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.

Кариотипирование обязательно в следующих случаях:

1).врожденные пороки развития у детей; 2).привычные выкидыши или мертворождения у женщины; 3).подозрение на передачу семейной транслокации; 4).подтверждение диагноза, установленного методом исследования полового хроматина; 5).пренатальная диагностика в случае пожилого возраста матери и когда предполагается передача семейной транслокации.

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-хромосом, 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.

Бумажная хроматография, высоковольтный электрофорез, тонкослойная хроматография используются для определения аминокислотного состава мочи и сыворотки крови. Микробиологические тесты используются для диагностики нарушений обмена аминокислот (цистина, лизина, тирозина, фениланина и др.). На среду высевают штамм определенных бактерий и добавляют мочу или кровь больного. Если в биологических жидкостях содержится данная аминокислота, то бактериальные клетки будут расти, а если нет – роста не будет.

Амниоцентез — изучение околоплодной жидкости в 16-18 недель беременности. Это перспективный метод, применяемый в клинике. Амниоцентез представляет собой манипуляцию, которую проводят по согласию женщины в клинике. Чаще через переднюю брюшную стенку специальной иглой, после предварительного определения места локализации плаценты с помощью ультразвука, входят в полость матки и получают 8-10 мл околоплодной жидкости. В ней содержатся разнообразные клетки: покровов плода, слизистой

его ротовой полости, мочевыводящих путей, пуповины, а также амниотической оболочки. 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.

ДНК-диагностика позволяет исследовать с абсолютной точностью заболевания на уровне молекулярного дефекта (фенилкетонурию, муковисцедоз, гемофилию и др.). Суть анализа состоит в следующем: ДНК выделяют из биологического материала путем лизиса клеток и очищают от белковых компонентов. Затем с помощью ДНК-полимеразы осуществляется амплифкация, то есть ДНК многократно реплицируется. Синтез можно проводить в определенных, интересующих исследователя границах – с двух олигонуклеотидных праймеров (затравок). Наращивание цепей идет в прямом и обратном направлении, в результате чего получают комплементарную двойную спираль участка ДНК (в границах праймеров). Протекает реакция в специальных амплификаторах с автоматическим режимом смены температур, что очень важно для разъединения, а затем синтеза двойной спирали молекулы. С помощью ДНК-диагностики можно проводить эффективную пренатальную диагностику гемофилии, миодистрофии Дюшена, фенилкетонурии, муковисцедоза и др.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод, имитирующий естественную репликацию ДНК. При этом достаточно небольшого объема материала ворсинок 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.