polygenic penyakit ini. Gen yang dikaitkan dengan peningkatan tekanan intraokular (IOP) dan kerosakan pada saraf optik (MYOC, OPTN, WDR36, CDKN2B-SAS1).
    • Penutupan enguom: Penerangan mengenai ciri -ciri anatomi mata, predisposisi ke penutupan sudut ruang depan. Gen yang mempengaruhi saiz dan bentuk mata (LTBP2, PLEKHA7).
    • Glaukoma kongenital: Penerangan mutasi dalam gen yang terlibat dalam pembangunan sistem saliran mata (CYP1B1).
    • Glaukoma sekunder: Faktor genetik yang mempengaruhi kerentanan terhadap perkembangan glaukoma selepas kecederaan, keradangan atau mengambil ubat tertentu (kortikosteroid).
    • Faktor Risiko Alam Sekitar: Umur, Etnik, Sejarah Keluarga, Miopia, Hipertensi Arteri.
    • Diagnosis dan rawatan glaukoma: pengukuran tekanan intraokular, ophthalmoscopy, perimetri, tomografi koheren optik (OKT), titisan mata, pembedahan laser, campur tangan pembedahan.
    • Peranan ujian genetik dalam menentukan risiko dan individualisasi rawatan.

  3. Predisposisi genetik terhadap penyakit seliak (penyakit autoimun yang disebabkan oleh gluten).

    • HLA-DQ2 dan HLA-DQ8 Gen: Deskripsi peranan mereka dalam pembentangan sistem imun gluten. Komunikasi dengan pelbagai haplotip.
    • Gen lain yang mengambil bahagian dalam tindak balas imun dan keradangan: IL2, IL21, CTLA4, SH2B3.
    • Faktor Alam Sekitar: Pengenalan gluten ke dalam diet, jangkitan awal, dysbiosis usus.
    • Gejala penyakit seliak: gangguan gastrousus (cirit -birit, kembung, sakit perut), anemia, keletihan, keterukan pertumbuhan, ruam kulit (dermatitis herpetiform).
    • Diagnosis penyakit seliak: ujian serologi (antibodi kepada transglutaminase tisu (anti-TTG), antibodi kepada endomy (EMA)), biopsi usus kecil, ujian genetik pada HLA-DQ2 dan HLA-DQ8.
    • Rawatan Penyakit Celiac: Pematuhan yang ketat kepada diet gluten -bebas.
    • Komplikasi penyakit seliak: osteoporosis, anemia, ketidaksuburan, peningkatan risiko limfoma.
    • Peranan ujian genetik dalam pemeriksaan dan diagnosis penyakit seliak.

  4. Predisposisi genetik kepada dermatitis atopik (ekzema).

    • FLG Gen (Filaggrin): Penerangan mutasi dalam gen FLG, pengekodan Philaggrin, protein yang mengambil bahagian dalam pembentukan penghalang kulit. Pelanggaran fungsi penghalang kulit membawa kepada peningkatan kebolehtelapan kulit dan kepekaan terhadap alergen.
    • Gen lain yang mengambil bahagian dalam tindak balas imun dan keradangan: IL4, IL13, IL31, IL5, TSLP.
    • Faktor Alam Sekitar: Alergen (debunga, hama debu domestik, rambut haiwan), rangsangan (sabun, detergen, minyak wangi), iklim (udara kering, sejuk), tekanan.
    • Gejala dermatitis atopik: kulit kering, gatal -gatal, kemerahan, ruam, mengelupas, retak.
    • Diagnosis dermatitis atopik: pemeriksaan klinikal, sejarah anamnesis, sampel kulit untuk alergen, menentukan tahap IgE umum dan antibodi IgE spesifik.
    • Rawatan dermatitis atopik: pelembab kulit, agen pengurangan (emolet), kortikosteroid tempatan, inhibitor calcineneine tempatan (tacrolimus, pimecrolymus), antihistamin, fototerapi, immunosuppressor sistemik.
    • Peranan ujian genetik dalam menentukan risiko dan individualisasi rawatan.

  5. Predisposisi genetik kepada sindrom ovari polikistik (PCO).

    • Sifat polygenic penyakit ini: banyak gen yang terlibat dalam perkembangan PCO.
    • Gen yang mempengaruhi rembesan dan tindakan insulin: INSR, IRS1, CAPN10.
    • Gen yang mempengaruhi sintesis androgen: CYP11A1, CYP17A1.
    • Gen yang mempengaruhi fungsi ovari: FSHR, LHCGR.
    • Faktor Alam Sekitar: Obesiti, rintangan insulin, gaya hidup yang tidak aktif.
    • Gejala SPKU: haid yang tidak teratur, hyperandrogenia (hirsutisme, jerawat, alopecia), ovari polikistik ovari (dikesan dengan ultrasound), ketahanan insulin, ketidaksuburan.
    • Diagnosis SPKU: Pemeriksaan Klinikal, Sejarah Anamnesis, Pemeriksaan Ginekologi, Ultrasound Organ Pelvis, Penentuan Tahap Hormon (LH, FSH, Testosteron, Insulin).
    • Rawatan SPKI: Perubahan gaya hidup (penurunan berat badan, aktiviti fizikal), terapi hormon (kontraseptif oral, antiandrogen), ubat -ubatan yang meningkatkan kepekaan terhadap insulin (metformin), dan rangsangan ovulasi.
    • Komplikasi SPKU: Kemandulan, diabetes jenis 2, penyakit kardiovaskular, kanser endometrium.
    • Peranan ujian genetik dalam menentukan risiko dan individualisasi rawatan.

Vi. Bidang penyelidikan baru dalam bidang kecenderungan genetik

  1. Metagenomik dan mikroba manusia.

    • Kesan mikrobioma usus terhadap kesihatan manusia.
    • Interaksi gen manusia dan gen mikroorganisma.
    • Peranan mikrobioma dalam pembangunan pelbagai penyakit (obesiti, diabetes mellitus, penyakit autoimun, gangguan mental).
    • Kaedah mengkaji mikrobioma: penjujukan 16S rRNA, penjujukan metagenomik.
    • Kemungkinan pembetulan mikrobioma untuk pencegahan dan rawatan penyakit (probiotik, prebiotik, pemindahan mikrobiota fecal).

  2. Proteomik dan metabolomik.

    • Proteomy: Kajian protein, struktur, fungsi dan interaksi mereka.
    • Metabolomik: Kajian metabolit, produk metabolisme.
    • Penyepaduan data genomik, proteomik dan metabolon untuk pemahaman yang komprehensif tentang kesihatan manusia.
    • Penggunaan proteomik dan metabolomik untuk membangunkan biomarker baru penyakit dan ubat yang diperibadikan.

  3. Kecerdasan Buatan dan Pembelajaran Mesin dalam Perubatan Genetik.

    • Penggunaan algoritma pembelajaran mesin untuk menganalisis jumlah data genetik yang besar.
    • Pembangunan model untuk meramalkan risiko penyakit dan keberkesanan rawatan.
    • Automasi proses menafsirkan ujian genetik.
    • Penciptaan model badan maya untuk mengkaji mekanisme perkembangan penyakit.

  4. Pembangunan teknologi penyuntingan genom baru.

    • Peningkatan teknologi CRISPR-Cas9 untuk meningkatkan ketepatan dan keselamatan penyuntingan genom.
    • Pembangunan sistem penyuntingan genom baru (contohnya, penyuntingan asas, penyuntingan utama).
    • Penggunaan teknologi penyuntingan genom untuk rawatan penyakit genetik.

  5. Akibat sosial dan etika teknologi baru.

    • Keperluan untuk mengawal penggunaan teknologi penyuntingan genom.
    • Memastikan akses yang sama kepada teknologi genetik.
    • Melindungi kerahsiaan maklumat genetik.
    • Perbincangan awam mengenai isu -isu etika yang berkaitan dengan teknologi genetik.

Garis besar ini menyediakan rangka kerja untuk artikel terperinci mengenai pengaruh kecenderungan genetik terhadap kesihatan manusia. Setiap bahagian dan subseksyen boleh diperluaskan dengan contoh tertentu, penemuan penyelidikan, dan statistik yang relevan untuk mencapai panjang dan kedalaman yang dikehendaki. Ingatlah untuk memetik sumber anda dengan betul untuk mengekalkan kredibiliti dan mengelakkan plagiarisme. Kunci kejayaan adalah penyelidikan menyeluruh, penulisan yang jelas, dan persembahan maklumat yang berstruktur dengan baik.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *