Biokemijska metoda

Biokemijske metode istraživanja koriste se za sumnju na urođene metaboličke nedostatke. Oni su prilično složeni i skupi, pa se studija provodi u dvije faze. U prvoj fazi koriste se jeftinija i brža istraživanja. To su takozvane ekspresne metode probira (prosijavanja) koje vam omogućuju pregled velike skupine populacija. To uključuje, na primjer, Guthrie mikrobiološki test za pretragu sve novorođenčadi na fenilketonuriju. Felling test također se može smatrati ekspresnom metodom za dijagnosticiranje fenilketonurije. Takav test za galaktozemiju i fruktozemiju je Benedictov test. Ovi testovi koriste krv i urin.

U drugom stupnju dijagnostike koriste se složenije metode biokemije i molekularne biologije: frakcioniranje i kvantitativna analiza, tekućinska i plinska kromatografija, imunokemijske metode, proučavanje elektroforetske pokretljivosti proteina. Moguće izravno mjerenje enzimska aktivnost. Koriste se studije mutantnih proteina korištenjem obilježenih supstrata.

Populacijska genetička metoda

Podaci dobiveni kliničko-genealoškim i blizanačkim metodama istraživanja uspoređeni su s podacima o učestalosti pojavnosti neke osobine (bolesti) u općoj populaciji. Učestalost pojedinog gena u određenoj populaciji također određuje karakteristike akumulacije bolesnika u obiteljima.

Proučavanje genetske strukture populacije nužan je korak u proučavanju distribucije nasljednih bolesti u obiteljima.

U genetici se pod populacijom podrazumijeva dio populacije koji na jednom teritoriju živi više generacija i slobodno se međusobno vjenčavaju. U ovoj skupini ispunjen je uvjet panmiksije i nema izolacijskih prepreka koje sprječavaju slobodne brakove. U takvoj populaciji omjer učestalosti dominantnih i recesivnih alela s dovoljno velikom populacijom ostaje nepromijenjen u nizu generacija. Zakon genetske stabilnosti izražen je Hardy-Weinbergovom formulom:

p 2AA: 2pqAa: q2aa, ili (R+ q)2=1, dakle (p+q)=1,

oni. frekvencije dominantnih ALI i recesivni gen a zbroje jedan i konstantni su, a omjer dominantnih homozigota, heterozigota i recesivnih homozigota definira se kao kvadrat pojavljivanja dominantnog alela, umnožak dominantnog i recesivnog alela i kvadrat pojavljivanja recesivni alel, respektivno.

Populacije koje u potpunosti zadovoljavaju uvjete idealne genetske stabilnosti prema Hardy-Weinbergu ne postoje u prirodi, jer da bi se ispunili gore navedeni uvjeti, ne smije postojati proces mutacije, prirodne selekcije i migracije. Međutim, kao radna formula, Hardy-Weinbergov zakon se uspješno koristi u populacijsko-genetičkim studijama, jer se u velikim populacijama navedeni procesi odvijaju prilično sporo (u nedostatku ratova i humanitarnih katastrofa) i ne uzrokuju značajnije promjene u omjeru frekvencija alela.

Populacijska genetička metoda omogućuje utvrđivanje učestalosti gena bolesti u populaciji i učestalosti heterozigotnog nositeljstva. Učestalost heterozigotnog nositeljstva kod nekih kongenitalnih metaboličkih poremećaja s autosomno recesivnim nasljeđivanjem prikazana je u tablici. 3.

Tablica 3. Učestalost heterozigotnog nositeljstva

Prevalencija frekvencija gena i povezanih fenotipova može se koristiti za procjenu adaptivne vrijednosti pojedinih genotipova.

Kroz unutarnje brakove pojedinačne populacije određeni geni mogu biti ograničeni na određene populacije ili neravnomjerno raspoređeni među različitim populacijama. Ako je brak jednako vjerojatan za bilo kojeg člana populacije, tada se takva populacija naziva panmixed. Ako postoje prepreke (etničke, socijalne, vjerske), onda skupine stanovništva koje se razlikuju po ovim parametrima mogu formirati izolate unutar populacije. Brakovi koji nisu selektivni prema navedenim kriterijima (outbreeding) podrazumijevaju slučajni odabir supružnika. Odstupanja od panmiksije se javljaju kada su brakovi asortativni, tj. supružnici su odabrani na nekoj osnovi, na primjer, općim nedostacima u senzornoj sferi, mišićno-koštanom sustavu ili mentalnom nerazvijenošću.

U naše vrijeme brakovi između osoba s oštećenjima sluha ili vida više su pravilo nego iznimka. Odstupanja od panmiksije javljaju se i kada se rodbina vjenča. Takav brak naziva se krvno srodstvo (inbreeding). Brakovi u bliskom srodstvu između srodnika I. stupnja srodstva (između roditelja i djece te braće i sestara) nazivaju se rodoskvrnućem. Primjeri takvih brakova mogu se navesti samo iz povijesti. Dakle, egipatska kraljica Kleopatra rođena je iz incestnog braka i bila je udana za svoju braću. To je bilo zbog želje da se sačuva njihova "plava" krv. Trenutno su takvi brakovi univerzalno zabranjeni. Zabrana se odnosi na povećan rizik otkrivanje recesivne i poligene patologije. Brakovi između srodnika drugog stupnja srodstva (ujak - nećakinja, tetka - nećak) uobičajeni su, posebno u arapskim zemljama, zbog ekonomskih razloga. U Rusiji učestalost krvno-srodničkih brakova ne prelazi 1%, au takav brak uglavnom ulaze rođaci, braća i sestre ili rođaci daljih stupnjeva srodstva. Dakle, stupanj srodstva između jedinki u različitim populacijama nije isti. Da biste ga ocijenili, upotrijebite koeficijent inbreedinga F(Wright, 1885), koji određuju vjerojatnost identičnosti prema podrijetlu bilo koja dva alela danog lokusa. Na primjer, potrebno je utvrditi vjerojatnost da supružnici - ujaci i nećakinje imaju jedan recesivni gen za fenilketonuriju dobiven od zajedničkog pretka. Takav zajednički predak za njih je baka ili djed nećakinje. Vjerojatnost da je baka i djed prenio svoj PKU gen na jedno od svoje djece je 1/2. Vjerojatnost da su oba djeteta bake i djeda primila ovaj gen je 1/2 x 1/2 = 1/4. Vjerojatnost dvaju neovisnih događaja jednaka je umnošku njihovih vjerojatnosti. Vjerojatnost da je jedno od bakine djece prenijelo ovaj gen svom djetetu također je 1/2. Stoga će koeficijent inbreedinga biti 1/4 x 1/2 = 1/8. Razmišljajući na ovaj način, može se izračunati da će koeficijent inbreedinga za brakove braće i sestara u prvom rođaku biti 1/16, rođaka u drugom redu - 1/32, rođaka u četvrtom kolu - 1/64.

U malim populacijama, zbog ograničenog izbora, povećava se inbrednost, javlja se fenomen "inbreeding depresije": smanjuje se broj heterozigota za recesivnu bolest, a povećava homozigota (bolesnika). Koeficijent inbridinga može se izračunati i za populacije i za par jedinki. Još jedan blisko povezan pokazatelj, nazvan koeficijent odnosa (Ž), može se izračunati samo za dvije osobe. Koeficijent srodstva fhu je vjerojatnost da je bilo koji gen koji pripada pojedincu X identičan genu istog lokusa, u pojedincu U. Koeficijent odnosa određuje udio zajedničkih gena u paru rođaka. Dakle, monozigotni blizanci imaju 100% zajedničkih gena, rođaci 1. stupnja srodstva (roditelj-dijete, rodna braća i sestre) imaju 50% zajedničkih gena, rođaci 11. stupnja srodstva (stričevi, tete, nećaci, bake (djedovi) ), unuci) - 25 % zajedničkih gena kod rođaka od 111 stupnjeva srodstva (rođaci, braća i sestre, pradjedovi (prabake), praunuci) - 12,5 % zajedničkih gena. Dakle, udio zajedničkih gena u rođacima može se odrediti formulom (1j2n), gdje P - stupanj odnosa.

Uz pomoć biokemijskih metoda proučavaju se nasljedne bolesti uzrokovane genskim mutacijama i polimorfizmom u normalnim primarnim genskim produktima. Po prvi put, ove metode ljudske genetike počele su se koristiti početkom dvadesetog stoljeća. Nedavno su naširoko korišteni u potrazi za novim oblicima mutantnih alela. Uz njihovu pomoć opisano je više od 1000 urođenih metaboličkih bolesti. Za mnoge od njih identificiran je defekt u primarnom genskom produktu.

Biokemijska dijagnostika nasljednih metaboličkih poremećaja provodi se u 2 faze. U prvoj fazi odabiru se pretpostavljeni slučajevi bolesti, u drugoj fazi utvrđuje se dijagnoza bolesti složenijim i točnijim metodama. Korištenje biokemijskih studija za dijagnozu bolesti u prenatalnom razdoblju ili neposredno nakon rođenja omogućuje pravovremeno otkrivanje patologije i započinjanje specifičnih medicinskih mjera.

transkripcijski faktori- proteini koji stupaju u interakciju s određenim regulatornim mjestima i ubrzavaju ili usporavaju proces transkripcije. Omjer informativnih i neinformativnih dijelova kod eukariotskih transkripcija u prosjeku je 1:9 (kod prokariota 9:1).Susjedni transkriptoni mogu biti odvojeni jedan od drugog netranskribiranim regijama DNA. Podjela DNA na mnoge transkriptone omogućuje pojedinačno čitanje (transkripciju) različitih gena s različitim djelovanjem.

U svakom prijepisu transkribira se samo jedan od dva lanca DNK, koji se naziva predložak, drugi, koji mu je komplementaran, naziva se kodirajući lanac. Sinteza RNA lanca ide od 5 "do 3" kraja, dok je predložni lanac DNA uvijek antiparalelan sintetiziranoj nukleinskoj kiselini.

Posttranskripcijski modifikacije primarne transkriptne RNA (tRNA obrada)

Primarni transkript tRNA sadrži oko 100 nukleotida, a nakon obrade - 70-90 nukleotidnih ostataka. Posttranskripcijske modifikacije transkripata primarne tRNA odvijaju se uz sudjelovanje RNaza (ribonukleaza). Dakle, stvaranje 3'-kraja tRNA katalizira RNaza, koja je 3'-egzonukleaza koja "odsijeca" jedan nukleotid dok ne dođe do -CCA sekvence, koja je ista za sve tRNA. Za neke tRNA, formiranje -CCA sekvence na 3" kraju (akceptorskom kraju) događa se kao rezultat sekvencijalnog dodavanja ova tri nukleotida. Pre-tRNA sadrži samo jedan intron koji se sastoji od 14-16 nukleotida. Uklanjanje intron i spajanje dovodi do stvaranja strukture nazvane "antikodon", - triplet nukleotida koji osigurava interakciju tRNA s komplementarnim kodonom mRNA tijekom sinteze proteina

Posttranskripcijski modifikacije (obrada) primarnog transkripta RNA. Stvaranje ribosoma

Ljudske stanice sadrže oko stotinu kopija gena rRNA, lokaliziranih u klasterima na pet kromosoma. rRNA geni se prepisuju pomoću RNA polimeraze I kako bi se proizveli identični prijepisi. Primarni transkripti dugi su oko 13 000 nukleotidnih ostataka (45S rRNA). Prije nego napusti jezgru kao dio ribosomske čestice, molekula 45 S rRNA prolazi procesiranje, što rezultira stvaranjem 28S rRNA (oko 5000 nukleotida), 18S rRNA (oko 2000 nukleotida) i 5,88 rRNA (oko 160 nukleotida), koji su komponente ribosomi (Slika 4-35). Ostatak transkripta se razgrađuje u jezgri.

Genealoška metoda ljudske genetike. Osnovna pravila za sastavljanje i naknadnu analizu rodovnih karata (na primjeru vlastite obiteljske rodovne karte). Vrijednost metode u proučavanju obrazaca nasljeđivanja svojstava.

Metode humane genetike

Za genetička istraživanja, osoba je nezgodan objekt, budući da je kod osobe: eksperimentalno križanje nemoguće; veliki broj kromosoma; pubertet dolazi kasno; mali broj potomaka u svakoj obitelji; nemoguće je izjednačavanje životnih uvjeta za potomstvo.

U ljudskoj genetici koriste se brojne istraživačke metode.

genealoška metoda

Primjena ove metode moguća je u slučaju kada su poznati izravni srodnici - preci nositelja nasljedne osobine (probanda) po majčinoj i očevoj liniji u nizu generacija ili potomci probanda također u više generacija. Prilikom sastavljanja rodovnika u genetici koristi se određeni sustav notacije. Nakon sastavljanja rodovnice, provodi se njegova analiza kako bi se utvrdila priroda nasljeđivanja osobine koja se proučava.

Konvencije usvojene u pripremi rodovnica:

1 - muškarac; 2 - žena; 3 - spol nije jasan; 4 - vlasnik osobine koja se proučava; 5 - heterozigotni nositelj proučavanog recesivnog gena; 6 - brak; 7 - brak muškarca s dvije žene; 8 - povezani brak; 9 - roditelji, djeca i redoslijed njihovog rođenja; 10 - dizigotni blizanci; 11 - monozigotni blizanci.

Zahvaljujući genealoška metoda utvrđeni su tipovi nasljeđivanja mnogih osobina kod ljudi. Dakle, prema autosomno dominantnom tipu, polidaktilija (povećan broj prstiju), sposobnost smotanja jezika u cjevčicu, brahidaktilija (kratki prsti zbog nepostojanja dviju falangi na prstima), pjege, rana ćelavost, spojeni prsti, napuknuta usna, rascjep nepca, katarakta oka, krhkost kostiju i mnogi drugi. Albinizam, crvena kosa, osjetljivost na dječju paralizu, dijabetes melitus, kongenitalna gluhoća i druge osobine nasljeđuju se kao autosomno recesivno.

Niz osobina nasljeđuje se spolno vezano: X-vezano nasljeđivanje - hemofilija, sljepoća za boje; Y-vezana - rubna hipertrihoza ušna školjka, isprepleteni nožni prsti. Postoji niz gena smještenih u homolognim regijama X i Y kromosoma, kao što je opća sljepoća za boje.

metoda analize pedigrea je najtemeljnija i univerzalna metoda za proučavanje nasljednosti i varijabilnosti osobe. Sastoji se u proučavanju nekih normalnih ili češće patološki znak u generacijama ljudi koji su međusobno povezani. Genealoška metoda temelji se na genealogiji – proučavanju rodoslovlja. Bit genealoške metode je sastavljanje i analiza rodovnika. Genealoška metoda odgovara glavnoj metodi genetike - hibridološkoj metodi, koju je prvi razvio G. Mendel. Ali za razliku od njega, istraživači ne odabiru roditeljske parove za namjerno križanje, već samo detaljno analiziraju rezultate procesa prirodne reprodukcije ljudi. Jedna ili nekoliko desetaka obitelji s brojnim rođacima različitih generacija analiziraju se prema osobini koja se proučava. Korištenje veliki broj obitelji djelomično kompenzira nisku ljudsku plodnost i povećava broj proučavanih potomaka.

Slične informacije.

Citogenetička metoda

Na temelju proučavanja ljudskih kromosoma u normalnim i patološkim stanjima. Normalno, ljudski kariotip uključuje 46 kromosoma - 22 para autosoma i dva spolna kromosoma. Korištenje ovu metodu omogućio je identificiranje skupine bolesti povezanih ili s promjenom broja kromosoma ili s promjenama u njihovoj strukturi. Takve bolesti nazivaju se kromosomske.

Limfociti u krvi najčešći su materijal za kariotipsku analizu. Krv se uzima u odraslih iz vene, u novorođenčadi - iz prsta, ušne resice ili pete. Limfociti se uzgajaju u posebnom hranjivom mediju, koji posebno sadrži tvari koje "tjeraju" limfocite da se intenzivno dijele mitozom. Nakon nekog vremena u staničnu kulturu dodaje se kolhicin. Kolhicin zaustavlja mitozu na razini metafaze. Tijekom metafaze kromosomi su najviše kondenzirani. Zatim se stanice prenose na stakalce, suše i boje raznim bojama. Bojanje može biti a) rutinsko (kromosomi se oboje ravnomjerno), b) diferencijalno (kromosomi dobivaju poprečnu ispruganost, pri čemu svaki kromosom ima individualni uzorak). Rutinsko bojenje omogućuje prepoznavanje genomskih mutacija, određivanje pripadnosti kromosoma skupini i otkrivanje u kojoj se skupini promijenio broj kromosoma. Diferencijalno bojenje omogućuje prepoznavanje kromosomskih mutacija, određivanje broja kromosoma, otkrivanje vrste kromosomske mutacije.

U slučajevima kada je potrebno provesti kariotipsku analizu fetusa, za uzgoj se uzimaju stanice amnionske (amnionske) tekućine - mješavina fibroblastnih i epitelnih stanica.

Kromosomske bolesti uključuju: Klinefelterov sindrom, Turner-Shereshevsky sindrom, Downov sindrom, Patauov sindrom, Edwardsov sindrom i druge.

Bolesnici s Klinefelterovim sindromom (47, XXY) uvijek su muškarci. Karakterizira ih nerazvijenost spolnih žlijezda, degeneracija sjemenih tubula, često mentalna retardacija, visok rast (zbog neproporcionalno dugih nogu).

Sindrom Turner-Shereshevsky (45, X0) opaža se kod žena. Očituje se u usporavanju puberteta, nerazvijenosti spolnih žlijezda, amenoreji (izostanku menstruacije), neplodnosti. Žene s Turner-Shereshevsky sindromom male su građe, tijelo je neproporcionalno - razvijenije gornji dio tijelo, široka ramena, uska zdjelica - Donji udovi skraćen, vrat je kratak s naborima, "mongoloidnim" dijelom očiju i nizom drugih karakteristika.

Downov sindrom jedna je od najčešćih kromosomskih bolesti. Razvija se kao rezultat trisomije na 21. kromosomu (47; 21, 21, 21). Bolest se lako dijagnosticira, jer ima niz karakteristične značajke: skraćeni udovi, mala lubanja, ravna, široka nosnica, uske palpebralne fisure s kosim rezom, prisutnost nabora gornji kapak, mentalna retardacija. Često se opažaju kršenja strukture unutarnjih organa.

Kromosomske bolesti nastaju i kao posljedica promjena na samim kromosomima. Dakle, brisanje p-kraka autosoma broj 5 dovodi do razvoja sindroma "mačjeg plača". U djece s ovim sindromom poremećena je struktura grkljana, au ranom djetinjstvu imaju neku vrstu "mijaukajućeg" glasa. Uz to dolazi do zastoja u psihomotornom razvoju i demencije.

Najčešće su kromosomske bolesti posljedica mutacija koje su se dogodile u zametnim stanicama jednog od roditelja.

Biokemijska metoda

Omogućuje otkrivanje metaboličkih poremećaja uzrokovanih promjenama u genima i, kao rezultat, promjenama u aktivnosti različitih enzima. Nasljedne metaboličke bolesti dijele se na bolesti metabolizma ugljikohidrata (diabetes mellitus), metabolizma aminokiselina, lipida, minerala itd.

Fenilketonurija se odnosi na bolesti metabolizma aminokiselina. Pretvorba esencijalne aminokiseline fenilalanina u tirozin je blokirana, dok se fenilalanin pretvara u fenilpiruvičnu kiselinu, koja se izlučuje mokraćom. Bolest dovodi do brzog razvoja demencije kod djece. Rana dijagnoza a dijeta može zaustaviti razvoj bolesti.

42. Prenatalna dijagnostika kongenitalnih i nasljednih bolesti je složena grana medicine koja se brzo razvija. Ona koristi i ultrazvučna dijagnostika (ultrazvuk), i operativna oprema (biopsija koriona, amnio- i kordocenteza, biopsija mišića i kože fetusa) i laboratorijske metode (citogenetski, biokemijski, molekularno genetski).

Prenatalna dijagnoza iznimno je važna u medicinskom genetskom savjetovanju, jer vam omogućuje prijelaz s vjerojatnog na nedvosmisleno predviđanje zdravlja djeteta u obiteljima s genetskim komplikacijama. Trenutno se prenatalna dijagnoza provodi u prvom i drugom tromjesečju trudnoće, odnosno u razdobljima kada je, ako se otkrije patologija, još uvijek moguće prekinuti trudnoću. Danas je moguće dijagnosticirati gotovo sve kromosomske sindrome i oko 100 nasljednih bolesti kod kojih je pouzdano utvrđena biokemijska greška.

Prenatalna dijagnoza- složena prenatalna dijagnostika kako bi se otkrila patologija u fazi intrauterinog razvoja. Omogućuje otkrivanje više od 98% fetusa s Downovim sindromom (trisomija 21); trisomija 18 (poznata kao Edwardsov sindrom) oko 99,9%; trisomija 13 (Patauov sindrom) oko 99,9%, više od 40% srčanih razvojnih poremećaja itd. Ako fetus ima neku bolest, roditelji uz pomoć liječnika konzultanata pažljivo odvaguju mogućnosti moderna medicina i vlastite u smislu rehabilitacije djeteta. Kao rezultat obitelj odlučuje o sudbini ovog djeteta i odlučuje o nastavku trudnoće ili prekidu trudnoće.

Prenatalna dijagnostika uključuje i utvrđivanje očinstva u ranoj trudnoći, kao i utvrđivanje spola ploda.

Indikacije za prenatalnu dijagnostiku: prisutnost nasljedne bolesti u obitelji; dob majke iznad 37 godina; majčino nositeljstvo gena za X-vezanu recesivnu bolest; imaju povijest spontanih pobačaja rani datumi trudnoća, mrtvorođenče, djeca s malformacijama, kromosomska patologija; prisutnost strukturnih preuređivanja kromosoma u jednog od roditelja; heterozigotnost oba roditelja za jedan par alela u patologiji s autosomno recesivnim tipom nasljeđivanja; zona povećanog pozadinskog zračenja.

Trenutno se koriste neizravne i izravne metode prenatalne dijagnoze. Neizravnim metodama ispituje se trudnica (opstetričke i ginekološke metode, krvni serum za alfa-fetoprotein), izravnim metodama - fetus.

Izravne metode koje se odvijaju bez oštećenja tkiva, bez kirurške intervencije, uključuju ultrazvuk. Na izravnu metodu, koja prolazi s kršenjem cjelovitosti tkiva - koriobiopsija, amniocenteza, kordocenteza i fetoskopija.

Ultrazvuk, ehografija- To je korištenje ultrazvuka za dobivanje slike ploda i njegovih ovoja, stanja posteljice.

Već u 5. tjednu trudnoće moguće je dobiti sliku ovoja embrija, do kraja 6. tjedna moguće je registrirati njegovu srčanu aktivnost, a u 7. tjednu moguće je dobiti sliku samog nerođenog djeteta.

U prva dva mjeseca trudnoće ultrazvuk još ne otkriva abnormalnosti u razvoju fetusa, ali može odrediti njegovu održivost. U 12. - 20. tjednu trudnoće već je moguće dijagnosticirati blizanačku trudnoću, lokalizaciju posteljice, odsutnost glavice odn. leđna moždina, defekti u koštanom sustavu, zatvaranje neuralne cijevi, spajanje prirodnih kanala gastrointestinalni trakt.

Metoda je sigurna, stoga trajanje studije nije ograničeno i može se koristiti više puta. U normalnom tijeku trudnoće radi se dupli ultrazvuk, au trudnoći s rizikom od komplikacija radi se u razmacima od 2 tjedna.

Ultrazvuk fetusa je obavezan za: prisutnost kongenitalnih malformacija kod roditelja i bliskih srodnika; ekstragenitalne bolesti kod trudnica, npr. hipertenzija, dijabetes, tireotoksikoza, bolesti srca, pretilost itd.; prisutnost mrtvorođene djece, perinatalna smrt dvoje ili više djece; opasnost od pobačaja, krvarenje; nedovoljno povećanje tjelesne težine trudnice; razlika između veličine maternice i gestacijske dobi; višestruka trudnoća; fibromiom maternice.

Općenito, ultrazvuk vam omogućuje dobivanje podataka o veličini fetusa (duljina tijela, kuka, ramena, promjer glave), o prisutnosti dismorfije, o radu srca, o volumenu tekućine u embrionu. membrana i veličina posteljice.

Ultrazvukom se mogu otkriti neke malformacije fetusa. Na primjer, nedostatak mozga i leđne moždine, prekomjerne količine cerebrospinalne tekućine u lubanjskoj šupljini, anomalije u strukturi bubrega, abnormalni razvoj udova, pluća, višestruki urođene mane, srčane mane, edem fetusa i placente.

Ehografija posteljice omogućuje vam da utvrdite njen položaj, prisutnost odvajanja pojedinih dijelova, ciste, znakove starenja, stanjivanje ili zadebljanje posteljice.

Doppler ultrazvuk, color doppler odražavaju fetalnu cirkulaciju.

NMR snimanje fetusa omogućuje otkrivanje strukturnih anomalija koje se ne otkrivaju ultrazvukom, na primjer, male anomalije mozga, tuberozna skleroza, anomalije u strukturi bubrega itd.

Često se koriste tri metode istraživanja: razina alfa-fetoproteina (poseban embrionalni protein), sadržaj korionskog gonadotropina (hormona koji proizvodi placenta tijekom trudnoće) i slobodnog estriola (ženski spolni hormon) u krvi žene u 2. tromjesečju trudnoće. Odstupanja ovih pokazatelja od norme služe kao pokazatelji visokog rizika za fetus.

Sadržaj alfa-fetoproteina u biološkim tekućinama povećava se s višestrukim malformacijama fetusa, spinalna kila, prekomjerne količine cerebrospinalne tekućine u lubanji, odsutnost mozga ili leđne moždine, malformacije gastrointestinalnog trakta, defekti u prednjem trbušni zid, anomalije bubrega, fetoplacentarna insuficijencija (nedovoljan rad posteljice), zastoj u rastu ploda, višeplodna trudnoća, preeklampsija, Rh konflikt, virusni hepatitis NA.

Koncentracija alfa-fetoproteina u krvi trudnice smanjena je u slučajevima kromosomskih bolesti fetusa, na primjer, Downove bolesti ili ako trudnica ima dijabetes melitus tipa I.

Trenutno se proučavanje alfa-fetoproteina provodi u 1. tromjesečju trudnoće istovremeno s određivanjem proteina A specifičnog za trudnice, što omogućuje dijagnosticiranje Downove bolesti i nekih drugih kromosomskih abnormalnosti u fetusa već u 11-13. tjedni.

Korionski gonadotropin (CG) određuje se već 8. - 9. dan nakon začeća. Kada se ispituje krv žene u drugom tromjesečju trudnoće, povećanje razine hCG ukazuje na kašnjenje u intrauterinom razvoju fetusa, visok rizik od njegove smrti, abrupciju posteljice i druge vrste insuficijencije placente (poremećaj placente ).

Studija proteina trudnoće I (Schwangerschaft protein I) u krvnoj plazmi žena već u 1. tromjesečju trudnoće pokazatelj je fetalnih kromosomskih bolesti.

Biopsija koriona- to je uzimanje tkiva koriona (embrionalne ovojnice). Provodi se između 8. i 10. tjedna. Tkanina se koristi za citogenetske i biokemijske studije, analizu DNK. Ovom metodom mogu se detektirati sve vrste mutacija (genske, kromosomske i genomske).

Značajna prednost koriobiopsije je što se može koristiti u ranim fazama razvoja fetusa. To jest, ako se otkriju odstupanja u razvoju fetusa i roditelji odluče prekinuti trudnoću, tada je pobačaj u 10-12 tjedana manje opasan nego u 18-20 tjedana, kada postanu poznati rezultati amniocenteze.

Amniocenteza- uzimanje amnionske tekućine (tekućine oko fetusa) i fetalnih stanica za analizu. Materijal se može dobiti u 16. tjednu trudnoće.

Glavne indikacije za amniocentezu su opće: dob trudnice je starija od 35 godina; abnormalne razine alfa-fetoproteina, humanog korionskog gonadotropina i slobodnog estriola u krvi trudnice; prisutnost nekoliko ozbiljnih čimbenika rizika za trudnoću komplikacije.

Pojedinačno: mrtvorođenče, perinatalni mortalitet; rođenje prethodnog djeteta s kromosomske bolesti ili s dismorfnim značajkama; kromosomski uravnoteženi mozaicizam u roditelja; fragilni X sindrom u najbližoj rodbini; određivanje spola fetusa u riziku od nasljednih X-vezanih bolesti (hemofilija, imunodeficijencija itd.); nasljedne metaboličke bolesti; izloženost teratogeni agensi na tijelu trudnice u kritična razdoblja fetalni razvoj; intrauterini zastoj u rastu i fetalna dismorfija prema ultrazvuku; rizik od intrauterinih infekcija (rubeola, citomegalija, toksoplazmoza).

Komplikacije ovom metodom istraživanja ne prelaze 1%.

Amnionska tekućina se koristi za biokemijske studije koje otkrivaju mutacije gena. A stanice se koriste za analizu DNA (otkriva mutacije gena), citogenetsku analizu i detekciju X- i Y-kromatina (dijagnosticira genomske i kromosomske mutacije).

Biokemijske studije amnionske tekućine mogu pružiti vrijedne informacije. Primjerice, dijagnoza adrenogenitalnog sindroma (poremećena sinteza hormona kore nadbubrežne žlijezde i funkcioniranje hipotalamusa - hipofize - jajnika) kod embrija je moguća već u 8. tjednu.

Proučavanje spektra aminokiselina u amnionskoj tekućini omogućuje vam prepoznavanje nekih nasljednih metaboličkih bolesti u fetusu, na primjer, arginin-jantarne acidurije, citrulinurije itd.

Proučavanje amnionske tekućine koristi se za otkrivanje kromosomskih abnormalnosti, određivanje aktivnosti enzima.

Kordocenteza- vađenje krvi iz pupkovine. Materijal se koristi za citogenetička, molekularno genetička i biokemijska istraživanja. Održava se od 18. do 22. tjedna.

Prednost kordocenteze u odnosu na amniocentezu je u tome što se uzima fetalna krv koja ima presudno za dijagnozu intrauterinih infekcija, na primjer, HIV, rubeola, citomegalija, parvovirus B19.

Međutim, indikacije za kordocentezu su ograničene zbog visokog rizika komplikacije, kao što je intrauterina fetalna smrt (do 6%), pobačaj (9%).

Fetoskopija- pregled fetusa fiberoptičkim endoskopom koji se uvodi u embrionalnu ovojnicu kroz prednju stijenku maternice. Metoda vam omogućuje pregled fetusa, pupkovine, placente i obavljanje biopsije.

Fetoskopija ima vrlo ograničenu primjenu jer je praćena velikim rizikom od pobačaja i tehnički je teška.

Moderne tehnologije omogućiti biopsija kože, mišića, jetre fetusa. Materijal se koristi za dijagnosticiranje teških nasljedne bolesti, na primjer, genodermatoza, mišićna distrofija, glikogenoze itd.

Rizik od pobačaja pri korištenju metoda prenatalne dijagnoze koje narušavaju cjelovitost tkiva je 1 - 2%.

Vezikocenteza- probijanje zida Mjehur fetus za dobivanje njegovog urina. Materijal služi za istraživanje u slučajevima ozbiljne bolesti i malformacije mokraćnog sustava.

Preimplantacijska dijagnostika nasljednih bolesti omogućena pojavom in vitro oplodnje i korištenjem višestrukih kopija embrionalne DNA.

Postoji tehnologija za otkrivanje bolesti kao što su Tay-Sachs, hemofilija, Duchenneova miodistrofija, krhki X-kromosom, itd. Međutim, dostupna je nekoliko vrlo velikih centara i skupa je.

Razvijaju se metode za izolaciju fetalnih stanica koje cirkuliraju u krvi trudnice za citogenetske, molekularno genetičke i imunološke analize.

Razvoj i širenje metoda za prenatalnu dijagnostiku nasljednih bolesti značajno će smanjiti učestalost nasljedna patologija novorođenčadi.

Koriste se biokemijske metode laboratorijska dijagnostika nasljedne bolesti od početka 20. stoljeća. Biokemijski pokazatelji adekvatnije odražavaju bit bolesti klinički simptomi, ne samo u dijagnostičkom, već i u genetskom aspektu. Biokemijske metode usmjerene su na utvrđivanje biokemijskog fenotipa organizma. Fenotip se procjenjuje na različitim razinama, od primarnog genskog produkta (polipeptidnog lanca) do konačnih metabolita u urinu i znoju. Značenje ovih metoda poraslo je opisom nasljednih bolesti i usavršavanjem metoda (elektroforeza, kromatografija, spektroskopija i dr.). Inicijalna shema pregleda temelji se na kliničkoj slici bolesti, genealoškim podacima i biokemijskoj strategiji, koji omogućuju određivanje daljnjeg tijeka pregleda na temelju postupnog isključivanja pojedinih klasa bolesti (metoda prosijavanja). Biokemijske metode su višestupanjske, zahtijevaju opremu različitih klasa.Objekti biokemijske dijagnostike mogu biti urin. znoj. plazma i krvni serum, oblikovani elementi krv, stanične kulture (fibroblasti, limfociti) Pri korištenju metode prosijavanja razlikuju se dvije razine: primarna i pročišćavajuća. Glavni cilj primarne dijagnostike je identificirati zdrave osobe i odabrati osobe za daljnju dijagnostiku. Kao objekti u takvim programima koriste se urin i mala količina krvi. Programi primarne biokemijske dijagnostike mogu biti masovni i selektivni.

Selektivni programi uključuju provjeru biokemijskih metaboličkih poremećaja (urin, krv) kod bolesnika za koje se sumnja da imaju genetske nasljedne bolesti. Ovi programi koriste jednostavne kvalitativne reakcije(na primjer, test željeznim kloridom za otkrivanje fenilketonurije) ili preciznije metode koje mogu otkriti velike skupine abnormalnosti. Tankoslojnom kromatografijom moguće je dijagnosticirati nasljedne poremećaje metabolizma aminokiselina, oligosaharida. glikozaminoglikani (mukopolis-haridi). Plinska kromatografija koristi se za otkrivanje nasljednih metaboličkih bolesti organske kiseline Uz pomoć elektroforeze hemoglobina dijagnosticira se cijela skupina hemoglobinopatija. Za produbljivanje biokemijske analize, ponekad je potrebno ne samo kvantitativno određivanje metabolita, ali i određivanje aktivnosti enzima (koristeći nativna tkiva ili kultivirane stanice), na primjer, koristeći fluorometrijske tehnike. Mnoge faze biokemijske dijagnostike provode se automatskim uređajima, posebno aminoanalizatorima. Program selektivnog probira na nasljedne metaboličke bolesti sa akutni tijek a rani smrtni ishod bit će razvijen u medicinskoj genetici znanstveni centar RAMN. Sastoji se od dvije etape. Prva faza uključuje kvalitativne i kvantitativne pretrage urina i krvi na proteine, keto kiseline, cistin. homocistin. kreatinina itd. Drugi stadij

na temelju metoda tankoslojne kromatografije urina i krvi za dokazivanje aminokiselina, fenolnih kiselina, mono- i disaharida itd. Indikacije za biokemijske metode:

prisutnost konvulzija, kome, povraćanja, hipotenzije, žutice u novorođenčadi.

specifičan miris urina i znoja kod djeteta.

acidoza, kršenje kiselinsko-baznog stanja.

zaustavljanje rasta.

u djece u svim slučajevima sumnja na nasljedne metaboličke bolesti (zaostatak u psihičkom i tjelesnom razvoju, gubitak stečenih funkcija, klinička slika specifična za bilo koju nasljednu bolest).

Dijagnostika kod odraslih nasljednih bolesti i heterozigotnih stanja (insuficijencija glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, hepatocerebralna distrofija itd.).

Skupni programi probira

Program se temelji na konceptu pretkliničke dijagnostike i mogućnosti normokopiranja fenotipa. Za nekoliko bolesti, ne samo teorijska osnova dijagnostika (prije razvoja klinička slika), ali i metode preventivno liječenje. Ti se programi nazivaju prosijavanje (prosijavanje). Ideja o ekranizaciji rođena je u SAD-u početkom 20. stoljeća. Opće karakteristike skrining su:

1) masovnost i neselektirana priroda istraživanja:

2) preventivna usmjerenost.

3) dvostupanjska dijagnostika.

Prikaz - to je identifikacija neprepoznatih bolesti uz pomoć brzo provedenih provjera (testova). Ovakav pristup osigurava odabir osoba s vjerojatnom bolešću od onih. kod kojih je bolest klinički odsutna. Skupinu ljudi s velikom vjerojatnošću bolesti treba ponovno ispitati pomoću razjašnjavajućih dijagnostičkih metoda koje omogućuju ili isključivanje sumnje na dijagnozu ili njezinu potvrdu u određenoj osobi.

Nasljedne bolesti koje zadovoljavaju sljedeće kriterije podliježu masovnom probiru.

1. Bez pravodobnog preventivnog liječenja, bolest značajno smanjuje održivost i dovodi do invaliditeta. Pacijentu je potrebna posebna njega.

2. Za točnu dijagnozu bolesti u pretkliničkom stadiju postoje biokemijske ili molekularno genetske metode.

3. Za otkrivenu bolest morate imati učinkovite metode liječenje.

4. Učestalost otkrivene bolesti treba biti unutar 1:10000 i više.

Dijagnostičke metode skupnog prosijavanja trebaju ispunjavati sljedećekriteriji.

1. Profitabilnost. Metode bi trebale biti tehnički jednostavne i jeftine za masovna istraživanja.

2. Dijagnostička vrijednost.

3. Pouzdanost ili ponovljivost. Rezultati ankete trebaju biti jednako reproducirani u radu različitih istraživača.

4. Dostupnost biološkog materijala. Metoda treba biti prilagođena analizi biološkog materijala koji se lako dobiva u malim količinama, dobro je očuvan i prihvatljiv za slanje u centralizirani laboratorij.

Glavna svrha programa masovnog probira novorođenčadi za nasljedne bolesti - rano otkrivanje bolesti u pretkliničkom stadiju i organizacija liječenja.

Program uključuje sljedeće korake:

1. Uzimanje biološkog materijala od svih novorođenčadi i njegova dostava u laboratorij.

2. Laboratorijska skrining dijagnostika.

3. Razjašnjenje dijagnoze svih slučajeva s pozitivnim rezultatima.

4. Liječenje bolesnika i njihov liječnički pregled uz kontrolu tijeka liječenja.

5. Medicinsko genetsko savjetovanje obitelji.

U Rusiji se neonatalni probir provodi na dvije nasljedne bolesti - fenilketonuriju (PKU) i kongenitalnu hipotireozu (CH).

Biološki materijal za prosijavanje dijagnostike PKU su mrlje osušene na kromatografskom papiru (ili filter papiru). kapilarna krv novorođenčadi. Koncentracija fenilalanina određuje se najčešće fluorometrijskom kvantitativnom metodom.

Uz VH u uzorcima krvi novorođenčadi, koncentracija tiroksina (T4) i hormona koji stimulira štitnjaču (TSH) određuje se radiovizualnom ili enzimskom imunološkom metodom.

U inozemstvu među skrining bolestima:

Cistična fibroza.

histidinemija.

Galaktozemija.

Leucinoza.

Tirozinmija.

Nedostatak alfa-1 antitripsina.

Arginin-jantarna acidurija itd.

Prenatalna dijagnoza

Prenatalna (antenatalna) dijagnoza (PD) - to je dijagnoza stanja embrija i fetusa koja se temelji na elementima umjetne intrauterine selekcije genetski neispravnih embrija i fetusa dijagnosticiranjem genske ili kromosomske mutacije u njih, ili kongenitalne anomalije razvoj. Omogućuje predviđanje zdravlja djeteta u obiteljima s pogoršanom nasljednošću i poduzimanje pravovremenih mjera za prekid trudnoće s abnormalnim fetusom. Svrsishodnost provođenja PD utvrđuje se ako:

Postoji mogućnost da dobijete dijete s teškom genskom ili kromosomskom bolešću, BAD kompleksom:

Rizik od rađanja bolesnog djeteta veći je od rizika od komplikacija PB-a:

Liječnik ima pretrage i potrebna oprema. Metode PD su različite, a njihova primjena ovisi o gestacijskoj dobi. Postoje tri skupine PD metoda:

1. probir.

2. neinvazivna.

3. invazivna.

Na sita laboratorijske metode odnosi se na određivanje trudnih tvari u krvnom serumu, zvanih markeri seruma majke: alfa-fetoprotein (AFP), humani korionski gonadotropin (hCG), nevezani estriol (NE), protein-A plazme povezan s trudnoćom (PAPP-A).

AFP- to je protein koji proizvodi jetra fetusa u maternici, njegov sadržaj se mijenja tijekom trudnoće. AFP se ispituje kako bi se otkrili defekti neuralne cijevi (anencefalija, sma blaisa). policistična bolest bubrega, omfalokela. kongenitalna nefroza, Downov sindrom itd. Određuje se u prvom tromjesečju (10-14 tjedana) iu drugom tromjesečju (16-20 tjedana). Povećanje AFP iznad 5-7 MOM otkriva se s malformacijama središnjeg živčanog sustava. smanjenje razine AFP-a karakteristično je za Downov sindrom.

U prvom tromjesečju također se određuje koncentracija slobodnog hCG i PAPP-A.

U drugom tromjesečju ispituje se razina koncentracije u krvi trudnica NE te ukupni i slobodni hCG.

Biokemijska metoda - omogućuje vam prepoznavanje nasljedno uzrokovanih metaboličkih poremećaja.
Uvođenje ove metode u praksu povezuje se s otkrićem engleskog liječnika A. Garroda početkom 20. stoljeća biokemijske prirode nasljednih metaboličkih bolesti, koje je sam Garrod nazvao urođenim greškama metabolizma. Proučavajući alkaptonuriju, otkrio je da se ova bolest nasljeđuje kao recesivna osobina a određuje se odsutnošću specifičnog enzima.
Razvoj ideje o mehanizmu djelovanja gena kroz kontrolu pojedinih faza metabolizma različitih spojeva u stanici treba smatrati radom D. Beadlea i E. Tatuma, koji su iznijeli "jedan gen -jedan enzim” hipoteza. Kasnije je modificirana u hipotezu "jedan gen-jedan polipeptidni lanac".
Nasljedne bolesti koje su uzrokovane mutacijama gena koje mijenjaju strukturu ili brzinu sinteze proteina obično su popraćene kršenjem metabolizma ugljikohidrata, proteina, lipida i drugih vrsta. Nasljedni metabolički defekti mogu se dijagnosticirati određivanjem strukture promijenjenog proteina ili njegove količine, identificiranjem neispravnih enzima ili otkrivanjem metaboličkih intermedijera u izvanstaničnim tjelesnim tekućinama (krv, urin, znoj itd.). Na primjer, analiza aminokiselinskih sekvenci mutiranih proteinskih lanaca hemoglobina omogućila je identificiranje nekoliko nasljednih nedostataka koji su u podlozi niza bolesti - hemoglobinoze. Dakle, kod anemije srpastih stanica kod ljudi, abnormalni hemoglobin zbog mutacije razlikuje se od normalnog zamjenom samo jedne aminokiseline (glutaminska kiselina s valinom).
Trenutno je opisano više od 600 metaboličkih bolesti. Na primjer, fenilketonurija se odnosi na bolesti metabolizma aminokiselina.
Istodobno je blokirana pretvorba esencijalne aminokiseline fenilalanina u tirozin, a fenilalanin se pretvara u fenilpirogrožđanu kiselinu koja se izlučuje mokraćom. Bolest dovodi do brzog razvoja demencije kod djece. Rana dijagnoza i prehrana mogu zaustaviti razvoj bolesti.
U zdravstvenoj praksi, osim identificiranja homozigotnih nositelja mutantnih gena, postoje metode za otkrivanje heterozigotnih nositelja određenih gena. recesivni geništo je posebno važno u medicinsko genetskom savjetovanju. Dakle, kod fenotipski normalnih heterozigota za fenilketonuriju (autosomno recesivna bolest; kod homozigota za mutirani gen poremećen je metabolizam aminokiseline fenilalanin, što dovodi do mentalna retardacija) nakon uzimanja fenilalanina otkriva se njegov povećani sadržaj u krvi. U hemofiliji se heterozigotno nositeljstvo mutantnog gena može ustanoviti određivanjem aktivnosti enzima promijenjenog kao rezultat mutacije.