Хромосомные и молекулярные болезни. Методы их диагностики (цитогенетический и биохимический). Амниоцентез

1.1. Значение темы: По данным мировой статистики ежегодно среди 4-5 % новорожденных отмечаются значительные наследственные дефекты. В связи с повышением фона ионизирующей радиации и загрязнением окружающей среды мутагенами, количество таких наследственных изменений у человека возрастает, ВОЗ регистрирует возникновение 3-4 новых наследственных аномалий в течение года. Выявление генетической природы, ранняя диагностика и профилактика наследственных заболеваний — важная задача настоящего и будущего медицины.

Определенный интерес представляют также знания в области популяционной генетики человека, т.к. можно определять и прогнозировать распространенность в популяциях области, города, села и т.д. наследственных болезней. Так, в Швеции пораженные фенилкетонурией лица встречаются с частотой 1:40000. Эти данные важны для социальной гигиены и профилактической медицины.

1.2. Цели занятия: Общая — изучить цитогенетический, биохимический методы медицинской генетики и амниоцентез.

1.3. Конкретные цели. Уметь:

1.3.1.Анализировать фотокариограммы больных с различными хромосомными нарушениями.

1.3.2.Определять пол и нарушения в половых хромосомах по коли-честву глыбок Х-полового хроматина.

Основные теоретические сведения

Наследственные болезни – это заболевания, обусловленные нарушениями генетического аппарата клетки. Их классификация:

1. хромосомные заболевания – связанны с изменением числа или структуры хромосом. Примеры: синдромы Клайнфельтера, Шерешевского- Тернера, Дауна и др.,

2. молекулярные заболевания – происходят изменения отдельных генов. Примеры: фенилкетонурия, галактозаемия, мукаполисахаридоз и др.,

3. мультифакториальные болезни с наследственной предрасположенностью. Примеры: гипертоническая болезнь, атеросклероз, шизофрения и др.

Цитогенетический метод является одним из основных в генетике человека. Он заключается в микроскопическом изучении хромосом. Обычно хромосомы в клетках наблюдают во время митоза на стадии метафазной пластинки.

В 1956 году шведские ученые Дж. Тийо и А. Леван впервые определили, что нормальный кариотип человека состоит из 46 хромосом, из них 22 пары аутосом и одна пара — половые хромосомы. В дальнейшем было установлено, что при некоторых наследственных заболеваниях меняется количество аутосом и половых хромосом (болезнь Дауна, синдромы: Патау, Эдвардса, Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, Трисомии-Х), а также структура хромосом (укорочение 21-й хромосомы — миелолейкоз, делеция плеча в 5 паре – синдром "кошачьего крика").

Все эти наследственные заболевания диагностируют с помощью цитогенетического метода. Для этого исследуют клетки костного мозга, лимфоциты периферической крови, различные клетки эмбрионов. С помощью специальной методики клетки культивируют, затем хромосомы окрашивают и микроскопируют.

Наряду с изучением митотических хромосом ценную информацию получают и при наблюдении интерфазных клеток. В частности, мужчин и женщин различают по наличию в интерфазном ядре так называемого тельца Барра, или полового хроматина. Он есть у женщин и отсутствует у мужчин. Половой хроматин представляет собой результат гетерохроматизации одной из двух Х-хромооом, инактивируемой у женщин. Исследования полового хроматина в клетках соскоба слизистой оболочки рта широко применяется для определения генетического пола пациентов в практике медицинской генетики, а также спортивной медицине.

Биохимические методы используются для диагностики наследственных заболеваний, связанных с изменением структуры гена. При этом нарушаются различные виды обмена веществ: аминокислотного, углеводного, липидного, стероидного и др. Для диагностики генных заболеваний используют методы бумажной хроматографии, высоковольтного электрофореза, различные микробиологические тесты. Причем исследования необходимо проводить в раннем детском возрасте, т.к. от этого зависит успех лечения.

Амниоцентез — изучение околоплодной жидкости в 16-18 недель беременности. Это перспективный метод, применяемый в клинике. При этом можно установить кариотип плода, определить его пол, провести биохимическое изучение околоплодной жидкости для диагностики болезней обмена веществ (фенилкетонурия, галактоземия, мукополисахаридозы и др.) Внутриутробная диагностика применяется в тех случаях, когда имеется высокий риск рождения больного ребенка.

Методы ДНК-диагностики позволяют осуществлять точную доклиническую диагностику многих наследственных заболеваний (фенилкетонурии, муковисцедоза, гемофилии др.).

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод, имитирующий естественную репликацию ДНК. При этом достаточно небольшого объема материала ворсин хориона или других клеток плода, чтобы через несколько дней дать ответ о наличии или отсутствии у будущего ребенка мутантного аллеля в гомо- или гетерозиготном наборе.