Zmiany budowy chromosomów mogą być dziedziczne, jeżeli jedno z rodziców jest nosicielem zrównoważonej aberracji chromosomowej.

Zmiany w chromosomach mogą mieć formę wymiany materiału gene­tycznego (tak zwanej translokacji chromosomowej) między chromoso­mami różnych par lub braków (delecji) albo nadmiaru (duplikacji) ma­teriału genetycznego. Jeżeli translokacja jest zrównoważona, to wy­mianę między chromosomami można porównać do wymiany różnych rodzajów włóczki między motkami – komórka nadal zawiera tę samą liczbę różnych kolorów włóczki, tylko są one inaczej zwinięte. Jednak podczas podziału tych motków pomyłki zdarzają się o wiele częściej niż podczas podziału motków zwiniętych poprawnie: czasami z jedne­go motka dostaniemy za dużo włóczki, a w drugim będzie nam brako­wało koloru; gdy spróbujemy zrobić z tych motków sweter, może nam zabraknąć włóczki w kolorze zielonym, a zostanie nam za dużo włócz­ki w kolorze czerwonym. W ten sposób zrównoważone translokacje u rodziców mogą spowodować niezrównoważone aberracje chromo­somowe u dzieci.

Przypadki dziedzicznych aberracji chromosomowych można potwierdzić wyłącznie na podstawie badania chromosomów rodziców. W wypadku dziedzicznych aberracji chromosomowych ryzyko po­nownego urodzenia dziecka z nieprawidłowymi chromosomami jest duże i może wynosić do 30%. Konsultacja genetyczna oraz zbadanie chromosomów rodziców, a czasami także innych członków rodziny pomoże w dokładnym oszacowaniu tego ryzyka. W tych sytuacjach jest dostępna diagnostyka prenatalna, która wykaże, czy dziecko odziedziczyło prawidłowy czy też nieprawidłowy zestaw chromoso­mów. Zrównoważone strukturalne aberracje chromosomowe mogą być dziedziczone w rodzinach przez pokolenia bez wystąpienia żad­nych zmian; dopiero niezrównoważone dziedziczenie powoduje wady wrodzone lub upośledzenie umysłowe.

Inne chromosomy, które mogą występować w formie trisomii to chromosom 13 i 18 oraz chromosomy płciowe X i Y. Trisomie chromo­somu 13 (zespół Pataua) i chromosomu 18 (zespół Edwarda) powodu­ją niemal zawsze śmiertelne zespoły wad wrodzonych oraz bardzo ciężkie upośledzenie umysłowe. Większość dzieci dotkniętych tymi schorzeniami umiera w pierwszym tygodniu życia. W wypadku tych chorób częste są też poronienia, porody wcześniacze i porody mar­twe. Rodziny, a zwłaszcza pary małżeńskie, u których występują liczne przypadki poronień lub porodów martwych, powinny przejść konsul­tację genetyczną i badanie chromosomów – podobnie każdy noworo­dek urodzony z mnogimi wadami anatomicznymi (tak zwanym zespo­łem wad wrodzonych).

Zaburzenia liczbowe (niedobór lub nadmiar) chromosomów płcio­wych powodują niewielkie wady fizyczne, lekkie upośledzenie umysło­we oraz zaburzenia płodności łącznie z niepłodnością. Do zaburzeń liczbowych chromosomów płciowych należą: zespół Turnera, spowo­dowany brakiem jednego chromosomu X u dziewcząt, zespół Klinfeltera, spowodowany dodatkowym chromosomem X u chłopców, oraz choroby związane z dodatkowym chromosomem X u dziewcząt i Y u chłopców. Aberracje te często wykrywa się dopiero podczas badań niepłodności u dorosłych (patrz rozdział 6. Niepłodność).

Ponieważ liczbowe aberracje chromosomowe są dziełem przypad­ku, ryzyko ich ponownego wystąpienia jest nikłe (tylko czasami nieco wyższe niż w rodzinach, w których aberracje nie wystąpiły). Na przy­kład po urodzeniu dziecka z zespołem Turnera ryzyko urodzenia dru­giego dziecka z liczbową wadą chromosomową nie zwiększa się; po urodzeniu dziecka z innymi wadami liczbowymi chromosomów zwięk­sza się, ale zaledwie do 1%, jeżeli matka ma poniżej 35 lat. Gdy jednak matka ma więcej niż 35 lat, prawdopodobieństwo urodzenia drugiego dziecka z liczbową wadą chromosomową rośnie z każdym rokiem jej życia.

Jedną z najczęściej spotykanych wad spowodowanych nieprawidło­wą liczbą chromosomów jest zespół Downa. Prawdopodobnie każdy z nas wie, jak wyglądają osoby z tym schorzeniem. Mają charaktery­styczne, niemal mongolskie rysy twarzy, są z reguły niskiego wzrostu, często są też obarczone poważnymi wadami serca, nerek lub żołądka. Wiele z tych wad wymaga leczenia chirurgicznego w pierwszych tygo­dniach życia. Osoby z zespołem Downa cierpią w mniejszym lub więk­szym stopniu na upośledzenie umysłowe. Dzieci z zespołem Downa są podatne na białaczkę, niedoczynność tarczycy, często chorują na zapa­lenia ucha środkowego. Ze względu na nieprawidłowy kręg szyjny mo­że u nich wystąpić niespodziewany paraliż. Dorośli z zespołem Downa zapadają na chorobę Alzheimera w bardzo młodym wieku.

Zespół Downa jest spowodowany obecnością dodatkowej kopii materiału genetycznego występującego w dwudziestym pierwszym chromosomie: każda lub prawie każda komórka w ciele osoby z ze­społem Downa posiada nie dwie, lecz trzy kopie materiału z tego chro­mosomu. Ten dodatkowy materiał występuje najczęściej w formie trzeciej kopii całego chromosomu, czyli tak zwanej trisomii, lecz może wystąpić także w innych formach.

Obecność dodatkowej kopii całego chromosomu 21 jest kwestią przypadku i wynika z nieprawidłowego podziału komórek rozrod­czych. Para chromosomów 21 nie dzieli się tak jak powinna i jedna z komórek potomnych zamiast jednej otrzymuje dwie kopie tego sa­mego chromosomu. Po zapłodnieniu dodatkową, czyli trzecią, kopię chromosomu 21 zarodek otrzymuje z gamety pochodzącej od drugie

go rodzica. Nieprawidłowy podział chromosomów występuje najczę­ściej wśród komórek rozrodczych matki, czyli w jajeczkach; im są one starsze, tym większe ryzyko nieprawidłowej segregacji wszystkich chromosomów, nie tylko chromosomu 21. Ryzyko wystąpienia zespo­łu Downa rośnie wraz z wiekiem matki. Zespół Downa często (ale nie zawsze) występuje w ostatniej ciąży w rodzinie, dotyczy często najmłodszych dzieci starszych matek. I choć nawet w wieku 35 lat ryzyko wystąpienia zespołu Downa u płodu jest nadal małe (1 na 385 urodzeń), kobietom powyżej 35 lat zaleca się badania prenatalne w celu wykrycia tej wady chromosomowej.

Trisomia, czyli przypadkowe przekazanie dodatkowej kopii chro­mosomu numer 21, nie jest chorobą dziedziczną. Nawet jeżeli w ro­dzinie wystąpiły przypadki trisomii, to ryzyko ponownego pojawienia wady tego typu u krewnych nie zwiększa się. Jednak w każdym wypad­ku wystąpienia zespołu Downa w rodzinie należy upewnić się, czy był on spowodowany trisomią, czy inną aberracją chromosomową, która mogła spowodować przekazanie dodatkowej kopii materiału chromo­somu 21. Nosicielstwo niektórych aberracji dotyczących chromosomu 21 zdecydowanie zwiększa ryzyko powtórnego wystąpienia zespołu Downa w rodzinie. Dlatego każde dziecko z zespołem Downa powin­no zostać poddane analizie chromosomów pod kontrolą lekarza gene­tyka. O takim właśnie przypadku pisała Dorota Terakowska w Poczwar- ce: w rodzinie, którą opisała, ojciec Myszki z zespołem Downa miał także brata z zespołem Downa. Prawdopodobnie to właśnie brat był nosicielem zmiany chromosomowej dotyczącej chromosomu 21, mi­mo iż winił o to matkę dziecka. Istnieje wiele różnych wad budowy chromosomów, które mogą odpowiadać za przekazanie dodatkowego materiału chromosomowego. Jedna z nich to bardzo rzadka wada – fu­zja centromeryczna dwu chromosomów 21; jeżeli występuje u człowieka, całkowicie uniemożliwia mu posiadanie zdrowych dzieci: każde dziecko będzie dotknięte zespołem Downa.

Podczas zapłodnienia, gdy jajeczko spotyka się z plemnikiem, otrzymu­jemy dwie kopie DNA w postaci dwóch kompletów chromosomów: jeden komplet od matki, drugi od ojca. Liczba chromosomów w game­tach jest zawsze taka sama: wynosi dwadzieścia trzy, a po zapłodnieniu wraca do normalnej liczby chromosomów w komórce, czyli do czter­dziestu sześciu. Czasami jednak podczas podziału komórek rozrod­czych na gamety następuje pomyłka i wtedy gameta ma albo za dużo, albo za mało chromosomów. Ponadto gdy komórka się dzieli, podczas wymiany materiału genetycznego między chromosomami mogą wystą­pić błędy strukturalne w budowie samych chromosomów. Zdarza się wtedy, że w chromosomie znajdzie się dodatkowy materiał genetycz­ny albo że brakuje ważnych jego części. Wszystkie te błędy w budowie lub liczbie chromosomów mogą spowodować poważne zaburzenia rozwoju, a nawet śmierć płodu lub dziecka.

Anna miała trzech synów. Najmłodszego z nich, Aleksa, poznałam podczas konsultacji genetycznej, gdy miał 8 miesięcy. Sama skóra i kości, nie przybierał na wadze, miał bardzo powiększoną wątro­bę. Nie rozwijał się tak szybko jak powinien – jeszcze nie siedział, nie mówił ?mama”. Po badaniach biochemicznych i genetycznych okazało się, że ma glikogenozę, chorobę polegającą na niemożności wykorzystania zmagazynowanych w wątrobie składów cukru (tak zwanego glikogenu). Po paru ty­godniach leczenia za pomocą częstego karmienia, także nocą, za pomocą sondy żołądkowej, zaczął przybierać na wadze; nadrobił także zaległości w rozwoju.

Podczas pierwszej rozmowy klinicznej, gdy pytałam o historię rodziny, okazało się, że najstarszy brat, Brett, cierpi na cukrzycę insulinozależną, a średni, Andrew, urodził się z rozszczepieniem lędź­wiowego łuku kręgowego, czyli rozszczepieniem cewy nerwowej, która wymagała operacji, gdy miał półtora roku. Choroba Aleksa była trzecią bardzo poważną i zupełnie niezależną chorobą w tej ro­dzinie. Sam Aleks w wieku 7 lat także zachorował na cukrzycę insulinozależną, co bardzo skompli­kowało leczenie jego glikogenozy.

W tej rodzinie mieliśmy do czynienia z trzema bardzo poważnymi i zupełnie niezależnymi choroba­mi! jedna z nich to choroba recesywna (glikogenoza), dwie pozostałe to choroby o podłożu genetycz­nym, lecz dziedziczone wieloczynnikowo – cukrzyca oraz wrodzona wada cewy nerwowej. A wszyst­kie trzy wystąpiły razem w tej rodzinie zupełnie przypadkowo. Recesywna choroba Aleksa była spo­wodowana odziedziczeniem dwu mutacji, których nosicielami są jego rodzice. Wrodzona wada cewy nerwowej i cukrzyca to choroby wieloczynnikowe spowodowane zupełnie innymi genami predyspo­nującymi i innymi czynnikami środowiskowymi. Wygląda na to, że zarówno Aleks, jak i Brett odzie­dziczyli te same geny predysponujące cukrzycy i że czynniki środowiskowe w przypadku obu były bardzo podobne.