Моделирование

• биологическое: изучение наследственных аномалий человека на животных. Например, гемофилия у собак, сахарный диабет у крыс, незаращение губы и неба у мышей. Теоретическая основа перенесения результатов, полученных на животных, на человека – закон гомологичных рядов Н.И.Вавилова (генетически близкие виды и роды имеют сходные ряды наследственной изменчивости). Метод биологического моделирования применяется для изучения мутагенного и тератогенного действия новых лекарственных препаратов.

• математическое: используют в популяционной генетике при определении частот генов и генотипов в популяциях при различных условиях окружающей среды.

Экспресс-методы – быстрые (скрининг-тесты), предварительные методы. Например, обследование новорожденных на фенилкетонурию. Эти методы должны быть экономичными, надежными, диагностически значимыми; материал для исследования должен быть в малых количествах и легкодоступен (кровь, моча). Биохимические и химические (цветные реакции) методы используются для быстрой предварительной диагностики болезней обмена веществ.

Определение Х- и Y-полового хроматина. Микробиологический тест Гатри. Каплю крови из пятки новорожденного наносят на фильтровальную бумагу и помещают на агаровую культуру бактерий, содержащих определенный антиметаболит фенилаланина.Антиметаболит тормозит рост бактерий. Но если в крови содержится много фенилаланина, антиметаболит разрушается, и микробы начинают расти. Меняя антиметаболиты можно определить в крови определенные аминокислоты и углеводы.

Дерматоглифический анализ – это изучение папиллярных узоров (рисунок кожи) пальцев, ладоней и стоп. Дерматоглифические узоры строго индивидуальны и не изменяются в течение жизни. На подушечках пальцев имеются узоры трех типов: дуга (А), петля (L) и завиток (W). Узоры бывают и комбинированные, сложные.

Для большинства узоров характерна дельта (трирадиус) – участок схождения трех разнонаправленных папиллярных линий. В межпальцевых промежутках имеются трирадиусы а, b, с, d. Вблизи браслетной складки расположен ладонный трирадиус t. Если соединить трирадиусы а,d, t, получим главный ладонный угол; в норме он не более 57°. Трудности применения дерматоглифического анализа в медицине заключаются в отсутствии специфики изменений при наследственных заболеваниях. Некоторые связи имеют место например: распределение в популяции человека основных узоров – L – 62%, W – 32%, А – 6%. При трисомии 18 дуги встречаются на всех пальцах. Главный ладонный угол при синдроме Дауна составляет 81°. Поперечная борозда (на ладони) в норме 1% случаев, при синдроме Дауна – в 40%.

Методы пренатальной диагностики наследственных болезней – это постановка диагноза болезни или пороков развития до рождения. В случае неподдающемся лечению ставят вопрос о предупреждении рождения такого ребенка (прерывание беременности с согласия женщины). Современный уровень развития пренатальной диагностики позволяет поставить диагноз всех хромосомных болезней, большинства врожденных пороков развития и болезней с нарушением функций ферментов, если известен биохимический дефект.

Методы пренатальной диагностики могут быть

непрямые (обследование беременной женщины – акушерско-гинекологическое, генеалогическое, биохимическое) и прямые (обследование плода). Одним из непрямых методов является определение α-фетопротеина (АФП) в сыворотке крови беременной женщины. Концентрация АФП снижена при хромосомных болезнях. Она может быть повышена на 13- 15-й неделях при: угрожающем выкидыше, внутриутробной гибели плода, многоплодной беременности, дефектах нервной трубки, врожденном нефрозе.

Прямые неинвазивные методы (без повреждения тканей) включают ультрасонографию, которую проводят всем беременным женщинам. Ультрасонография – это использование ультразвука для получения изображения плода и его оболочек. Метод не представляет опасности для плода и возможно его повторное использование. Ультразвуковая диагностика в разные сроки беременности выявляет жизнеспособность плода, близнецовую беременность, дефекты развития головного мозга (анэнцефалию, гидроцефалию, микроцефалию), черепно-мозговые и спинномозговые грыжи, гидронефроз, поликистоз, гипоплазию или аплазию почек, атрезию пищевода, нарушения развития костной системы. Полагают, что до 90% врожденных пороков развития могут быть выявлены с помощью ультразвуковых исследований.

Прямые инвазивные методы (с повреждением тканей): биопсия хориона, амниоцентез. Хорионбиопсия – взятие ворсинок хориона через канал шейки матки (трансцервикально) для цитогенетических и биохимических исследований и анализа ДНК. Проводится под контролем аппарата УЗИ на 8-13 неделях беременности. Метод позволяет выявить все виды мутаций – генные, хромосомные и геномные. Наилучшие результаты дает амниоцентез. На 15-17-й неделях под контролем аппарата УЗИ через брюшную стенку делают прокол плодного пузыря и с помощью шприца берут 15-20 мл амниотической жидкости с клетками плода. Жидкость используют для биохимических исследований. В клетках плода можно определить геномные и хромосомные мутации, Х- и Y-хроматин. По анализу ДНК определяют генные мутации. Осложнения при использовании метода амниоцентеза не превышают 1 %. Показания для диагностики с помощью прямых инвазивных методов:

• наличие в семье наследственного заболевания;

• возраст матери старше 37 лет; (средняя величина риска иметь плод с хромосомной аномалией для женщин этого возраста составляет 2,3%, 45 лет и старше – 5-10%);

• наличие у матери гена Х-сцепленного рецессивного заболевания;

• наличие у женщин спонтанных абортов в ранние сроки

беременности, мертворождений, рождений детей с множественными пороками развития и с хромосомной патологией;

• гетерозиготность обоих родителей по одной паре генов с аутосомно-рецессивным типом наследования;

• беременные женщины из зоны с повышенным фоном радиации.

Генные мутации фенотипически проявляются у человека как наследственные болезни обмена веществ – ферментопатии. Описано примерно 5 000 таких болезней. Их частота в популяциях человека составляет от 2 до 4%.

Генные болезни проявляются при двух видах изменений белков. Если происходит мутация структурных генов, наблюдаются качественные изменения белков. Образуются аномальные белки (например, молекулы гемоглобина). В случае мутации функциональных генов повышается или понижается содержание нормального белка в клетке – происходят количественные его изменения, вызванные нарушением регуляции работы генов. Вещества, которые накапливаются при нарушении активности ферментов, могут оказывать токсическое действие или вызывать определенные нарушения структуры и функции клеток.

Генные болезни классифицируют по характеру метаболического дефекта.

Дата добавления: 2015-06-04