2.7.Популяционно-статистический метод исследования наследственности человека.
Он дает возможность рассчитать в популяции частоту нормальных и патологических генов и генотипов: гетерозигот, гомозигот доминантных и рецессивных, а также частоту нормальных и патологических фенотипов. В основе этого метода лежит закон Харди-Вайнберга, или закон генетической стабильности популяций: при определенных условиях соотношение частот доминантных и рецессивных аллелей генов, сложившееся в генофонде панмиксической популяции (где свободно скрещиваются особи), сохраняется неизменным в ряду поколений.
Частота генотипов и фенотипов рассчитывается по формуле Харди-Вайнберга: p²+2pq+q²=(p+q)²=1, где р – частота доминантного гена; q – частота рецессивного гена; q² - частота гомозигот по рецессивному гену.
На основании этого закона можно установить частоты доминантных гомозигот (АА), гетерозигот (Аа) несмотря на то, что фенотипически они не отличаются друг от друга.
Популяционно-статистический метод может применяться при исследовании частот встречаемости патологических генов, для выяснения роли наследственных и средовых факторов в возникновении болезней и фенотипического полиморфизма.
2.8.Методы пренатальной диагностики наследственных заболеваний человека.
Этот метод имеет исключительно большое значение при медико-генетическом консультировании, поскольку позволяет прогнозировать здоровье будущего ребенка в семьях с «отягощенной» наследственностью в I – II триместре беременности, т. е. когда в случае обнаружения патологии возможно абортирование плода.
Методы пренатальной диагностики позволяют обнаружить заболевание до рождения ребенка. К основным методам пренатальной диагностики относятся:
Ультразвуковое исследование (УЗИ) основано на способности ультразвуковой волны отражаться от поверхности раздела двух сред, отличающихся разной плотностью, что дает возможность получить их изображение на экране, позволяющее специалисту поставить диагноз. С помощью УЗИ выявляются грубые пороки мозга, черепные и спинномозговые грыжи, гидро- и микроцефалия, дефекты развития конечностей, ломкости костей, тяжелые формы карликовости, дефекты развития почек, ЖКТ, тяжелые пороки сердца. С помощью УЗИ определяется пол будущего ребенка, что важно, если в семье есть заболевания, сцепленные с полом.
Для диагностики врожденной и наследственной патологии УЗИ целесообразно проводить дважды – на 12-14-й и 20-21-й неделях беременности.
Фетоскопия – метод визуального наблюдения плода в полости матки через эластичный зонд, оснащенный оптической системой. Применяется только при особых показаниях, поскольку высока вероятность осложнения беременности (7-8%). С помощью фетоскопии возможна диагностика заболеваний кожи, нарушения развития половых органов, дефектов лица, конечностей, пальцев.
Амниоцентез – этот метод пренатальной диагностики врожденных заболеваний используют при сроках беременности в 15-17 недель. В это время в амниотической жидкости наблюдается достаточное число живых клеток плода (эпителия). С помощью шприца (рис.11) прокалывается плодный пузырь (через брюшную стенку) и берется 8-10 мл околоплодной жидкости. После центрифугирования в осадке, состоящем из клеток эмбриона, определяют Х- и Y-хроматин. Определение пола важно при заболеваниях, сцепленных с Х-хромосомой.
Рис.11.
Амниоцентез.
Для определения кариотипа плода его клетки выращивают в питательной среде в течение 2 недель, фиксируют, окрашивают и проводят цитогенетический анализ этих клеток в стадии метафазы.
При биохимическом исследовании околоплодной жидкости определяется альфа-фетопротеин (АФП), белок, вырабатываемый печенью плода во внутриутробном периоде. Содержание АФП повышается при отсутствии свода черепа, при пороках развития нервной трубки, дефектах формирования костной ткани и кожи, при синдроме Шерешевского-Тернера (45 Х) и врожденном нефрозе. Если концентрация АФП понижена, это может говорить о наличии хромосомных аномалий у плода, например, синдром Дауна.
С помощью амниоцентеза диагностируются все хромосомные аномалии, свыше 60 наследственных болезней обмена веществ, несовместимость матери и плода по эритроцитарным антителам.
Если при амниоцентезе выявляются серьезные нарушения, такую беременность рекомендуется прекращать.
Метод биопсии хориона появился в 1968 году. Это исследование можно проводить начиная с 8-10 недели беременности, что позволяет при наличии показателей прерывать ее в более ранние сроки. Ворсинки хориона берут особым шприцем с помощью гибкого катетера через шейку матки (рис.12). Затем их подвергают лабораторной диагностике с помощью цитологических, биохимических, молекулярно-генетических методов. Однако, применение этого метода ограничено из-за осложнений, возникающих при его использовании.
Рис.12.
Биопсия ворсинок хориона и плаценты.
Метод моделирования изучает болезни человека на животных, которые могут болеть этими заболеваниями. В основе этого метода лежит закон Вавилова Н.И о гомологичных рядах наследственной изменчивости. Например, гемофилию, сцепленную с полом, можно изучать на собаках; эпилепсию – на кроликах; сахарный диабет, мышечную дистрофию, ахандроплазию – на крысах; незаращение губы и верхнего неба – на мышах.
В настоящее время методы пренатальной диагностики наследственных заболеваний прочно вошли в практику медико-генетических консультаций. Успешное внедрение этих методов позволило сократить число рождающихся с наследственными заболеваниями, снизило детскую смертность.