Биохимический метод изучения генетики человека

д.м.н.,проф. Каредина В.С.

клеток
Биохимический метод
Молекулярно – генетические
Метод приемных детей
Антропометрический
Дерматоглифика

ферментов или содержания продуктов метаболизма.
С его помощью выявляют нарушения

в обмене веществ, возникающие при различных патологических состояниях.

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.).

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).

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

(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.

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..

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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;

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

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

на наследственные болезни обмена веществ (задержка физического и умственного развития,

потеря приобретенных функций, специфическая для какой-либо наследственной болезни клиническая картина).

диагностировать нарушение обмена аминокислот, олигосахаридов, мукополисахаридов.
Газовая хроматография применяется для

выявления нарушений обмена органических кислот и т.д.

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.

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.

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.

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.

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).

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.