После сбора генеалогической информации переходят к графическому изображению родословной. При этом используют общепринятые условные обозначения:
Одновременно с родословной составляют письменное приложение к ней, называемое легендой.
В легенду можно включить сведения данные клинического и лабораторного обследования, данные личного осмотра врачом пробанда с указанием точной даты осмотра. Тщательно собрав все данные родословной можно приступить к ее анализу. При этом устанавливается:
· является ли данный признак или заболевание наследственным или приобретенным.
· тип наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, доминантный ген сцеплен с Х- хромосомой, рецессивный ген сцеплен с Х- хромосомой или ген сцеплен с У-хромосомой.) и выяснить по какой линии - материнской или отцовской - идет передача заболевания.
· генотип пробанда и его ближайших родственников
· генотип супруга или супруги
· прогноз потомсва
Близнецовый метод. Основой метода является сравнение пар одно- и двуяйцовых близнецов по интересующему исследователя признаку. При этом имеется в виду, что однояйцовые близнецы генетически одинаковы, так как развиваются из одной зиготы, а разнояйцовые, развиваясь из разных зигот, в генетическом отношении так же разнородны, как обычные братья и сестры. Любые близнецы, как правило, воспитываются в сходных условиях. Поэтому с помощью данного метода устанавливают, в какой мере тот или иной признак обусловлен наследственно и в какой мере его развитие зависит от условий среды. Если параллельное развитие признака в парах однояйцовых близнецов наблюдается чаще, чем в парах разнояйцовых близнецов, это свидетельствует о его наследственной обусловленности. В случае если частота параллельного развития признака существенно не различается в парах одно- и двуяйцовых близнецов, это подтверждает ведущую роль среды в его развитии. Изучение генетически однородных однояйцовых близнецов в случае воспитания их в разных условиях также позволяет выявить степень зависимости формирования различных признаков от среды.
Близнецовым методом подтверждена наследственная обусловленность гемофилии, сахарного диабета, шизофрении. С помощью этого метода обнаружена выраженная предрасположенность к ряду заболеваний: туберкулезу, ревматизму и другим, что означает большую вероятность возникновения этих заболеваний у людей с определенной наследственной конституцией при благоприятных для этого условиях. Наконец, близнецовый метод выявляет третью группу заболеваний, развитие которых практически полностью зависит от факторов среды. К ним относятся корь, скарлатина и многие другие инфекционные болезни. Таким образом, близнецовый метод дает важные сведения, позволяющие в зависимости от соотносительной роли наследственности и условий жизни разрабатывать систему мероприятий по предупреждению заболеваний.
Цитогенетический метод. С помощью цитогенетического метода вопросы наследственности и изменчивости изучаются путем исследования под микроскопом кариотипа человека в норме. С помощью этого метода выявляют также хромосомные и геномные мутации, поэтому он широко применяется в клинике как диагностический. Используют метод также при изучении мутагенного действия различных химических соединений и физических факторов, например, лекарственных препаратов, инсектицидов, пищевых добавок, рентгеновского и радиоактивного излучения. Цитогенетическим методом определяют изменения количества хромосом в кариотипе, что дает возможность распознавать такие хромосомные заболевания, как синдром трисомии Х, моносомии по паре половых хромосом - синдром Шерешевского-Тернера, синдром Клайнфельтера, трисомия по 21-й хромосоме, или синдром Дауна, и др. При хромосомных болезнях, как правило, наблюдаются отставание в интеллектуальном развитии, часто бесплодие и различные нарушения развития органов и систем. Многие гетероплодии у человека несовместимы с жизнью.
Неблагоприятные последствия вызывают и хромосомные мутации. Например, потеря участка одной из 21-х хромосом вызывает тяжелое заболевание крови - хронический миелолейкоз. В настоящее время путем изучения под микроскопом кариотипов клеток околоплодной жидкости выявляют нарушения количества или строения хромосом у развивающегося плода. Это позволяет своевременно поставить диагноз и при необходимости принять меры вплоть до искусственного прерывания беременности.
Биохимический метод. Метод заключается в определении в крови или моче активности ферментов или содержания некоторых продуктов метаболизма. С помощью данного метода выявляют нарушения в обмене веществ, возникающие при различных патологических состояниях и обусловленные наличием в генотипе неблагоприятного сочетания аллельных генов, например вредных рецессивных аллелей в гомозиготном состоянии. При своевременной диагностике таких наследственных заболеваний профилактические меры позволяют избежать серьезных нарушений развития. Например, тяжелое заболевание фенилкетонурия развивается в случае гомозиготности по рецессивному гену, продукт активности которого участвует в обмене аминокислоты фенилаланина. Нарушение расщепления этой аминокислоты способствует накоплению промежуточных продуктов обмена, которые влияют на развивающуюся нервную систему, приводя к умственной отсталости. При своевременной диагностике и назначении лишенной фенилаланина диеты с самого рождения ребенка удается добиться нормального развития его. Биохимическим методом можно установить присутствие в генотипе определенного лица рецессивного неблагоприятного гена в гетерозиготном состоянии, который серьезно не изменяет фенотипа данного организма, но при браке его с другим гетерозиготным организмом в 25% случаев может сформироваться потомство, гомозиготное по аллелю, с выраженными нарушениями фенотипа. Известно, что у гетерозигот по гену фенилкетонурии в крови обнаруживается повышенное содержание фенилаланина. Следовательно, используя этот метод, можно с большей точностью предсказать возможность появления потомства с данным заболеванием.
Популяционно-статистический метод. Невозможность применения гибридологического метода в изучении наследственности и изменчивости у человека делает особо ценным популяционно-статистический метод, при котором проявление и наследование признаков изучается в больших выборках - популяциях людей, в одном или нескольких поколениях. В популяционных исследованиях генетики опираются на открытый в 1908 году закон генетической стабильности популяций. Математик Дж. Харди и врач Г. Вайнберг одновременно пришли к выводу, что при соблюдении определенных условий соотношение аллелей каждого гена в общей совокупности генов (в генофонде) популяции не меняется в ряду поколений. Это проявляется в поддержании постоянного соотношения между разными гено - и фенотипами в ряду поколений организмов данной популяции. Выявление распространенности тех или иных признаков (заболеваний) в популяциях людей и применение закона генетической стабильности дает возможность выяснить характер наследования отдельных признаков, установить роль среды и наследственности в их развитии, определить частоту встречаемости различных аллелей и гетерозигот в популяции.
С помощью описанных методов и на их основе в настоящее время у человека изучено более 2000 нормальных и патологических признаков, более или менее выяснен характер их наследования, разработаны методы выявления и предупреждения ряда наследственных заболеваний.
Иммуногенетический метод. Этот метод применяется у пациентов при подозрении на иммунодефицитные заболевания (например, агаммаглобулинемии - почти полное отсутствие глобулинов в крови), при подозрении на несовместимости антигенов матери и плода, для определения наследственного предрасположения к заболеваниям или установления отцовства.
Для диагностики иммунодефицитных состояний исследуют глобулины, Т - и В - лимфоциты, нейтрофилы и макрофаги. Определяют антигены эритроцитов, лейкоцитов и сыворотки крови. Для пренатальной диагностики можно определять HLA-антигены в лейкоцитах человека. По этим антигенам можно установить адреногенитальный синдром (или врожденная дисфункция коры надпочечников, при которой повышается синтезандрогенов в коре надпочечников. У девочек это проявляется ложным гермафродизмом, а у мальчиков преждевременным половым созреванием).
Иммуногенетические методы достаточно дорогостоящие, но очень эффективные для определения предрасположенности к наследственным заболеваниям или для прогнозирования здоровья будущих детей.
Онтогенетический метод. В генетике человека широко распространен онтогенетический метод. Он основан на изучении закономерности проявления какого-либо признака или заболевания в процессе индивидуального развития.
Выделяют несколько периодов развития человека: пренатальный и постнатальный. Большинство признаков формируется во время пренатального периода. После рождения заканчивается формирование коры головного мозга, постепенно формируется психика ребенка, его способность к обучению. Происходит становление иммунной системы.
В различные периоды развития человека происходит изменение активности генов, при чем может наблюдаться как "включение" и "выключение" генов, так и "усиление" и "ослабление" генов.
В постанальный период, например, происходит включение генов определяющих развитие вторичных половых признаков, развитие наследственных заболеваний (сахарного диабета, близорукости, миопатии Дюшена и т.д.). В этот же период происходит выключение многих генов. Репрессируются активности генов, связанных с выработкой меланина (в результате происходит поседение волос). Не происходит синтеза эластазы (вследствие чего появляются морщины), подавляется выработка гаммаглобулинов (поэтому повышается восприимчивость к бактериальным инфекциям).
С возрастом может меняться проявление доминирования генов, находящихся в гетерозиготном состоянии, что вызывает изменение внешних признаков, особенно в период полового созревания и беременности. С возрастом и рецессивные гены могут оказывать большее влияние на развитии того или иного признака. У гетерозиготного по генотипу человека, например, по фенилкетонурии изменяется психика. В старости у человека меняется соотношение женских и мужских половых гормонов. В результате у мужчин меняется тембр голоса, форма тела, происходит отложение жира по женскому типу, меняется психика - мужчины становятся плаксивыми и впечатлительными. У женщин грубеет голос, меняется фигура.
Наряду со "временем действия генов" выделяют и "поле действия генов". В каждой клетке человека, за исключением зрелых половых клеток содержится одинаковый диплоидный набор хромосом и одинаковый набор генов, но в процессе онтогенеза и формирования органов и тканей, одни из генов блокируются, а другие включаются в работу. Так, например, только в клетках щитовидной железы работают гены, отвечающие за синтез гормона тироксина, а в клетках поджелудочной железы гормона инсулина. В клетках других органов тоже есть такие гены, но они блокированы. У человека в процессе онтогенеза формируется конституция. Конституционные признаки имеют сложную генетическую основу или могут возникать в результате ранней физической нагрузки. Конституционными признаками называют такие признаки структуры, функции или поведения, которые характерны для процессов роста, созревания и старения.
Медицина стала все больше обращать внимание на конституционные болезни. Оказалось, что люди астенического телосложения более склонны к развитию туберкулеза легких, и, наоборот, у полных людей чаще наблюдается атеросклероз и гипертоническая болезнь.
