Лекция 17. Методы генетических исследований

План:

1.Дерматоглифический метод.

2. Методы дородовой диагностики наследственных заболеваний.

3. Близнецовый метод

1. Дерматоглифический метод.

Исследование кожного рисунка ладоней и подушечек пальцев рук называется дерматоглификой. Параллельно идущие борозды и гребешки на коже ладонной поверхности кисти образуют рисунок сугубо индивидуальный для каждого человека. На основании последнего свойства метод пальцевых отпечатков широко используется в криминалистике. В диагностике наследственных заболеваний дерматоглифика применяется потому, что физические признаки, каковыми являются особенности кожного рисунка, у большинства больных с наследственной хромосомной патологией имеют своеобразные отличия. Обследуя родителей, можно заподозрить наследственное заболевание у их детей.

Сам метод чрезвычайно прост. Черная типографская краска тонким слоем раскатывается валиком на стекле. Ладонная поверхность кисти прижимается к стеклу, а затем делается отпечаток на белой бумаге. Полученный отпечаток кожного рисунка больного и его родственников оценивается качественно и количественно.

Различают следующие основные особенности рисунка: тип папиллярного рисунка концевых фаланг (дуги, петли, завитки), число борозд папиллярного узора, расположение определенных точек на ладони, так называемых пальцевых и осевых трирадиусов.

Формы кожного рисунка пальцев руки: 1 — дуги; 2 — петли; 3 — завиток

Расположение основных трирадиусов на ладони: 1 — пальцевые трирадиусы; 2 — осевой трирадиус.

Трирадиусом называют точку пересечения папиллярных линий Y-образной формы. Пальцевые трирадиусы располагаются у оснований второго — пятого пальцев, осевой трирадиус — у основания ладони между возвышением большого пальца и наружным краем ладони. В норме угол осевого трирадиуса, ограниченный прямыми линиями, соединяющими его с пальцевыми трирадиусами в основании второго и пятого пальцев, должен быть не более 57°, в то время как при болезни Дауна он увеличивается до 70°.

Кожный рисунок в норме должен также иметь три сгибательные складки, а папиллярный — характеризоваться преобладанием радиальных петлевых узоров. При хромосомных заболеваниях (например при болезни Дауна) встречаются две сгибательные складки, одна из которых называется поперечной, или четырехпалой (обезьяньей).

Применение метода дерматоглифики позволяет обследовать родственников больного без затрат больших средств.

2. Методы дородовой диагностики наследственных заболеваний. Иногда при подозрении на наследственное заболевание возникает необходимость решать вопрос о прерывании беременности, для того чтобы исключить возможность рождения больного ребенка. Такая постановка вопроса правомерна в тех случаях, когда, например, наследственная болезнь имеет сцепленный с полом тип наследования и возможна его диагностика до рождения ребенка.

Врачи рекомендуют прерывать беременность при выявлении у плода грубых пороков развития или уродств, не совместимых с жизнью. Методы, которые используют в диагностике генетических болезней в дородовой период, подразделяют на прямые и косвенные. Под первыми подразумевают обследование плода. К косвенным относятся методы, при помощи которых исследуются кровь, моча матери, а уже по их окончательным результатам оценивается состояние плода.

Методы изучения непосредственно плода включают: рентгенологическое обследование для выявления патологии скелета; ультразвуковую диагностику с целью обнаружения пороков развития и выяснения пола плода; электрокардиографию плода для обнаружения пороков развития сердца. Но все эти методы могут быть использованы уже в более поздних сроках беременности. Для ранней диагностики наследственных заболеваний врачи-гинекологи прибегают к исследованию амниотической (околоплодной) жидкости, то есть той жидкости, в которой непосредственно плавает плод, находящийся в утробе матери.

Амниотическая жидкость извлекается путем прокола плодного пузыря через переднюю брюшную стенку на 15—17-й неделе беременности. Исследуя клетки амниотической жидкости, можно определить пол плода. При обнаружении более 15% хроматин-положительных клеток пол считается женским, если содержание хроматин-положительных клеток будет меньше 5% - мужским.

В клетках амниотической жидкости, как и в клетках крови, можно исследовать хромосомный набор, что позволяет определить кариотип будущего ребенка до его рождения.

Применение биохимических методов исследования амниотической жидкости дает возможность выявлять снижение активности некоторых ферментов или обнаруживать повышение содержания продуктов патологического обмена, специфичных для определенных заболеваний. Таким образом, возможна дородовая диагностика некоторых заболеваний с нарушением обмена липидов, углеводов, соединительной ткани, нарушений обмена аминокислот.

3. Близнецовый метод.

Применение близнецового метода в генетических исследованиях очень важно с точки зрения выяснения значения влияния наследственных и средовых факторов на формирование нормальных и патологических признаков человека. Но вначале остановимся на некоторых биологических аспектах проблемы близнецов. Близнецы — это дети, выношенные одной матерью и рожденные одномоментно. Рождаются они, как правило, один за другим с небольшим интервалом. Чаще всего близнецы рождаются в виде двойней, реже — тройней и т. д. Примерно средняя частота рождения близнецов составляет около 1%, однако отмечено, что в некоторых семьях рождение близнецов встречается чаще.

Установлено, что у некоторых женщин имеется предрасположенность к многоплодию. Особенно ярко такая предрасположенность обнаруживается в тех случаях, когда женщина вступает в брак дважды или трижды. Замечено, что многоплодие может зависеть и от мужчин. Так, русский крестьянин Федор Васильев, живший в конце XVIII века, имел от первой жены 4 четверни, 7 троен и 16 двоен, а от второй — 2 тройни и 6 двоен. Всего у него было 87 детей, из которых выжили 84. Многие ученые-медики обращают внимание на тот факт, что частота рождения близнецов с возрастом женщины увеличивается, и такая вероятность выше в семьях, где в роду уже имеются неоднократные случаи рождения близнецов.

Принято разделять близнецов на однояйцовых (ОБ) и двухяйцовых (ДБ). Однояйцовые близнецы появляются либо в результате оплодотворения сперматозоидом одной двухядерной яйцеклетки, либо при оплодотворении обычной яйцеклетки двухядерным сперматозоидом. Яйцеклетка может содержать три, четыре (и более) ядра. В таком случае развивается однояйцовая тройня, четверня и т. д. Однояйцовые близнецы имеют общее детское место - плаценту, они всегда одного пола (только мальчики или только девочки) и настолько похожи друг на друга, что их с трудом различают даже родные мать и отец.

Двухяйцовые близнецы образуются в результате оплодотворения двух либо трех, четырех и т. д. яйцеклеток. При этом плоды развиваются совершенно самостоятельно и имеют отдельные плаценты и другие элементы плодного яйца. Двухяйцовые близнецы бывают однополыми и разнополыми. Сходство между ними не более обычного как между братьями и сестрами, которые родились в разное время.

Определить многоплодную беременность при обычном акушерском исследовании можно только при наступлении второй половины беременности, когда врач улавливает сердцебиение плода.

Здесь нельзя не сказать о том, что многоплодная беременность предъявляет к организму женщины повышенные требования. В этих случаях часто бывают токсикозы беременности, осложнения и преждевременные роды. Поэтому такая женщина нуждается в особой заботе родственников, медиков и коллектива, где она работает. Она должна чаще посещать женскую консультацию. В родовспомогательное учреждение ее обычно помещают за 7—10 дней до предполагаемого срока родов.

При доношенной многоплодной беременности роды протекают благополучно, но с некоторыми особенностями, (раннее отхождение вод, слабые схватки). Поэтому и после родов женщина должна находиться под наблюдением, как и рожденные ею дети.

В повышенном внимании и тщательном уходе нуждаются и близнецы, тем более что они иногда рождаются раньше срока.

Близнецы, будучи очень похожими по физическим признакам, часто имеют различия в умственных способностях, в развитии речи.

При сравнении близнецов используют степень сходства генетически обусловленных признаков —- цвет глаз и кожи, форма и цвет волос, формы рта, коса, губ, ушных раковин, пальцев кистей и стоп, строение зубов, эмали, характер кожных признаков (веснушки, сосудистые и родимые пятна), рисунок кожных узоров на пальцах и ладонях.

У однояйцовых близнецов сходство указанных, признаков очень выражено. У них также обнаруживается идентичность групповых и других антигенов крови и различных тканей организма. Поэтому пересадка органов и тканей у однояйцовых близнецов всегда заканчивается благополучно и отторжения пересаженных органов не наблюдается.

Влияние факторов окружающей среды на проявление генетических признаков лучше всего оценивать на близнецах. У однояйцовых близнецов средовые факторы действуют на идентичные генотипы. У разнояйцовых близнецов разные генотипы могут испытывать влияние одинаковых средовых факторов, начиная со стадии развития эмбриона еще внутриутробно.

Оказывается, что у однояйцовых близнецов наследственные заболевания имеют более выраженную степень сходства, чем у двухяйцовых. В то же время для ненаследственных заболеваний влияние среды играет первостепенную роль, а степень сходства этих заболеваний у однояйцовых и двухяйцовых близнецов имеет небольшие различия.

Чтобы оценить относительную роль факторов внешней среды и генетических факторов в возникновении наследственного заболевания, ученые пользуются понятием конкордантности близнецов. Близнецы называются конкордантными, если они одинаковы по исследуемому признаку, и дискордантными, если они отличаются по данному признаку.

Так, например, наличие у обоих близнецов одного и того же заболевания или, наоборот, отсутствие у обоих этого заболевания говорит о конкордантности. Если же один близнец.заболевает, а другой нет, пару называют дискордантной.

Частота заболевания второго близнеца, % в случае заболевания первого

При воспитании близнецов в неодинаковых условиях внешней среды, например, в разных семьях или в различных местностях, наследственные заболевания у однояйцовых близнецов начинаются, как правило, в одном и том же возрасте и проявляются одинаково. У двухяйцовых близнецов такая закономерность не прослеживается.

Таким образом, на примере изучения близнецов удается выяснить значение влияния средовых факторов на реализацию наследственных и ненаследственных (приобретенных в процессе жизни) заболеваний.

Встречаются случаи рождения сращенных между собой близнецов. И происходит это или из-за того, что яйцо разделилось неполностью, или их срастание возникло вследствие близкого расположения зародышей. В одних случаях такие близнецы оба развиты сравнительно одинаково и располагаются симметрично по отношению друг к другу. Они могут быть сращены в области грудной клетки, тазового пояса, туловища, а иногда они срастаются головами. В других случаях близнецы развиты неодинаково: один из них жизнеспособен, а второй недоразвит, прикреплен к первому и существует только за счет его.

Сросшиеся близнецы, особенно из первой группы, могут состоять из вполне развитых индивидов, уродство которых в прежние времена некоторые дельцы использовали как источник дохода. Их заставляли выступать в балаганах, цирках. Примером этого могут быть сиамские близнецы, богемские сестры.

Особенности внутриутробного развития близнецов нередко приводят к тому, что, родившись раздельно, один развивается хуже или уже рождается неполноценным. Такое становится возможным в силу неодинаковых условий внутриутробного периода развития в виде нарушения кровоснабжения и питания одного из них.

В заключение следует отметить, что применение близнецового метода в генетических исследованиях позволило доказать, что каждый генотип, наряду с большим числом наследственно обусловленных признаков, проявляет свои особенности, которые в значительной степени зависят от условий окружающей среды.

В целом, характеризуя методы генетических исследований, которые могут быть использованы для распознавания наследственных заболеваний, следует подчеркнуть, что правильно решить вопрос о принадлежности данного заболевания к группе наследственных болезней человека можно только при сочетании этих методов с данными клинического осмотра и результатами дополнительных методов обследования не только больного, но и членов его семьи и ближайших родственников. В следующем разделе мы остановимся на некоторых вопросах профилактики наследственных заболеваний человека и реальных ее возможностях.

Дата добавления: 2014-01-06