Биохимический метод изучения генетики человека основан на изучении характера биохимических реакций в организме и обмена веществ для установления носительства аномального гена или уточнения диагноза.
В отличие от цитогенетического метода, который позволяет изучать структуру хромосом и кариотипа в норме и диагностировать наследственные болезни, связанные с изменением их числа и нарушением организации, наследственные заболевания, обусловленные генными мутациями, а также полиморфизм по нормальным первичным продуктам генов изучают с помощью биохимических методов.
Эти методы позволяют определить место и характер мутации по изменениям в составе затронутых мутацией белков. Например, при мутации, ведущей к замене всего одной аминокислоты в огромной молекуле переносчика кислорода — гемоглобина, возникает наследственное заболевание, получившее название серповидной анемии, при котором эритроциты принимают форму полумесяца. Исследовав аминокислотный состав гемоглобина и обнаружив замену, можно сразу поставить диагноз.
Впервые эти методы стали применять для диагностики генных болезней еще в начале XX в. В последние 30 лет их широко используют в поиске новых форм мутантных аллелей. С их помощью описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ. Для многих из них выявлен дефект первичного генного продукта. Наиболее распространенными среди таких заболеваний являются болезни, связанные с дефектностью ферментов, структурных, транспортных или иных белков. Установлено большое разнообразие гемоглобинов у человека, связанное с изменением структуры его пептидных цепей, что нередко является причиной развития заболеваний. Дефекты ферментов устанавливают путем определения содержания в крови и моче продуктов метаболизма, являющихся результатом функционирования данного белка. Дефицит конечного продукта, сопровождающийся накоплением промежуточных и побочных продуктов нарушенного метаболизма, свидетельствует о дефекте фермента или его дефиците в организме.
Предметами современной биохимической диагностики являются специфические метаболиты, энзимопатии, различные белки. Объектами биохимического анализа могут служить моча, пот, плазма и сыворотка крови, форменные элементы крови, культуры клеток (фибробласты, лимфоциты). Для биохимической диагностики используются как простые качественные реакции (например, хлорид железа для выявления фенилкетонурии), так и более точные методы.
Биохимическую диагностику наследственных нарушений обмена проводят в два этапа. На первом этапе отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором — более точными и сложными методами уточняют диагноз заболевания. Применение биохимических исследований для диагностики заболеваний в пренатальном периоде или непосредственно после рождения позволяет своевременно выявить патологию и начать специфические медицинские мероприятия, как, например, в случае фенилкетонурии. Для определения содержания в крови, моче или амниотической жидкости промежуточных, побочных и конечных продуктов обмена кроме качественных реакций со специфическими реактивами на определенные вещества используют хроматографические методы исследования аминокислот и других соединений.
Биохимические методы изучения наследственности человека помогают обнаружить ряд заболеваний обмена веществ (углеводного, аминокислотного, липидного и др.) при помощи, например, исследования биологических жидкостей путем качественного или количественного анализа.
С помощью биохимических методов открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутантных генов. При различных типах заболеваний удается либо определить сам аномальный белок-фермент, либо установить промежуточные продукты обмена. По результатам биохимических анализов возможно поставить диагноз болезни и определить методы лечения. Ранняя диагностика и применение различных диет на первых этапах постэмбрионального развития позволяют излечить некоторые заболевания или хотя бы облегчить состояние больных с неполноценными ферментными системами.

Основной метод генетики - гибридологический (скрещивание определенных организмов и анализ их потомства, этот метод использовал Г.Мендель).

Гибридологический метод не подходит для человека по морально-этическим соображениям, а так же из-за малого количества детей и позднего полового созревания. Поэтому для изучения генетики человека применяют косвенные методы.

1) Генеалогический - изучение родословных. Позволяет определить закономерности наследования признаков, например:

• если признак проявляется в каждом поколении, то он доминантный (праворукость)
• если через поколение - рецессивный (голубой цвет глаз)
• если чаще проявляется у одного пола - это признак, сцепленный с полом (гемофилия, дальтонизм)

2) Близнецовый - сравнение однояйцевых близнецов, позволяет изучать модификационную изменчивость (определять воздействие генотипа и среды на развитие ребенка).

Однояйцевые близнецы получаются, когда один зародыш на стадии 30-60 клеток делится на 2 части, и каждая часть вырастает в ребенка. Такие близнецы всегда одного пола, похожи друг на друга очень сильно (потому что у них совершенно одинаковый генотип). Отличия, которые возникают у таких близнецов в течение жизни, связаны с воздействием условий окружающей среды.

Разнояйцевые близнецы (не изучаются в близнецовом методе) получаются, когда в половых путях матери одновременно оплодотворяются две яйцеклетки. Такие близнецы могут быть одного или разного пола, похожи друг на друга как обычные братья и сестры.

3) Цитогенетический - изучение под микроскопом хромосомного набора - числа хромосом, особенностей их строения. Позволяет выявлять хромосомные болезни. Например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя 21-ая хромосома.

4) Биохимический - изучение химического состава организма. Позволяет узнать, являются ли пациенты гетерозиготами по патологическому гену. Например, гетерозиготы по гену фенилкетонурии не болеют, но в их крови можно обнаружить повышенное содержание фенилаланина.

5) Популяционно-генетический - изучение доли различных генов в популяции. Основа на законе Харди-Вайнберга. Позволяет расчитать частоту нормальных и патологичнеских фенотипов.

Выберите один, наиболее правильный вариант. С помощью какого метода выявляется влияние генотипа и среды на развитие ребенка
1) генеалогического
2) близнецового
3) цитогенетического
4) гибридологического

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Близнецовый метод исследования используют
1) цитологи
2) зоологи
3) генетики
4) селекционеры
5) биохимики

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генетики, используя генеалогический метод исследования, составляют
1) генетическую карту хромосом
2) схему скрещивания
3) родословное древо
4) схему предковых родителей и их родственные связи в ряде поколений
5) вариационную кривую

Ответ

1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод исследования используют для установления
1) доминантного характера наследования признака
2) последовательности этапов индивидуального развития
3) причин хромосомных мутаций
4) типа высшей нервной деятельности
5) сцепленности признака с полом

Ответ

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод позволяет определить
1) степень влияния среды на формирование фенотипа
2) влияние воспитания на онтогенез человека
3) тип наследования признака
4) интенсивность мутационного процесса
5) этапы эволюции органического мира

Ответ

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод используют для определения


3) закономерностей наследования признаков
4) числа мутаций
5) наследственного характера признака

Ответ

4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод используют для
1) изучения влияния воспитания на онтогенез человека
2) получения генных и геномных мутаций
3) изучения этапов эволюции органического мира
4) выявления наследственных заболеваний в роду
5) исследования наследственности и изменчивости человека

Ответ

5. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод используют для определения
1) степени влияния факторов среды на формирование признака
2) характера наследования признака
3) вероятности передачи признака в поколениях
4) структуры хромосом и кариотипа
5) частоты встречаемости патологичного гена в популяции

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Основной метод изучения закономерностей наследования признаков
1) генеалогический
2) цитогенетический
3) гибридологический
4) близнецовый

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Для определения характера влияния генотипа на формирование фенотипа у человека анализируется характер проявления признаков
1) в одной семье
2) в больших популяциях
3) у идентичных близнецов
4) у разнояйцовых близнецов

Ответ

Установите соответствие между характеристикой и методом: 1) цитогенетический, 2) генеалогический. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) исследуется родословная семьи
Б) выявляется сцепление признака с полом
В) изучается число хромосом на стадии метафазы митоза
Г) устанавливается доминантный признак
Д) определяется наличие геномных мутаций

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Метод, позволяющий изучать влияние условий среды на развитие признаков
1) гибридологический
2) цитогенетический
3) генеалогический
4) близнецовый

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой метод генетики используют для определения роли факторов среды в формировании фенотипа человека
1) генеалогический
2) биохимический
3) палеонтологический
4) близнецовый

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой метод используют в генетике при изучении геномных мутаций
1) близнецовый
2) генеалогический
3) биохимический
4) цитогенетический

Ответ

1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Цитогенетический метод используют для определения
1) степени влияния среды на формирование фенотипа
2) наследования сцепленных с полом признаков
3) кариотипа организма
4) хромосомных аномалий
5) возможности проявления признаков у потомков

Ответ

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Цитогенетический метод позволяет изучить у человека
1) наследственные заболевания, связанные с геномными мутациями
2) развитие признаков у близнецов
3) особенности обмена веществ его организма
4) его хромосомный набор
5) родословную его семьи

Ответ

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Цитогенетический метод исследования генетики человека
1) основан на составлении родословных человека
2) используется для изучения характерна наследования признака
3) заключается в микроскопическом исследовании структуры хромосом и их количества
4) используется для выявления хромосомных и геномных мутаций
5) помогает установить степень влияния среды на развитие признаков

Ответ

Все приведённые ниже методы исследования, кроме двух, используются для изучения наследственности и изменчивости человека. Определите эти два метода, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) генеалогически
2) гибридологический
3) цитогенетический
4) экспериментальный
5) биохимический

Ответ

Выберите из текста три предложения, которые дают верную характеристику методам исследования генетики и наследственности человека. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Генеалогический метод, используемый в генетике человека, основан на изучении родословного древа. (2) Благодаря генеалогическому методу был установлен характер наследования конкретных признаков. (3) Близнецовый метод позволяет прогнозировать рождение однояйцевых близнецов. (4) При использовании цитогенетического метода устанавливают наследование у человека групп крови. (5) Характер наследования гемофилии (плохой свёртываемости крови) был установлен путём анализа родословных как Х-сцепленный рецессивный ген. (6) Гибридологический метод позволяет изучить распространение болезней по природным зонам Земли.

Ответ

Ниже приведен перечень методов генетики. Все они, кроме двух, относятся к методам генетики человека. Найдите два термина, «выпадающих» из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) близнецовый
2) генеалогический
3) цитогенетический
4) гибридологический
5) индивидуального отбора

Ответ

1. Выберите два верных варианта ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Биохимический метод исследования используется для:
1) изучения кариотипа организма
2) установления характера наследования признака
3) диагностике сахарного диабета
4) определения дефектов ферментов
5) определения массы и плотности органоидов клетки

Ответ

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Биохимический метод исследования используется для
1) определения степени влияния среды на развитие признаков
2) изучения обмена веществ
3) изучения кариотипа организма
4) исследования хромосомных и геномных мутаций
5) уточнения диагнозов сахарного диабета или фенилкетонурии

Ответ

1. Выберите три варианта. Сущность гибридологического метода заключается в
1) скрещивании особей, различающихся по нескольким признакам
2) изучении характера наследования альтернативных признаков
3) использовании генетических карт
4) применении массового отбора
5) количественном учёте фенотипических признаков потомков
6) подборе родителей по норме реакции признаков

Ответ

2. Выберите два верных ответа. К особенностям гибридологического метода относят
1) подбор родительских пар с альтернативными признаками
2) наличие хромосомных перестроек
3) количественный учёт наследования каждого признака
4) определение мутантных генов
5) определение числа хромосом в соматических клетках

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие методы научного исследования используются для диагностики сахарного диабета и выявления характера его наследования?
1) биохимический
2) цитогенетический
3) близнецовый
4) генеалогический
5) исторический

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. В генетике человека используют методы
1) цитогенетический
2) генеалогический
3) индивидуального отбора
4) гибридологический
5) полиплоидизации

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Для изучения наследственных болезней человека исследуют клетки околоплодной жидкости методами
1) цитогенетическим
2) биохимическим
3) гибридологическим
4) физиологическим
5) сравнительно-анатомическим

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Популяционно-статистический метод исследования генетики человека используется для
1) расчета частоты встречаемости нормальных и патологических генов
2) изучения биохимических реакций и обмена веществ
3) предсказания вероятности генетических аномалий
4) определения степени влияния среды на развитие признаков
5) изучения структуры генов, их количества и расположения в молекуле ДНК

Ответ

Установите соответствие между примерами и методами выявления мутаций: 1) биохимический, 2) цитогенетический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) утрата Х-хромосомы
Б) образование бессмысленных триплетов
В) появление дополнительной хромосомы
Г) изменение структуры ДНК в пределах гена
Д) изменение морфологии хромосомы
Е) изменение числа хромосом в кариотипе

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Близнецовый метод исследования генетики человека используется для
1) изучения характера наследования признака
2) определения степени влияния среды на развитие признаков
3) предсказания вероятности рождения близнецов
4) оценки генетической предрасположенности к различным заболеваниям
5) расчета частоты встречаемости нормальных и патологических генов

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. В генетике используют
1) конвергентное сходство особей
2) гибридологический анализ
3) скрещивание особей
4) искусственный мутагенез
5) центрифугирование

Ответ

Проанализируйте таблицу «Методы изучения наследственности человека». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) установление характера наследования различных признаков
2) микроскопическое исследование числа и структуры хромосом
3) биохимический метод
4) цитогенетический метод
5) близнецовый метод
6) изучение родственных связей между людьми
7) изучение химического состава крови
8) выявление нарушения обмена веществ

Ответ

© Д.В.Поздняков, 2009-2019

Причиной многих врожденных нарушений метаболизма являются различные дефекты ферментов, возникающие вследствие изменяющих их структуру мутаций.Биохимические показатели более точно отражают сущность болезни по сравнению с показателями клиническими, поэтому их значение в диагностике наследственных болезней постоянно возрастает. Использование современных биохимических методов позволяют определять любые метаболиты, специфические для конкретной наследственной болезни.

Предметом современной биохимической диагностики являются специфические метаболиты, энзимопатии, различные белки. Объектами биохимического анализа могут служить моча, пот, плазма и сыворотка крови.

Для биохимической диагностики используются как простые качественные реакции, так и более точные методы. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать нарушение обмена аминокислот, олигосахаридов, мукополисахаридов. Газовая хроматография применяется для выявления нарушений обмена органических кислот.

Биохимические методы применяются и для диагностики гетерозиготных состояний у взрослых. Известно, что среди здоровых людей всегда имеется большое число носителей патологического гена. Хотя такие люди внешне здоровы, вероятность появления заболевания у их ребенка всегда существует. В связи с этим, выявление гетерозиготного носительства – важная задача медицинской генетики.

Если в брак вступают гетерозиготные носители какого-либо заболевания, то риск рождения больного ребенка в такой семье составит 25%.Шансы на встречу двух носителей одинакового патологического гена выше, если в брак вступают родственники, т.е. они могут унаследовать один и тот же рецессивный ген от своего общего предка.

Выявление гетерозиготных носителей того или иного заболевания возможно путем использования биохимических тестов, микроскопического исследования клеток крови и тканей, определения; активности фермента, измененного в результате мутации.

Известно, что заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, составляют значительную часть наследственной патологии. Так, гетерозиготные носители фенилкетонурин реагируют на введение фенилаланина более сильным повышением содержания аминокислоты в плазме, чем нормальные гомозиготы.

Биохимический метод широко применяется в медико-генетическом консультировании для определения риска рождения больного ребенка. Успехи в области биохимической генетики способствуют более широкому внедрению диагностики гетерозиготного носительства в практику. Еще недавно можно было диагностировать не более 10-15 гетерозиготных состояний, в настоящее время – более200. Однако следует отметить, что до сих пор имеется немало наследственных заболеваний, для которых методы гетерозиготной диагностики еще не разработаны.

5 . Взаимодействие неаллельных генов, их виды.

6 . Закономерности наследования признаков по г.Менделю. Менделирующие признаки у человека.

7 . Типы наследования признаков, их характеристика. Экспрессивность и пенетрантность.

8. Понятие "сцепление" генов. Х-сцепленное наследование признаков у человека.

Х-сцепленное наследование

9. Наследование групп крови системы ab0 у человека

10. Резус-фактор. Резус-конфликт. Резус - несовместимость.

Резус-несовместимость крови

11. Современные методы генетических исследований.

12. Хромосомные болезни. Их классификация, диагностика.

Все хромосомные болезни могут быть разделены на 3 большие группы:

13. Генные болезни у человека. Их классификация, диагностика.

Классификация

14. Цитогенетический метод при генетическом анализе наследственного аппарата человека

15. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика больных с синдромом Дауна. Диагностика.

16. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика больных с синдромом Шерешевского-Тернера. Диагностика. Синдром Шерешевского-Тернера (моносомия х-хромосомы).

17. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика больных с синдромом Клайнфельтера. Диагностика. Синдром Клайнфельтера - генетическое заболевание.

Симптомы синдрома Клайнфельтера

Диагностика синдрома Клайнфельтера

18.Человеческие популяции, факторы их подразделённости. Генофонд популяций.

19. Биологические факторы динамики генофонда популяций.

20.Социально-демографические факторы динамики генофонда популяций.

21.Генетический груз популяций, определение его величины по уравнению Харди -Вайнберга.

22.Клинико-генеалогический метод, его использование при

23.Биохимический метод, его сущность, возможности применения при медико-генетическом консультировании.

24.Близнецовость у человека, критерии определения идентичности близнецов. Близнецовый метод в генетическом анализе.

25. Дерматоглифический метод, его сущность и возможности использования при генетическом анализе.

26.Молекулярно-генетический метод, его современные возможности и перспективы использования в медицине.

27.Гибридологический анализ, его использование в генетических исследованиях.

28. Половой диморфизм у человека, его генетическая и фенотипическая характеристика.

29.Медико-генетическое консультирование, его задачи, организация. Медико-генетическое консультирование

30. Инбридинг (случайный, неслучайный, тотальный) , его роль как фактор изменения генофонда популяции.

31. Естественный отбор, определение его величины в человеческих популяция.

32. Хромосомный мозаицизм, его формирование, фенотипическое проявление у человека. Фенокопии, их сущность.

23.Биохимический метод, его сущность, возможности применения при медико-генетическом консультировании.

Биохимические методы.

Эти методы используются для диагностики болезней обмена веществ, причиной которых является изменение активности определенных ферментов. С помощью биохимических методов открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутантных генов. При различных типах заболеваний удается либо определить сам аномальный белок-фермент, либо промежуточные продукты обмена. Эти методы отличаются большой трудоемкостью, требуют специального оборудования и потому не могут быть широко использованы для массовых популяционных исследований с целью раннего выявления больных с наследственной патологией обмена.

В последние два десятилетия в разных странах разрабатываются и применяются для массовых исследований специальные программы.

Первый этап такой программы состоит в том, чтобы среди большого количества обследуемых выделит предположительно больных, имеющих, какое-то наследственное отклонение от нормы. Такая программа называется просеивающей, или скриннинг-программой (англ. screening - просеивание). Для этого этапа обычно используется небольшое количество простых, доступных методик (экспресс-методов). Экспресс-методы основаны на простых качественных реакциях выявления продуктов обмена в моче, крови.

На втором этапе проводится уточнение (подтверждение диагноза или отклонение при ложно-положительной реакции на первом этапе). Для этого используются точные хроматографические методы определения ферментов, аминокислот и т. п.

Применяют также микробиологические тесты, они основаны на том, что некоторые штаммы бактерий могут расти только в средах, содержащих определенные аминокислоты, углеводы. Удалось получить штаммы по веществам, являющимся субстратамиили промежуточными метаболитами у больных при нарушении обмена. Если в крови или моче есть требуемое для роста вещество, то в чашке Петри вокруг фильтровальной бумаги, пропитанной одной из этих жидкостей, наблюдается активное размножение микробов, чего не бывает в случае анализа у здорового человека. Разрабатываются различные варианты микробиологических методов.

Биохимические, иммунологические и другие параклинические методы не являются специфичными для генетической консультации, но применяются так же широко, как и при диагностике ненаследственных болезней. При наследственных болезнях часто возникает необходимость применять те же тесты не только у пациента, но и других членов семьи (составление биохимической или иммунологической "родословной")

24.Близнецовость у человека, критерии определения идентичности близнецов. Близнецовый метод в генетическом анализе.

Близнецы- дети одной матери, резвившиеся в течение одной беременности и появившиеся на свет в результате одних родов практически одновременно. Близнецы могут быть как однополые, так и разнополые.

Выделяют два основных типа близнецов:

монозиготные (гомозиготные);

дизиготные (гетерозиготные).

Монозиготные (однояйцовые, гомозиготные или идентичные) близнецы образуются из одной зиготы (одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом), разделившейся на стадии дробления на две (или более) части. Они обладают одинаковыми генотипами. Монозиготные идентичные близнецы всегда одного пола и обладают очень большим портретным сходством.

Дизиготные близнецы развиваются в том случае, если две яйцеклетки оплодотворены двумя сперматозоидами. Естественно, дизиготные близнецы имеют различные генотипы. Они сходны между собой не более, чем братья и сестры, так как имеют около 50 % идентичных генов.

Общая частота рождения близнецов составляет примерно 1 %, из них около 1/3 приходится на монозиготных близнецов.

Для подтверждения монозиготности близнецов, используют ряд подходов:

сравнение по многим, главным образом, морфологическим признакам - пигментация глаз, волос и кожи, особенности волосяного покрова на голове и теле, а также форма волос, форма ушей, носа, губ и ногтей, пальцевые узоры (полисимптомный подход);

сравнение по эритроцитарным антигенам – группы крови АВО, резус, MN и др., по белкам и сыворотки крови: все перечисленные маркеры относятсяк категории моногенных менделирующих признаков, а контролирующие их гены отличаются узкой нормой реакции (иммунологический подход);

сравнение данных ЭКГ и ЭГ- электрокардиографии и энцефалограмм - близнецов (клинико-функциональный метод);

трансплантационный тест, заключающийся в перекрестной пересадке кожи у близнецов (вариант иммунологического подхода, успешная перекрестная пересадка – наиболее достоверный критерий монозиготности).

Близнецовый метод используется для выяснения наследственной обусловленности признаков и хорошо демонстрирует взаимоотношения между генотипом и внешней средой. С помощью этого метода удалось оценить значимость генетической предрасположенности к многим заболеваниям, пенетрантность, экспрессивность и условия проявления тех или иных видов патологии. Близнецовые данные оказываются полезными для количественной оценки степени генетической детерминированности отдельных признаков, в связи с чем, близнецовый метод можно считать одним из важных методов количественной генетики.

Таким образом, близнецовый метод позволяет количественно оценить вклад наследственности (генотипа) и вклад окружающей среды в развитие изучаемого признака (болезни).

Близнецовый метод включает следующие этапы:

Этап 1. Подбор пар монозиготных и дизиготных близнецов.

Подбирают по 100 пар близнецов, у которых хотя бы у одного из двух близнецов имеется изучаемый признак

Этап 2. Вычисление степени сходства внутри каждой группы близнецов.

Определяются отдельно для каждой группы

Конкордантность(К) – наличие признака одновременно у обоих близнецов.

Дискордантность(Д) – наличие признака только у одного близнеца из пары.

Коэффициент наследуемости H

Мз- монозиготные

Дз- дизиготные

Формула Хольцингера

Н- коэффициент наследуемости

Е- доля среды в формировании изучаемого признака

Этап 3 Вычисление доли генотипа и доли среды в развитии изучаемого признака

Если НЕ преобладает влияние наследственности

Если НЕ определяющим фактором является средовой.

Биохимические методы применяются в лабораторной диагностике наследствен­ных болезней с начала XX века. Биохимические показатели отражают сущность бо-лечни более адекватно, чем клинические симптомы, не только в диагностическом, но и в генетическом аспекте. Биохимические методы направлены на выявление био­химического фенотипа организма. Фенотип оценивается на рзных уровнях: от пер­вичного продукта гена (полипептидной цепи) до конечных метаболитов в моче и поте. Значимость этих методов повышалась по мере описания наследственных бо­лезней и совершенствования методов (электрофорез, хроматография. спектроско­пия и др.). Исходная схема обследования строится на клинической картине болезни, генеалогических сведениях и биохимической стратегии, которые позволяют опреде­лить дальнейший ход обследования на основе поэтапного исключения определен­ных классов болезней (просеивающий метод). Биохимические методы многоступен­чаты, для их проведения требуется аппаратура разных классов Объектами биохими­ческой диагностики могут быть моча. пот. плазма и сыворотка крови, форменные элементы крови, культуры клеток (фибробласты. лимфоциты) При использовании просеивающего метода выделяют два уровня: первичный и уточняющий. Основная цель первичной диагностики - выявить здоровых индивидов и отобрать индивидов для последующего уточнения диагноза. В качестве объектов в таких программах используются моча и небольшое количество крови. Программы первичной биохи­мической диагностики могут быть массовыми и селективными.

Селективные программы предусматривают проверку биохимических аномалий обмена (моча, кровь) у пациентов, у которых подозреваются генные наследствен­ные болезни. В таких программах используются простые качественные реакции (например, тест с хлоридом железа для выявления фенилкетонурии) или более точ­ные методы, позволяющие обнаруживать большие группы отклонений. С помо­щью тонкослойной хроматографии можно диагностировать наследственные нару­шения обмена аминокислот, олигосахаридов. гликозаминогликанов (мукополиса-харидов). Газовая хроматография применяется для выявления наследственных бо­лезней обмена органических кислот С помощью электрофореза гемоглобинов ди­агностируется вся группа гемоглобинопатий. Для углубления биохимического ана­лиза иногда требуется не только количественное определение метаболита, но и определение активности фермента (использование нативных тканей или культи­вированных клеток), например, с помощью флюорометрических методик. Многие этапы биохимической диагностики осуществляются автоматическими приборами, в частности, аминоаналюаторами. Программа селективного скринияга на наслед­ственные болезни обмена веществ с острым течением и ранним летальным исхо­дом разработают в Медико-генетическом научном центре РАМН. Она состоит из двух этапов. Первый этап включает качественные и количественные тесты с мочой и кровью на белок, кетокислоты, цистин. гомоцистин. креатинин и др. Второй этап

основан на методах тонкослойной хроматографии мочи и крови для выявления аминокислот, фенольных кислот, моно- и дисахаридов и др. Показания для биохимических методов:

наличие у новорожденных судорог, комы, рвоты, гипотонии, желтухи.

специфический запах мочи и пота у ребенка.

ацидоз, нарушение кислотно-основного состояния.

остановка роста.

у детей во всех случаях подозрения на наследственные болезни обмена (задержка умственного и физического развития, потеря приобретенных функций, специфическая для какой-либо наследственной болезни клиническая картина).

Диагностика у взрослых наследственных болезней и гетерозиготных со­стояний (недостаточность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. гепато-церебральная дистрофия и др.).

Массовые просеивающие программы

В основе программы лежит концепция доклинической диагностики и возмож­ности нормокопирования фенотипа. Для нескольких болезней разработаны не толь­ко теоретические основы диагностики (до развития клинической картины), но и методы профилактического лечения. Эти программы называются скрининговыми (просеивающими). Идея просеивания родилась в США в начале XX века. Общими характеристиками скрининга являются:

1)массовый и безотборный характер обследования:

2)профилактическая направленность.

3) двухэтапность диагностики.

Просеивание - это идентификация нераспознанных болезней с помощью быст­ро осуществляемых проверок (тестов). Такой подход обеспечивает отбор лиц с ве­роятным заболеванием из тех. у которых это заболевание клинически отсутствует. Группа лиц с высокой вероятностью заболевания должна быть повторно обследо­вана с применением уточняющих диагностических методов, позволяющих либо исключить предполагаемый диагноз, либо подтвердить его у конкретного лица.

Массовому просеиванию подлежат наследственные болечни, которые отве­чают следующим критериям.

1. Без своевременного профилактического лечения болезнь существенно сни­жает жизнеспособность, приводит к инвалидности. Больной нуждается в специ­альной помощи.

2. Имеются биохимические или молекулярно-генетические методы для точ­ной диагностики заболевания на доклинической стадии.

3. Для выявляемой болезни необходимо иметь эффективные методы лече­ния.

4. Частота выявляемой болезни должна быть в пределах 1:10000 и выше.

Диагностические методы массового просеивания должны отвечать следу­ющим критериям.

1. Экономичность. Методы должны быть технически простыми и дешевыми для массовых исследований.

2. Диагностическая значимость.

3. Надежность или воспроизводимость. Результаты обследования должны одинаково воспроизводиться в работе разных исследователей.

4. Доступность биологического материала. Метод должен быть приспособлен к анализу биологического материала, легко получаемого в малом количестве, хоро­шо сохраняемого и приемлемого для пересылки в централизованную лабораторию.

Основная цель программ массового просеивания новорожденных на наслед­ственные болезни - раннее выявление заболевания на доклинической стадии и орга­низация лечения.

Программа включает следующие этапы:

1. Взятие биологического материла у всех новорожденных и его доставка в лабораторию.

2. Лабораторная просеивающая диагностика.

3. Уточняющая диагностика всех случаев с положительными результатами.

4. Лечение больных и их диспансеризация с контролем за ходом лечения.

5. Медико-генетическое консультирование семьи.

В России проводится неонатальный скрининг двух наследственных болезней -фенилкетонурии (ФКУ) и врожденного гипотиреоза (ВГ).

Биологическим материалом для просеивающей диагностики ФКУ являются высушенные на хроматографической бумаге (или фильтровальной бумаге) пятна капиллярной крови новорожденных. Определяется концентрация фенилаланина чаще всего флюориметрическим количественным методом.

При ВГ в образцах крови новорожденных определяют концентрацию тирокси­на (Т4) и тиреотропного гормона (ТТГ) с помощью радиоиммл"ного или иммуно-ферментног метода.

За рубежом в числе скринируемых заболеваний:

Муковисцидоз.

Гистидинемия.

Галактоземия.

Лейциноз.

Тирозинсмия.

Недостаточность альфа- 1-антитрипсина.

Аргинин-янтарная ацидурия и др.

Пренатальная диагностика

Пренатальная (дородовая) диагностика (ПД) - это диагностика состояния эм­бриона и плода, основанная на элементах искусственного внутриутробного отбора генетически дефектных эмбрионов и плодов с помощью диагностики у них или-генной, или хромосомной мутации, либо врожденных аномалий развития. Она позволяет прогнозировать здоровье ребенка в семьях с отягощенной наследствен­ностью и принять своевременные меры по прерыванию беременности с аномаль­ным плодом. Целесообразность проведения ПД определяется, если:

Имеется вероятность рождения ребенка с тяжелым генным или хромосом­ным заболеванием, комплексом БАР:

Риск рождения больного ребенка выше риска осложнений ПД:

В распоряжении врача имеются тесты и необходимое оборудование. Методы ПД разнообразны и их применение зависит от срока беременности. Выделяют три группы методов ПД:

1. просеивающие.

2. неинвазивные.

3. инвазиные.

К просеивающим лабораторным методам относится определение сыворотки крови беременной веществ, получивших название сывороточных маркеров мате­ри: альфа-фетопротеин (АФП), хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), несвязанный эстриол (НЭ), ассоциированный с беременностью плазменный белок -А (РАРР-А).

АФП- это белок, вырабатываемый печенью плода во внутриутробном периоде его содержание меняется в течение беременности. АФП исследуется с целью вы­явления дефектов невральной трубки (анэнцефалия, зрта Ыйс1а). поликисгоза по­чек, омфалоцеле. врожденного нефроза, синдрома Дауна и др. Определяется в I триместре (10-14 недель) и во II триместре (16-20 недель). Повышение АФП выше 5-7 МОМ выявляется при пороках ЦНС. снижение уровня АФП характерно для синдрома Дауна.

В I триместре определяется также концентрация свободного ХГЧ и РАРР-А.

Во II триместре исследуется уровень концентрации в крови беременных жен­щин НЭ и общий и свободный ХГЧ.