Вадим Бондарь - История зрения: путь от светочувствительности до глаза

Другие структуры лица при BPES изменены в меньшей степени. У людей с BPES чаще встречаются аномалии рефракции (подробнее о рефракции будет сказано в главе «Острота зрения. Рефракция»), такие как близорукость и дальнозоркость, а также косоглазие и амблиопия. Кроме того, при BPES могут присутствовать следующие изменения со стороны лица: широкая переносица, низко посаженные уши, укороченное расстояние между носом и верхней губой. Характерно вынужденное положение головы с поднятым подбородком, позволяющее смотреть прямо. Людям с этим синдромом особенно трудно смотреть вверх.

Существует два типа BPES c определенными симптомами, оба включают изменения в глазной щели. Тип I ассоциируется с ранней первичной недостаточностью яичников, ведущей к тому, что менструации становятся редкими и обычно заканчиваются до 40 лет. Первичная недостаточность яичников ведет к бесплодию или сложностям с зачатием.

Тип II не ассоциируется с первичной недостаточностью яичников.

Причины BPES

BPES может возникать спорадически, то есть не наследоваться, а появляться как новая мутация либо наследоваться по аутосомно-доминантному типу.

За мутации, приводящие к обоим вариантам синдрома, отвечает ген, называемый FOXL2, расположенный на длинном плече третьей хромосомы (3q23).

FOXL2-протеин входит в структуру мышц век. До рождения и во взрослой жизни он регулирует рост и развитие определенных клеток яичников.

Сложно предсказать, какой именно тип BPES может развиться из большого количества вариантов мутаций FOXL2. Однако ясно, что мутации, которые ведут к снижению функции протеина FOXL2, ведут ко II типу заболевания. Они, вероятно, ведут и к нарушению нормального развития мышц века, что приводит к неправильному формированию век и невозможности открыть их полностью. Мутации, приводящие к полному прекращению функции FOXL2, вызывают I тип болезни, ведут к нарушению развития век и ранней гибели яйцеклеток.

У девушек с недостаточностью функции яичников может наблюдаться гипогонадизм – повышенный уровень фолликулостимулирующего гормона (FSH) и лютеинизирующего гормона, что выражается в снижении концентрации эстрадиола и прогестерона в плазме крови, размерах матки меньше нормы и измененных яичниках.

BPES – яркий пример того, как организмы универсально используют некоторые регуляторные гены. Их активность может проявляться сразу в нескольких органах.

Некоторые белки регулируют синтез других белков или выполняют множественные функции. Очень часто один и тот же ген имеет много точек приложения, иногда даже в разных органах. Многие из них относительно хорошо изучены и выполняют ключевую роль в развитии глаз.

Например, ген PAX6 расположен у человека на 11-й хромосоме, он принадлежит к семейству генов, которые играют ключевую роль в формировании тканей и органов в процессе внутриутробного развития. Это один из самых консервативных (древних) генов, очень важный для глаз. Когда идет речь о древних генах, подразумевается, что со временем они мало изменились или не изменились совсем. Обычно к подобным выводам приходят, когда такие же гены обнаруживаются у других классов животных. Ген PAX6 содержит инструкции для создания белков, которые прикрепляются к различным участкам ДНК и влияют на активность других генов. Во время эмбрионального развития человека ген PAX6 активирует гены, участвующие в формировании мозга, глаз, спинного мозга и поджелудочной железы. В мозге PAX6 участвует в формировании обонятельных клеток. После рождения PAX6 регулирует множество генов, отвечающих за работу глаз. Он очень важен для глаз, поскольку регулирует развитие их структур и внутриутробно, и после рождения. При мутации в одном из генов PAX6 у человека возникает заболевание, самое яркое проявление которого – отсутствие радужки (см. рисунок).

Ген PAX6 оказался консервативным [8] Консервативными называют гены, не измененные вовсе или измененные незначительно в течение эволюции. : он был обнаружен у мух дрозофил, осьминогов и мышей, а схожие с ним гены у более древних животных, например медуз, выполняли похожие функции. У всех представителей животного мира ген PAX6 регулирует развитие глаза. Такая его консервативность указывает на то, что наши глаза имеют общих предков, которые миллионы лет назад выглядели совсем по-другому. Кроме того, эти предки дали жизнь потомкам, значительно отличающимся от нас. Этот ген возник очень давно – до образования современных классов живых существ.

Рис. 8. Глаз пациента с врожденной аниридией. Видно отсутствие радужки, хрусталик висит на связках, кусочки радужки – по краю

Головоногие (осьминоги) имеют пять вариантов гена PAX6, которых нет у позвоночных. Это говорит о том, что глаза позвоночных и головоногих в какой-то точке временной шкалы имели общих предков, но потом судьба разделила их. Когда и в какой последовательности это произошло, вопрос до сих пор неоднозначный.

У животных очень много общего. Все светочувствительные органы объединяют опсины – белковые комплексы, принимающие участие в формировании клеточного сигнала в ответ на попадание на них света. Опсины принадлежат к семейству фоточувствительных белков и делятся на девять групп, все они существуют сейчас в природе у различных животных. Структурная общность опсинов указывает на то, что они имеют общего предка, который в процессе эволюции менялся так, что появились разные оспины с разными функциями.

PAX6 – ген, ответственный за большинство случаев врожденной аниридии. Это состояние, при котором с рождения отсутствует радужка.

В норме она образует зрачок, его сокращение регулирует поток света в глаз и уменьшает световые аберрации, что делает видимое изображение четче. Кроме того, радужка отвечает за цвет глаз. Родители не сразу замечают, что у новорожденного ребенка нет радужки, и сначала обращают внимание на неестественное движение глаз – нистагмы, на задержку слежения, на то, что глазки необычно черного цвета, и только потом – на аниридию.

PAX6 регулирует работу других генов и работает во многих органах и тканях.

Большинство случаев аниридии – вновь возникающие. PАХ6 – один из самых известных консервативных генов. Кроме глаз его активность замечена в других органах. По-видимому, для нормального развития глаза необходимо, чтобы две копии гена PAX6 были рабочими. При мутации только в одном из генов развивается полная клиническая картина врожденной аниридии. Случаи мутации в двух генах сразу не описаны, возможно, из-за того, что такой плод не развивается и беременность просто невозможна. Нормальная работа гена PAX6 необходима для того, чтобы глаз был сформирован как положено во время эмбриогенеза. После рождения ген PAX6 также принимает важное участие в работе глаза и других органов, поэтому при мутации этого гена могут возникать новые проявления патологии, кроме тех, которые уже есть на момент рождения.