Биохимический метод изучения генетики человека

Содержание

Слайд 2

Методы изучения генетики человека Клинико – генеалогический Близнецовый Популяционно – статистический

Методы изучения генетики человека

Клинико – генеалогический
Близнецовый
Популяционно – статистический
Цитогенетический
Метод генетики соматических клеток
Биохимический

метод
Молекулярно – генетические
Метод приемных детей
Антропометрический
Дерматоглифика
Слайд 3

Биохимический метод. Заключается в определении в крови или моче активности ферментов

Биохимический метод.
Заключается в определении в крови или моче активности ферментов

или содержания продуктов метаболизма.
С его помощью выявляют нарушения в обмене веществ, возникающие при различных патологических состояниях.
Слайд 4

Биохимические показатели отражают сущность наследственной болезни точнее, чем клиническая симптоматика. При

Биохимические показатели отражают сущность наследственной болезни точнее, чем клиническая симптоматика.

При биохимической диагностике оценивается фенотип организма на молекулярном уровне, а наследственная болезнь в конечном счете и есть фенотип.
Поэтому биохимическим методам принадлежит ведущая роль в диагностике многих моногенных болезней. Однако сложность диагностики заключается в том, что сотни наследственных болезней по некоторым биохимическим показателям мочи или крови могут быть сходными (например, ацидоз, протеинурия и т.д.).
Слайд 5

Определять для каждого больного многие метаболиты очень трудоемко и дорого. Знание

Определять для каждого больного многие метаболиты очень трудоемко и дорого. Знание

общих характеристик изменений обмена веществ при разных наследственных болезнях позволило по-новому построить исходную схему обследования, исходя из клинической картины болезни, генеалогических сведений и плана биохимического анализа. Такой подход позволяет проводить обследование на основе поэтапного исключения определенных классов болезней (просеивающие методы).
Слайд 6

В биохимической диагностике наследственных болезней используются: классические биохимические методы: электрофорез, хроматография,

В биохимической диагностике наследственных болезней используются:
классические биохимические методы:
электрофорез,
хроматография,
спектроскопия,
современные

высокоточные технологии:
жидкостная хроматография,
масс-спектрометрия,
магнитно-резонансная спектрометрия,
бомбардировка быстрыми нейтронами.
Слайд 7

При гибридизации соматических клеток двух разных линий образуются гетерокарионы — клетки,

При гибридизации соматических клеток двух разных линий образуются гетерокарионы — клетки,

которые содержат оба родительских ядра. Затем в результате митоза и деления образу­ются две одноядерные клетки — синкарионы, имеющие хромосомы обоих родительских клеток.
В течение первых делений гибридной клетки, не ясно почему, происходит потеря хромосом одного из видов. Так, у гибридов мышь-хомячок элиминируются хромосомы мыши.
Слайд 8

Биохимическое обследование пациента позволяет идентифицировать любые мета-болиты, специфические для той наследст-венной

Биохимическое обследование пациента позволяет идентифицировать любые мета-болиты, специфические для той

наследст-венной болезни, с подозрением на которую он был направлен. Каждое обследование должно начинаться с составления плана, в основе которого лежит клинико-генетичес-кая информация о пациенте и его семье. «Объектами» биохимической диагностики являются биологические жидкости:
моча, пот, плазма, сыворотка крови,
эритроциты, лейкоциты, культуры фибробластов, лимфоцитов.
Слайд 9

Практически во всех случаях биохимическая диагностика начинается с просеивающего подхода, в

Практически во всех случаях биохимическая диагностика начинается с просеивающего подхода, в

котором выделяют два уровня:
первичный
уточняющий.
Каждый из этих уровней может быть более или менее полным в зависимости от оснащенности лаборатории.
Основная цель первичного уровня диагностики заключается в том, чтобы исключить здоровых индивидов из дальнейшего обследования. Различают два вида программ первичной биохимической диагностики: массовые и селективные. На первом этапе в таких программах используются моча и кровь.
Слайд 10

Существуют массовые просеивающие программы диагностики среди новорожденных фенилкетонурии, врожденного гипотиреоза, врожденной

Существуют массовые просеивающие программы диагностики среди новорожденных фенилкетонурии, врожденного гипотиреоза, врожденной

гиперплазии надпочечников, муковисцидоза, галактоземии. Биологическим материалом для диагностики является кровь. Высушенные капли капиллярной крови новорожденных на хроматографической или фильтровальной бумаге пересылают из родильных домов в лабораторию (можно по почте). Материал должен поступить в лабораторию в течение двух—трех дней после взятия пробы.
Слайд 11

Для диагностики фенилкетонурии кровь новорожденных берут в родильном доме на 3—5-й

Для диагностики фенилкетонурии кровь новорожденных берут в родильном доме на 3—5-й

день после рождения. Если кровь будет взята раньше, то возможны ложноположительные результаты. В лаборатории в пятнах крови определяют количество фенилаланина с помощью любого из следующих методов:
микробиологический тест Гатри,
флуорометрия,
распределительная хроматография на бумаге,
тонкослойная хроматография.
Слайд 12

Между методами нет принципиальной разницы, поэтому каждая лаборатория выбирает более подходящий

Между методами нет принципиальной разницы, поэтому каждая лаборатория выбирает более

подходящий для ее условий метод. Опыт показал, что пропущенные случаи фенилкетонурии являются не ошибками лабораторных исследований, а следствием недобросовестности или небрежности в работе медицинских сестер при взятии крови в родильных домах. В случае положительного результата на фенилкетонурию проводится уточняющая биохимическая диагностика путем количественного определения фенилаланина в крови.
Слайд 13

Врожденный гипотиреоз (снижение функции щитовидной железы) может быть обусловлен разными причинами:

Врожденный гипотиреоз (снижение функции щитовидной железы) может быть обусловлен разными причинами:

агенезия щитовидной железы; эктопия щитовидной железы; наследственные формы дисгормоногенеза; аутоиммунные процессы. Клинически врожденный гипотиреоз проявляется задержкой умственного развития, резким отставанием в росте, отечностью кожных покровов, развитием зоба.
Слайд 14

Программа массовой диагностики врожден-ного гипотиреоза одинакова для всех форм. Суть ее

Программа массовой диагностики врожден-ного гипотиреоза одинакова для всех форм. Суть

ее сводится к тому, чтобы в крови ребенка после 3-го дня жизни прове-рить, нет ли снижения уровня тироксина (гормона щитовидной железы) в плазме крови и увеличено ли содержание тиреоид-стимулирующего гормона — тиреотропного гормона гипофиза. В практике применяется два метода просеивающей диагностики:
радиоиммунный,
иммуноферментный (иммунофлуоресцентный).
Слайд 15

Чувствительность и специфичность их при-мерно одинакова. По техническим причинам (не требуется

Чувствительность и специфичность их при-мерно одинакова. По техническим причинам (не

требуется условий для работы с радиоак-тивными веществами) иммуноферментный метод предпочтительнее, хотя он дороже. Тироксин и тиреоидстимулирующий гормон определяют в образцах крови новорожден-ных, предварительно высушенных на специ-альной фильтровальной бумаге. При положи-тельном ответе просеивающего метода диаг-ноз гипотиреоза обязательно должен быть подтвержден в клинических условиях эндок-ринологом и лабораторным анализом гормо-нов щитовидной железы в сыворотке крови.
Слайд 16

Просеивающие программы массовой диагно-стики наследственных болезней применяются не только среди новорожденных.

Просеивающие программы массовой диагно-стики наследственных болезней применяются не только среди

новорожденных. Они могут быть организованы для выявления тех болез-ней, которые распространены в каких-либо группах населения или популяциях. Напри-мер, среди евреев-ашкенази отмечается высокая частота тяжелого заболевания Тей—Сакса. В США организована просеивающая биохимическая программа по выявлению гетерозиготности по этому заболеванию с последующим медико-генетическим консуль-тированием таких семей..
Слайд 17

На Кипре и в Италии (Сицилия) с высокой частотой встречается тяжелое

На Кипре и в Италии (Сицилия) с высокой частотой встречается тяжелое

заболевание крови — талассемия (гемоглобинопатия). Органы здравоохранения этих стран организовали биохимическое просеивание населения для выявления скрытых носителей талассемии (гетерозигот), для которых было обеспечено в последующем медико-генетическое консультирование и пренатальная диагностика.
Слайд 18

Селективные диагностические программы предусматривают проверку биохимических аномалий обмена (моча, кровь) у

Селективные диагностические программы предусматривают проверку биохимических аномалий обмена (моча, кровь) у

пациентов, у которых подозреваются генные наследственные болезни.
Фактически такие программы должны «функционировать» в каждой большой больнице. Показания для их применения достаточно широкие, стоимость каждого анализа невысокая.
Слайд 19

В селективных программах могут использоваться простые качественные реакции (например, тест с

В селективных программах могут использоваться простые качественные реакции (например, тест с

хлоридом железа для выявления фенилкетонурии или с динитрофенилгидрозином для выявления кетокислот) или более точные методы, позволяющие обнаруживать большие группы отклонений. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать наследственные нарушения обмена аминокислот, олигосахаридов и гликозаминогликанов (мукополисахаридов).
Слайд 20

Газовая хроматография применяется для выявления наследственных болезней обмена органических кислот. С

Газовая хроматография применяется для выявления наследственных болезней обмена органических кислот. С

помощью электрофо-реза гемоглобинов диагностируется вся группа гемоглобинопатии.
Нередко приходится углублять биохимичес-кий анализ — от количественного определе-ния метаболита до определения активности фермента (использование нативных тканей или культивированных клеток), например, с помощью флюорометрических методик.
Слайд 21

В современных условиях очень многие этапы биохимической диагностики осуществляются автоматическими приборами

В современных условиях очень многие этапы биохимической диагностики осуществляются автоматическими приборами

(с аминоанализаторами).
Реальным примером программы селективного скрининга на наследственные болезни обмена веществ с острым течением и ранним летальным исходом является программа, разработанная Н. В. Журковой в Медико-генетическом научном центре РАМН.
Слайд 22

Первый этап программы включает качественный и количественный анализ мочи и крови

Первый этап программы включает качественный и количественный анализ мочи и крови

(14 тестов):
на белок, на кетокислоты,
на цистин и гомоцистин,
креатинин, ионы аммония и др.
Второй этап основан на методах тонкослойной хроматографии мочи и крови для выявления:
аминокислот,
фенольных кислот,
моно- и дисахаридов и других соединений.
Слайд 23

С помощью электрофореза мочи выявляют гликозаминогликаны. Эта программа позволяет выявлять 140

С помощью электрофореза мочи выявляют гликозаминогликаны. Эта программа позволяет выявлять 140

наследственных болезней обмена веществ у детей из следующих основных классов:
аминоацидопатии;
органические ацидурии;
лизосомные болезни накопления;
болезни углеводного обмена;
болезни обмена металлов;
болезни пуринового и пиримидинового обмена;
Слайд 24

наследственные болезни метаболического транспорта; наследственные болезни желудочно-кишечного тракта; наследственные болезни нейротрансмиттерного

наследственные болезни метаболического транспорта;
наследственные болезни желудочно-кишечного тракта;
наследственные болезни нейротрансмиттерного обмена;
наследственные болезни

обмена витаминов;
митохондриальные болезни;
болезни β-окисления жирных кислот;
пероксисомные болезни.
Слайд 25

Важность такой программы в детских больницах трудно переоценить. Показаниями для применения

Важность такой программы в детских больницах трудно переоценить.
Показаниями для применения биохимических

методов диагностики у новорожденных являются такие симптомы, как:
судороги, кома, рвота, гипотония, желтуха,
специфический запах мочи и пота,
ацидоз, нарушенное кислотно-основное равновесие, остановка роста
нарушение физического развития
непереносимость некоторых продуктов, лекарств
Слайд 26

У детей биохимические методы используются во всех случаях при подозрении на

У детей биохимические методы используются во всех случаях при подозрении на

наследственные болезни обмена веществ (задержка физического и умственного развития, потеря приобретенных функций, специфическая для какой-либо наследственной болезни клиническая картина).
Слайд 27

Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать нарушение

Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать

нарушение обмена аминокислот, олигосахаридов, мукополисахаридов.
Газовая хроматография применяется для выявления нарушений обмена органических кислот и т.д.
Слайд 28

• Биохимические методы применяются и для диагностики гетерозиготных состояний у взрослых.

• Биохимические методы применяются и для диагностики гетерозиготных состояний у взрослых. Известно,

что среди здоровых людей всегда имеется большое число так называемых носителей патологического гена (гетерозиготное носительство). Хотя такие люди внешне здоровы, вероятность появления заболевания у их ребенка всегда существует.
В связи с этим, выявление гетерозиготного носительства — важная задача медицинской генетики.
Слайд 29

Понятно, что если в брак вступают гетерозиготные носители какого-либо заболевания, то

Понятно, что если в брак вступают гетерозиготные носители какого-либо заболевания,

то риск рождения больного ребенка в такой семье составит 25%.
Шансы на встречу двух носителей одинакового патологического гена выше, если в брак вступают родственники, т.к. они могут унаследовать один и тот же рецессивный ген от своего общего предка.
Слайд 30

Предположить гетерозиготное носительство у женщины можно, если: ее отец поражен наследственной

Предположить гетерозиготное носительство у женщины можно, если:
ее отец поражен наследственной

1болезнью;
у женщины родились больные сыновья;
женщина имеет больного брата или братьев;
у двух дочерей женщины родились больные сыновья (или сын);
у здоровых родителей родился больной сын, а у матери в родословной есть больные мужчины.
Слайд 31

Выявление гетерозиготных носителей того или иного заболевания возможно путем использования биохимических

Выявление гетерозиготных носителей того или иного заболевания возможно путем использования биохимических

тестов (прием фенилаланина для выявления фенилкетонурии, прием сахара — сахарного диабета и.т.д.), микроскопического исследования клеток крови и тканей, определения активности фермента, измененного в результата мутации.
Слайд 32

Известно, что заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, составляют

Известно, что заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, составляют

значительную часть наследственной патологии (фенилкeтону-рия, галактоземия, алкаптонурия, альбинизм и др.). Так, гетерозиготные носители фенилкетонурии реагируют на введение фенилаланина более сильным повышением содержания амино­кислоты в плазме, чем нормальные гомозиготы (болезнь обусловлена рецессивным аллелем).
Слайд 33

Биохимический метод широко применяется в медико-генетическом консультировании для определения риска рождения

Биохимический метод широко применяется в медико-генетическом консультировании для определения риска рождения

больного ребенка. Успехи в области биохимической генетики способствуют более широкому внедре­нию диагностики гетерозиготного носительства в практику. Еще недавно можно было диагностировать не более 10-15 гетерозиготных состояний, в на­стоящее время — более 200. Однако следует отметить, что до сих пор имеется немало наследственных заболеваний, для которых методы гетерозиготной диагностики еще не разработаны.