Генетика нарушения слуха у собак

Опубликовано Доктором Джорджом Стрэйном (Dr. George M. Strain). Переведено Александрой Сегал с письменного разрешения автора. Обновлено в Марте 2017.

Врожденное нарушение слуха у собак (или других животных) может быть приобретено [вызывается внутриутробными инфекциями, ототоксическими лекарственными средствами, такими как гентамицин, заболеваниями печени или другими токсическими воздействиями до или сразу после рождения] или унаследовано. Унаследованные расстройства чаще всего могут быть вызваны дефектом гена, который может быть либо аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, связанный с полом, митохондриальный, либо может включать в себе несколько генов (подробнее об этом позже). Как правило, если в породе не обнаружена явная проблема или не проводятся тщательно спланированные разведения, то невозможно определить причину врожденного нарушения слуха. В этой статье я расскажу о том, что известно в настоящее время о генетике нарушения слуха у собак, чтобы люди, разводящие животных, могли принимать наиболее обоснованные решения при попытках уменьшить либо устранить нарушение слуха.

Врожденное нарушение слуха встречается более чем у 100 пород собак, причем список постоянно растет (см. список); он потенциально может появиться в любой породе, но особенно у тех, что с белой пигментацией кожи и волос. Нарушение слуха может довольно давно таиться ​​в породе, но, в то же время, быть скрытым от посторонних – своеобразная защита репутации. Расстройство обычно имеет пигментную структуру, и присутствие белых пигментов в волосяном покрове увеличивает вероятность расстройства. В основном, два гена пигментации часто ассоциируются с нарушением слуха у собак: ген мерле (встречается у пород - Колли, Шелти, Такса, Датский дог, Американская гончая, Староанглийская овчарка и Норвежская гончая) и ген пегий (Бультерьер, Самоед, Борзая, Пиренейская горная собака, Силихем-терьер, Бигль, Бульдог, Далматин, Английский сеттер). Однако, как выяснилось, не все породы были связаны с этими генами. Нарушение слуха, которое обычно развивается в первые несколько недель после рождения, в то время как ушной канал бывает всё еще закрыт, обычно возникает из-за перерождения части кровоснабжения ушной улитки (линия васкуляризации). Чувствительные нервные клетки ушной улитки впоследствии умирают, вследствие чего возникает постоянное нарушение слуха. Причина сосудистой дегенерации неизвестна, но, по-видимому, связана с отсутствием клеток пигмента, известных как меланоциты. Все функции этих клеток неизвестны, но одна из них заключается в поддержании высоких концентраций калия в жидкости (эндолимф), содержащихся в волосковых клетках ушной улитки; Эти пигментные клетки имеют решающее значение для выживания полоски, и полоска имеет решающее значение для выживания волосковых клеток. В добермане наблюдается другая форма врожденной наследственной глухоты, которая также сопровождается вестибулярным (балансовым) нарушением; данное нарушение слуха является следствием иного механизма, при котором гибель волосковых клеток не является результатом дегенерации, а является первичной патологией. Нарушение слуха в жизни у собак может также возникнуть от таких причин, как токсичность, инфекции, травмы или старость (пресбиоцит); большинство из этих форм нарушения слуха у животных не имеют генетической причины и, следовательно, не создают проблем при решении о размножении, но недавно выяснилось, что взрослые Бордер-колли и Родезийский риджбек – это собаки, у которых выявляется нарушение слуха больше, чем у всех остальных пород.

Распространенность врожденного нарушения слуха у разных пород редко выявляется ввиду ограниченного числа исследований (см. таблицу). У Далматинцев, где распространенность является самой высокой, 8% всех собак в США являются глухими на двусторонней основе, а 22% глухи в одностороннем порядке; в Европе соотношение поменьше. У Английском сеттера, Английского коккер-спаниеля, Австралийской пастушьей собаки и Бультерьера (протестировано меньшее количество собак) распространенность, по-видимому, составляет от одной трети до половины от числа Далматинцев. Одностороннее или двустороннее нарушение слуха встречается у 75% от всех белых Норвежских гончих, в то время как распространенность у собак обычного окраса неизвестна. Другие породы с высокой распространенностью - Катахула и Австралийская овчарка. Распространенность всех типов нарушения слуха среди общей популяции собак низка и составляет от 2,56 до 6,5 случаев на 10 000 собак, зарегистрированных в учебных больницах ветеринарной школы, однако эти данные предшествуют наличию устройств для проверки слуха и, следовательно, значительно ниже, чем фактические значения. Очень трудно признать эти значения, поскольку, в основном, глухие собаки слышат нормально, если не проводить специальные проверки (ответный звуковой сигнал на головной мозг, BAER); средства для выполнения BAER, как правило, доступны только в ветеринарных школах (см. список). Следует отметить, что односторонне глухая собака может передать нарушение слуха своему потомству, как и двухсторонняя глухая собака, поэтому очень важно проводить тесты BAER на щенках пораженных пород.

Метод генетической передачи нарушения слуха у собак, как правило, неизвестен. Не существует признанных форм глухоты у собак, связанных с полом, хотя это имеет место быть в жизни у людей. Было известно, что имеется нарушение аутосомно-рецессивного механизма у Ротвейлера, Бультерьера и Пойнтера, но эти предположения не надежны, потому что отчеты были опубликованы до появления тестирования BAER и способности обнаруживать односторонне глухих собак. Во время исследования Пойнтеров использовали высоко врождённую популяцию («тревожные» указатели), которая может скрыть режим наследования. В некоторых источниках указывается, что передача нарушения слуха у большинства других пород является аутосомно-доминантной, но это неверно, как будет описано ниже. Связанная с пигментом унаследованное нарушение слуха не ограничивается собаками. Подобные дефекты были обнаружены и у мышей, норок, свиней, овец, лошадей, крупного рогатого скота, кошек, хорьков, кроликов, лам, альпаков и людей. Нарушение слуха у голубоглазых белых кошек обычна, оно впервые упоминается в «Происхождении видов» Дарвина. Голубые глаза, возникающие из-за отсутствия пигмента в радужной оболочке, часто совместимы с глухотой, ассоциированной с пигментами, но сами по себе не являются признаком глухоты или присутствия гена глухоты; однако несколько пород (Далматинец, Английский сеттер, Английский коккер-спаниель, Бультерьер) собак (кошек) с голубыми глазами статистически более склонны к смерти. Синдром Ваарденбурга - состояние человека, признаками которого являются - глухота, белые пигменты в волосах и бороде, глаза голубого или другого яркого цвета (в том числе у афроамериканцев и азиатов), отсутствие пигмента за сетчаткой и незначительные структурные деформации вокруг носа и глаз. Это аутосомно-доминантное расстройство с неполной пенетрантностью, что означает, что у индивидуумов, которые наследуют расстройство, могут не проявляться все компоненты синдрома, соответственно, они не могут быть глухими. Неполное проявление дефекта сильно усложняет определение способа наследования. В настоящее время нет документации о том, что неполная пенетрантность является фактором в любой глухоте собак за исключением того, что глухота может затронуть одно либо оба уха.

В простой генетике Менделя каждая собака имеет по два экземпляра каждого гена, по одному от каждого родителя. Возможные результаты размножения могут быть продемонстрированы с таблицами, показывающими генотип обоих родителей и возможные комбинации у их потомства. Если глухота переносится как теоретический простой аутосомно-рецессивный ген (d), то размножение двух носителей слуха (Dd) (Таблица 1) приведет в среднем к 25% поражённым собакам (dd), 50% носителей слуха (Dd), и 25% без дефекта (DD). Следует подчеркнуть, что эти проценты отражают средние результаты размножения, а не обязательно каждый отдельный приплод. Размножение носителя собаки без дефекта (Таблица 2) приведет к тому, что не будут заражены собаки, кроме 50% носителей и 50% без дефекта. Размножение собаки с дефектом и носителя (Таблица 3) приведет к 50% заражённых, 50% носителей, и не будет незаражённых собак. Наконец, размножение собаки с дефектом и собаки без дефекта (Таблица 4) приведет к 100% -м носителям, а незаражённых собак не будет.

Если вместо этого нарушение слуха переносится в виде простого аутосомно-доминантного гена (D), размножение заражённой собаки (Dd) и собаки без дефекта (dd) (Таблица 3) приведет, в среднем, к 50% заражённых и 50% незаражённых. Если не будут разведены две глухие собаки, то вряд ли возникнут собаки с генотипом DD. Всё вышеизложенное говорит о том, что неполная пенетрантность не играет никакой роли. Если более чем один ген (рецессивный и/или доминантный) вовлечен в возникновение глухоты, то возможные комбинации становятся намного более сложными. У людей идентифицировано более 50 различных аутосомно-рецессивных или доминантных генов и локусов нарушения слуха. Дети двух глухих родителей с двумя различными рецессивными признаками нарушения слуха могут и не оказаться глухими, но несут оба гена. Если глухота у собак связана с более чем одним рецессивным геном, то возможные результаты размножения более многочисленны, и, соответственно, будет затруднено определение механизмов передачи.

Как указано выше, нарушение слуха можно связать с геном мерле (пестрота), который создаёт смешанную или лоскутную комбинацию тёмных и светлых областей, наложенных на основной цвет шерсти. Этот ген (M) является доминантным, так что пораженные им собаки (Mm) проявляются пигментацией, что очень желательно во многих породах. Однако, когда разводят двух собак, гетерозиготных с мерле (Mm), 25%, в конечном итоге, будут иметь генотип ММ (то есть, Таблица 1). Эти собаки обычно имеют сплошную белую шерсть и синие радужные оболочки глаз, часто глухие и/или слепые и могут быть бесплодными. Люди, разводящие эти породы собак знают, что нельзя разводить мерле с мерле. В этом случае глухота не является ни доминирующей, ни рецессивной, но связана с доминантным геном, который разрушает пигментацию, а в качестве вторичного эффекта производит глухих собак.

Пегий окрас является рецессивным аллелем S-гена, где доминирующая аллель выражена в виде сплошного цвета. Выделены три рецессивные аллели: ирландская пятнистость (si), пегий (sp) и крайне белый пегий (sw). Эти аллели генов влияют на количество и распределение белых областей на теле, при этом три из них отображают возрастающее количество белого цвета в указанном порядке. Генетическая передача нарушения слуха у собак с рецессивными аллелями этого пигментного гена, например, Далматинца (гомозиготного по sw), менее ясна. Нарушение слуха у Далматинцев, по-видимому, не является аутосомно-доминантной, поскольку глухие щенки являются результатом нарушения слуха их родителей. Это не похоже на простое рецессивное расстройство, так как мы разводили пары глухих далматинцев и получали двустороннее и одностороннее нарушение слуха щенков, в то время как все должны были быть глухими при случае, что расстройство было рецессивным. Эти результаты могут быть объяснены причиной наличия нескольких генов - наличием двух различных аутосомно-рецессивных генов нарушения слуха или синдрома с неполной пенетрантностью. Для определения механизмов потребуются дополнительные исследования. Несколько потенциальных генов, которые, как известно, вызывают нарушение слуха, связанного с пигментами, имеющихся у людей, были устранены в качестве возможной причины, связанной с пигментом нарушения слуха у Далматинцев. Мы надеемся, что отображение цельного генома идентифицирует причину нарушения слуха в этой и других породах.

Недавние исследования показали, что нарушение слуха у доберманов, которые не имеют генов мерле или пегий окрас, является результатом прямой потери волосковых клеток в ушной раковине без какого-либо воздействия на сосудистую сеть. Вестибулярные (балансовые) признаки, включая наклон головы и круговое движение, а также нарушение слуха, которое обычно является двухсторонним, передается простым аутосомно-рецессивным механизмом. Подобная патология была описана для Шропширского терьера, породы, которая, возможно, больше не существует.

Так что же делать людям, разводящим собак, при появлении признаков нарушения слуха? Самый консервативный подход состоит в том, чтобы не разводить животное с данным дефектом и не повторять размножение, вызвавшее нарушение слуха. Рекомендуется (клуб Далматинцев в Америке) усыпить таких щенков, поскольку они могут родить таких же щенков, их трудно обучать, склонны к запугиванию, могут умереть от несчастных случаев (автомобили) и требовать чрезмерный уход. На этот счет есть серьезные разногласия, и нет сомнений, что многие люди довольно удачно жили с глухими собаками. Для каждой такой истории с проблемами глухой собаки есть история одной, которая прожила довольно удачную жизнь. К сожалению, нет такого способа, чтобы определить, будет ли щенок глухим. Собаки с односторонним нарушением слуха могут родить полноценных щенков, но всё равно, их разводить нельзя. Породы собак не должны быть выведены в том случае, когда нарушение слуха в данных породах встречается нечасто, но это не означает, что все связанные с ними собаки представляют собой риск и должны быть исключены из разведения. Понимание вышеописанных простых аутосомно-рецессивных и доминирующих структур может позволить людям, разводящим собак, принимать более обоснованные решения в разведении (хотя мы еще не знаем механизм наследования) и, вероятно, избежать в будущем нарушения слуха у животных, не жертвуя, при этом, разводящей линией, которая существовала в течение многих лет. Однако, следует проявлять особую осторожность при разведении собак с нарушением слуха, будь то одностороннее или двустороннее нарушение. Чтобы принимать эти решения в информированной манере для пород с определённым нарушением слуха, важно использовать преимущества слухового тестирования в ветеринарных школах. Собаки с односторонним нарушением слуха не могут быть определены другими способами, и эти собаки, в свою очередь, незаметно передадут свои дефектные гены.

Для более подробной информации и более технической дискуссии см.: Стрейн Г.М. (2015) Генетика нарушения слуха у домашних животных. Границы в ветеринарии 2:29. doi: 10.3389 / fvets.2015.00029. Эта статья доступна в онлайновом режиме и является бесплатной - просто добавьте номер doi (цифровой идентификатор объекта) в веб-браузер.

Таблицы:

Теоретические результаты разведения двух носителей рецессивного гена нарушения слуха (d).

Таблица 1 Dd
Dd DD Dd
Dd dd

Теоретические результаты разведения носителя и собаки без рецессивного гена нарушения слуха.

Таблица 2 DD
Dd DD DD
Dd Dd

Теоретические результаты разведения носителя и собаки с дефектом с рецессивным геном нарушения слуха.

Таблица 3 Dd
dd Dd dd
Dd dd

Теоретические результаты разведения собаки с дефектом и собаки без рецессивного гена.

Таблица 4 DD
dd Dd Dd
Dd Dd

Dr. George M. Strain
Louisiana State University
Comparative Biomedical Sciences
School of Veterinary Medicine
Baton Rouge, Louisiana 70803
Phone: 225-578-9758
Fax: 225-578-9795
E-mail: [email protected]