Биохимические методы применяются в лабораторной диагностике наследствен­ных болезней с начала XX века. Биохимические показатели отражают сущность бо-лечни более адекватно, чем клинические симптомы, не только в диагностическом, но и в генетическом аспекте. Биохимические методы направлены на выявление био­химического фенотипа организма. Фенотип оценивается на рзных уровнях: от пер­вичного продукта гена (полипептидной цепи) до конечных метаболитов в моче и поте. Значимость этих методов повышалась по мере описания наследственных бо­лезней и совершенствования методов (электрофорез, хроматография. спектроско­пия и др.). Исходная схема обследования строится на клинической картине болезни, генеалогических сведениях и биохимической стратегии, которые позволяют опреде­лить дальнейший ход обследования на основе поэтапного исключения определен­ных классов болезней (просеивающий метод). Биохимические методы многоступен­чаты, для их проведения требуется аппаратура разных классов Объектами биохими­ческой диагностики могут быть моча. пот. плазма и сыворотка крови, форменные элементы крови, культуры клеток (фибробласты. лимфоциты) При использовании просеивающего метода выделяют два уровня: первичный и уточняющий. Основная цель первичной диагностики - выявить здоровых индивидов и отобрать индивидов для последующего уточнения диагноза. В качестве объектов в таких программах используются моча и небольшое количество крови. Программы первичной биохи­мической диагностики могут быть массовыми и селективными.

Селективные программы предусматривают проверку биохимических аномалий обмена (моча, кровь) у пациентов, у которых подозреваются генные наследствен­ные болезни. В таких программах используются простые качественные реакции (например, тест с хлоридом железа для выявления фенилкетонурии) или более точ­ные методы, позволяющие обнаруживать большие группы отклонений. С помо­щью тонкослойной хроматографии можно диагностировать наследственные нару­шения обмена аминокислот, олигосахаридов. гликозаминогликанов (мукополиса-харидов). Газовая хроматография применяется для выявления наследственных бо­лезней обмена органических кислот С помощью электрофореза гемоглобинов ди­агностируется вся группа гемоглобинопатий. Для углубления биохимического ана­лиза иногда требуется не только количественное определение метаболита, но и определение активности фермента (использование нативных тканей или культи­вированных клеток), например, с помощью флюорометрических методик. Многие этапы биохимической диагностики осуществляются автоматическими приборами, в частности, аминоаналюаторами. Программа селективного скринияга на наслед­ственные болезни обмена веществ с острым течением и ранним летальным исхо­дом разработают в Медико-генетическом научном центре РАМН. Она состоит из двух этапов. Первый этап включает качественные и количественные тесты с мочой и кровью на белок, кетокислоты, цистин. гомоцистин. креатинин и др. Второй этап

основан на методах тонкослойной хроматографии мочи и крови для выявления аминокислот, фенольных кислот, моно- и дисахаридов и др. Показания для биохимических методов:

наличие у новорожденных судорог, комы, рвоты, гипотонии, желтухи.

специфический запах мочи и пота у ребенка.

ацидоз, нарушение кислотно-основного состояния.

остановка роста.

у детей во всех случаях подозрения на наследственные болезни обмена (задержка умственного и физического развития, потеря приобретенных функций, специфическая для какой-либо наследственной болезни клиническая картина).

Диагностика у взрослых наследственных болезней и гетерозиготных со­стояний (недостаточность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. гепато-церебральная дистрофия и др.).

Массовые просеивающие программы

В основе программы лежит концепция доклинической диагностики и возмож­ности нормокопирования фенотипа. Для нескольких болезней разработаны не толь­ко теоретические основы диагностики (до развития клинической картины), но и методы профилактического лечения. Эти программы называются скрининговыми (просеивающими). Идея просеивания родилась в США в начале XX века. Общими характеристиками скрининга являются:

1)массовый и безотборный характер обследования:

2)профилактическая направленность.

3) двухэтапность диагностики.

Просеивание - это идентификация нераспознанных болезней с помощью быст­ро осуществляемых проверок (тестов). Такой подход обеспечивает отбор лиц с ве­роятным заболеванием из тех. у которых это заболевание клинически отсутствует. Группа лиц с высокой вероятностью заболевания должна быть повторно обследо­вана с применением уточняющих диагностических методов, позволяющих либо исключить предполагаемый диагноз, либо подтвердить его у конкретного лица.

Массовому просеиванию подлежат наследственные болечни, которые отве­чают следующим критериям.

1. Без своевременного профилактического лечения болезнь существенно сни­жает жизнеспособность, приводит к инвалидности. Больной нуждается в специ­альной помощи.

2. Имеются биохимические или молекулярно-генетические методы для точ­ной диагностики заболевания на доклинической стадии.

3. Для выявляемой болезни необходимо иметь эффективные методы лече­ния.

4. Частота выявляемой болезни должна быть в пределах 1:10000 и выше.

Диагностические методы массового просеивания должны отвечать следу­ющим критериям.

1. Экономичность. Методы должны быть технически простыми и дешевыми для массовых исследований.

2. Диагностическая значимость.

3. Надежность или воспроизводимость. Результаты обследования должны одинаково воспроизводиться в работе разных исследователей.

4. Доступность биологического материала. Метод должен быть приспособлен к анализу биологического материала, легко получаемого в малом количестве, хоро­шо сохраняемого и приемлемого для пересылки в централизованную лабораторию.

Основная цель программ массового просеивания новорожденных на наслед­ственные болезни - раннее выявление заболевания на доклинической стадии и орга­низация лечения.

Программа включает следующие этапы:

1. Взятие биологического материла у всех новорожденных и его доставка в лабораторию.

2. Лабораторная просеивающая диагностика.

3. Уточняющая диагностика всех случаев с положительными результатами.

4. Лечение больных и их диспансеризация с контролем за ходом лечения.

5. Медико-генетическое консультирование семьи.

В России проводится неонатальный скрининг двух наследственных болезней -фенилкетонурии (ФКУ) и врожденного гипотиреоза (ВГ).

Биологическим материалом для просеивающей диагностики ФКУ являются высушенные на хроматографической бумаге (или фильтровальной бумаге) пятна капиллярной крови новорожденных. Определяется концентрация фенилаланина чаще всего флюориметрическим количественным методом.

При ВГ в образцах крови новорожденных определяют концентрацию тирокси­на (Т4) и тиреотропного гормона (ТТГ) с помощью радиоиммл"ного или иммуно-ферментног метода.

За рубежом в числе скринируемых заболеваний:

Муковисцидоз.

Гистидинемия.

Галактоземия.

Лейциноз.

Тирозинсмия.

Недостаточность альфа- 1-антитрипсина.

Аргинин-янтарная ацидурия и др.

Пренатальная диагностика

Пренатальная (дородовая) диагностика (ПД) - это диагностика состояния эм­бриона и плода, основанная на элементах искусственного внутриутробного отбора генетически дефектных эмбрионов и плодов с помощью диагностики у них или-генной, или хромосомной мутации, либо врожденных аномалий развития. Она позволяет прогнозировать здоровье ребенка в семьях с отягощенной наследствен­ностью и принять своевременные меры по прерыванию беременности с аномаль­ным плодом. Целесообразность проведения ПД определяется, если:

Имеется вероятность рождения ребенка с тяжелым генным или хромосом­ным заболеванием, комплексом БАР:

Риск рождения больного ребенка выше риска осложнений ПД:

В распоряжении врача имеются тесты и необходимое оборудование. Методы ПД разнообразны и их применение зависит от срока беременности. Выделяют три группы методов ПД:

1. просеивающие.

2. неинвазивные.

3. инвазиные.

К просеивающим лабораторным методам относится определение сыворотки крови беременной веществ, получивших название сывороточных маркеров мате­ри: альфа-фетопротеин (АФП), хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), несвязанный эстриол (НЭ), ассоциированный с беременностью плазменный белок -А (РАРР-А).

АФП- это белок, вырабатываемый печенью плода во внутриутробном периоде его содержание меняется в течение беременности. АФП исследуется с целью вы­явления дефектов невральной трубки (анэнцефалия, зрта Ыйс1а). поликисгоза по­чек, омфалоцеле. врожденного нефроза, синдрома Дауна и др. Определяется в I триместре (10-14 недель) и во II триместре (16-20 недель). Повышение АФП выше 5-7 МОМ выявляется при пороках ЦНС. снижение уровня АФП характерно для синдрома Дауна.

В I триместре определяется также концентрация свободного ХГЧ и РАРР-А.

Во II триместре исследуется уровень концентрации в крови беременных жен­щин НЭ и общий и свободный ХГЧ.

Причиной многочисленных наследственных нарушений обмена веществ являются различные дефекты ферментов, которые возникают вследствие мутаций соответствующих генов. Такие заболевания называют ферментопатия (энзимопатии). Наиболее распространенными е фенилкетонурия, алкаптонурия, галактоземия, муковисцидоз, болезнь Гоше, болезнь Тея - Сакса, альбинизм и др. Биохимические показатели (первичный продукт гена, накопления патологических метаболитов в организме больного) отчетливее отражают сущность болезни по сравнению с клиническим показаниям.

Использование хроматографии, электрофореза, спектроскопии и т.д. позволяет определить любые метаболиты, специфичные для конкретной наследственной болезни.

Хроматография - это способ разделения различных смесей на составляющие. Метод заключается в том, что в неподвижной среде, через которое протекает растворитель, каждый компонент, захваченный им, движется с определенной скоростью, независимой от скоростей других компонентов. Если, например, смесь пигментов, которые определяют зеленый цвет растения, растворить в определенном растворителе и пропустить через недвижимое среду, например через молотый мел, то она разделится на несколько различных пигментов. По такому же принципу определяют наличие определенного фермента в сложной смеси различных веществ организма.

Электрофорез - это модификация хроматографии, позволяет разделить молекулы с различными зарядами. В хроматографическом среде под действием электрического поля различные молекулы смеси движутся в ту или иную сторону в зависимости от их относительных масс и зарядов. Электрофорез широко применяют для выделения и идентификации аминокислот.

Спектроскопия заключается в определении строения молекул различных веществ с помощью специальных приборов - спектроскопов. В зависимости от типа прибора спектроскопию осуществляют в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной частях спектра. Свет пропускают через исследуемое вещество и анализируют его спектр на выходе. Каждый химический элемент имеет характерные линии в спектре, поэтому можно определить химическую структуру молекулы исследуемого вещества. Таким образом идентифицируют определенный фермент или иную химическое соединение в организме или определяют строение ранее не известной вещества.

Объектами биохимических анализов могут быть моча, пот, плазма и клетки крови, культуры клеток (фибробласты, лимфоциты).

Биохимические методы - определение наличия определенных веществ (преимущественно первичных продуктов генов - ферментов и патологических метаболитов с целью диагностики наследственных болезней).

Биохимические методы очень трудоемки, требуют специального оборудования, поэтому их нельзя использовать для массовых популяционных исследований с целью раннего выявления больных с наследственной патологией обмена. В последнее время в разных странах разрабатывают и используют для массовых исследований специальные программы. Первый этап такой программы называют скринингом (англ. Screening - просеивание), которая заключается в выделении среди большого количества обследуемых вероятно больных, которые имеют определенные наследственные отклонения от нормы. На этом этапе обычно применяют простые и доступные экспресс-методы для выявления продуктов обмена в моче, крови. На втором этапе проводят уточнение (подтверждение или опровержение диагноза) с использованием точных хроматографических методов определения ферментов, аминокислот и тому подобное.

Используют также микробиологические тесты, основанные на том, что некоторые штаммы бактерий растут только в средах, содержащих определенные аминокислоты, углеводы. Если в крови или моче есть необходимое для роста вещество, то в чашке Петри вокруг фильтровальной бумаги, пропитанной одной из этих жидкостей, наблюдается активное размножение бактерий, чего не происходит в случае тестирования крови или моче здорового человека.

Биохимические методы применяют также для выявления гетерозиготных носителей наследственных аномалий, которые в фенотипе проявляются невнятно. Это делают с помощью биохимического тестирования, микроскопического исследования клеток крови и тканей, определения активности определенного фермента, измененного в результате мутации и тому подобное. Такие меры необходимы для своевременного лечения и профилактики, а также определение вероятности рождения больного ребенка в генетически риск-ресниц семьи.

Молекулярно-генетический метод

Анализировать фрагменты ДНК, находить и изолировать отдельные гены и их сегменты и определять в них последовательность нуклеотидов позволяет молекулярно-генетический метод.

Молекулярно-генетический метод - использование биохимических реакций, которые осуществляются с помощью соответствующих ферментов, с целью определения структуры генов, их идентификации и локализации, а также характера мутаций.

Этот метод успешно применяют для идентификации генных мутаций, а также изучение генома человека. Распространился он в 70-80-е годы XX в. в связи с развитием молекулярной генетики.

Начальным этапом молекулярно-генетического анализа является получение достаточного количества образцов ДНК через клонирование. Для этого используют геномную ДНК - всю ДНК клетки или отдельные ее фрагменты.

Деспирализации, выявление и вырезания соответствующих фрагментов ДНК осуществляют с помощью особых ферментов - ресшриктаз. Различные рестриктазы распознают только соответствующие последовательности нуклеотидов и разрезают ДНК в определенных местах. Выделенные фрагменты ДНК с помощью специальных ферментов - полимераз - копируют в необходимом количестве.

Копируемые фрагменты ДНК с помощью электрофореза на агаровой или полиакридамидному гели разделяют на фракции по размерам. Под действием электрического поля фрагменты ДНК движутся в геле со скоростью, зависящей от их длины: чем они короче, тем быстрее движутся. В результате этого фрагменты ДНК через некоторое время занимают определенное место на полосе геля в виде отдельных полос. Длину каждого фрагмента определяют путем сравнения расстояний, пройденных им, и стандартным отрезком ДНК (с известными размерами и последовательностью оснований).

Для идентификации выделенных фрагментов ДНК их сначала разделяют на две цепочки, а затем гибридизують с соответствующими маркерными фрагментами ДНК. Если при этом образуется нормальная двойная спираль, то исследуемый фрагмент не имел нарушений. Если спираль имеет дефекты, то исследуемый фрагмент является мутантным.

Различные модификации этого метода позволяют проанализировать в лаборатории даже незначительное количество ДНК, взятую у больного. их используют для пренатальной диагностики наследственных болезней. При этом ДНК получают из клеток, которые содержатся в околоплодной жидкости. Аномальный эмбрион легко распознать, потому что его ДНК гибридизующимся только с маркерным фрагментом ДНК, имеющий комплементарную мутантную последовательность нуклеотидов.

В 90-е годы XX в. с помощью молекулярно-генетической методики были идентифицированы и локализованы гены, ответственные за такие тяжелые наследственные болезни нервной системы человека, как хорея Гентингтона, миотоническая дистрофия, синдром ломкой Х-хромосомы и др. Например, ген хореи Гентингтона локализован в коротком плече 4-й хромосомы. Он имеет участок, где нуклеотидная последовательность представлена многократным повторением трех основ ЦАГ (цитозин - аденин - гуанин). В норме количество таких повторов колеблется от 11 до 34, а у больных вследствие мутации гена их 37-86. Болезнь наследуется по аутосомно-доминантному типу, а признак проявляется во всех носителей гена.

На основе молекулярно-генетического метода в настоящее время успешно разрабатывают технологии генной терапии распространенных наследственных болезней, например муковисцидоза.

Причиной многих врожденных нарушений метаболизма являются различные дефекты ферментов, возникающие вследствие изменяющих их структуру мутаций.Биохимические показатели более точно отражают сущность болезни по сравнению с показателями клиническими, поэтому их значение в диагностике наследственных болезней постоянно возрастает. Использование современных биохимических методов позволяют определять любые метаболиты, специфические для конкретной наследственной болезни.

Предметом современной биохимической диагностики являются специфические метаболиты, энзимопатии, различные белки. Объектами биохимического анализа могут служить моча, пот, плазма и сыворотка крови.

Для биохимической диагностики используются как простые качественные реакции, так и более точные методы. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать нарушение обмена аминокислот, олигосахаридов, мукополисахаридов. Газовая хроматография применяется для выявления нарушений обмена органических кислот.

Биохимические методы применяются и для диагностики гетерозиготных состояний у взрослых. Известно, что среди здоровых людей всегда имеется большое число носителей патологического гена. Хотя такие люди внешне здоровы, вероятность появления заболевания у их ребенка всегда существует. В связи с этим, выявление гетерозиготного носительства – важная задача медицинской генетики.

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.е. они могут унаследовать один и тот же рецессивный ген от своего общего предка.

Выявление гетерозиготных носителей того или иного заболевания возможно путем использования биохимических тестов, микроскопического исследования клеток крови и тканей, определения; активности фермента, измененного в результате мутации.

Известно, что заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, составляют значительную часть наследственной патологии. Так, гетерозиготные носители фенилкетонурин реагируют на введение фенилаланина более сильным повышением содержания аминокислоты в плазме, чем нормальные гомозиготы.

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 – более200. Однако следует отметить, что до сих пор имеется немало наследственных заболеваний, для которых методы гетерозиготной диагностики еще не разработаны.

5 . Взаимодействие неаллельных генов, их виды.

6 . Закономерности наследования признаков по г.Менделю. Менделирующие признаки у человека.

7 . Типы наследования признаков, их характеристика. Экспрессивность и пенетрантность.

8. Понятие "сцепление" генов. Х-сцепленное наследование признаков у человека.

Х-сцепленное наследование

9. Наследование групп крови системы ab0 у человека

10. Резус-фактор. Резус-конфликт. Резус - несовместимость.

Резус-несовместимость крови

11. Современные методы генетических исследований.

12. Хромосомные болезни. Их классификация, диагностика.

Все хромосомные болезни могут быть разделены на 3 большие группы:

13. Генные болезни у человека. Их классификация, диагностика.

Классификация

14. Цитогенетический метод при генетическом анализе наследственного аппарата человека

15. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика больных с синдромом Дауна. Диагностика.

16. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика больных с синдромом Шерешевского-Тернера. Диагностика. Синдром Шерешевского-Тернера (моносомия х-хромосомы).

17. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика больных с синдромом Клайнфельтера. Диагностика. Синдром Клайнфельтера - генетическое заболевание.

Симптомы синдрома Клайнфельтера

Диагностика синдрома Клайнфельтера

18.Человеческие популяции, факторы их подразделённости. Генофонд популяций.

19. Биологические факторы динамики генофонда популяций.

20.Социально-демографические факторы динамики генофонда популяций.

21.Генетический груз популяций, определение его величины по уравнению Харди -Вайнберга.

22.Клинико-генеалогический метод, его использование при

23.Биохимический метод, его сущность, возможности применения при медико-генетическом консультировании.

24.Близнецовость у человека, критерии определения идентичности близнецов. Близнецовый метод в генетическом анализе.

25. Дерматоглифический метод, его сущность и возможности использования при генетическом анализе.

26.Молекулярно-генетический метод, его современные возможности и перспективы использования в медицине.

27.Гибридологический анализ, его использование в генетических исследованиях.

28. Половой диморфизм у человека, его генетическая и фенотипическая характеристика.

29.Медико-генетическое консультирование, его задачи, организация. Медико-генетическое консультирование

30. Инбридинг (случайный, неслучайный, тотальный) , его роль как фактор изменения генофонда популяции.

31. Естественный отбор, определение его величины в человеческих популяция.

32. Хромосомный мозаицизм, его формирование, фенотипическое проявление у человека. Фенокопии, их сущность.

23.Биохимический метод, его сущность, возможности применения при медико-генетическом консультировании.

Биохимические методы.

Эти методы используются для диагностики болезней обмена веществ, причиной которых является изменение активности определенных ферментов. С помощью биохимических методов открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутантных генов. При различных типах заболеваний удается либо определить сам аномальный белок-фермент, либо промежуточные продукты обмена. Эти методы отличаются большой трудоемкостью, требуют специального оборудования и потому не могут быть широко использованы для массовых популяционных исследований с целью раннего выявления больных с наследственной патологией обмена.

В последние два десятилетия в разных странах разрабатываются и применяются для массовых исследований специальные программы.

Первый этап такой программы состоит в том, чтобы среди большого количества обследуемых выделит предположительно больных, имеющих, какое-то наследственное отклонение от нормы. Такая программа называется просеивающей, или скриннинг-программой (англ. screening - просеивание). Для этого этапа обычно используется небольшое количество простых, доступных методик (экспресс-методов). Экспресс-методы основаны на простых качественных реакциях выявления продуктов обмена в моче, крови.

На втором этапе проводится уточнение (подтверждение диагноза или отклонение при ложно-положительной реакции на первом этапе). Для этого используются точные хроматографические методы определения ферментов, аминокислот и т. п.

Применяют также микробиологические тесты, они основаны на том, что некоторые штаммы бактерий могут расти только в средах, содержащих определенные аминокислоты, углеводы. Удалось получить штаммы по веществам, являющимся субстратамиили промежуточными метаболитами у больных при нарушении обмена. Если в крови или моче есть требуемое для роста вещество, то в чашке Петри вокруг фильтровальной бумаги, пропитанной одной из этих жидкостей, наблюдается активное размножение микробов, чего не бывает в случае анализа у здорового человека. Разрабатываются различные варианты микробиологических методов.

Биохимические, иммунологические и другие параклинические методы не являются специфичными для генетической консультации, но применяются так же широко, как и при диагностике ненаследственных болезней. При наследственных болезнях часто возникает необходимость применять те же тесты не только у пациента, но и других членов семьи (составление биохимической или иммунологической "родословной")

24.Близнецовость у человека, критерии определения идентичности близнецов. Близнецовый метод в генетическом анализе.

Близнецы- дети одной матери, резвившиеся в течение одной беременности и появившиеся на свет в результате одних родов практически одновременно. Близнецы могут быть как однополые, так и разнополые.

Выделяют два основных типа близнецов:

монозиготные (гомозиготные);

дизиготные (гетерозиготные).

Монозиготные (однояйцовые, гомозиготные или идентичные) близнецы образуются из одной зиготы (одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом), разделившейся на стадии дробления на две (или более) части. Они обладают одинаковыми генотипами. Монозиготные идентичные близнецы всегда одного пола и обладают очень большим портретным сходством.

Дизиготные близнецы развиваются в том случае, если две яйцеклетки оплодотворены двумя сперматозоидами. Естественно, дизиготные близнецы имеют различные генотипы. Они сходны между собой не более, чем братья и сестры, так как имеют около 50 % идентичных генов.

Общая частота рождения близнецов составляет примерно 1 %, из них около 1/3 приходится на монозиготных близнецов.

Для подтверждения монозиготности близнецов, используют ряд подходов:

сравнение по многим, главным образом, морфологическим признакам - пигментация глаз, волос и кожи, особенности волосяного покрова на голове и теле, а также форма волос, форма ушей, носа, губ и ногтей, пальцевые узоры (полисимптомный подход);

сравнение по эритроцитарным антигенам – группы крови АВО, резус, MN и др., по белкам и сыворотки крови: все перечисленные маркеры относятсяк категории моногенных менделирующих признаков, а контролирующие их гены отличаются узкой нормой реакции (иммунологический подход);

сравнение данных ЭКГ и ЭГ- электрокардиографии и энцефалограмм - близнецов (клинико-функциональный метод);

трансплантационный тест, заключающийся в перекрестной пересадке кожи у близнецов (вариант иммунологического подхода, успешная перекрестная пересадка – наиболее достоверный критерий монозиготности).

Близнецовый метод используется для выяснения наследственной обусловленности признаков и хорошо демонстрирует взаимоотношения между генотипом и внешней средой. С помощью этого метода удалось оценить значимость генетической предрасположенности к многим заболеваниям, пенетрантность, экспрессивность и условия проявления тех или иных видов патологии. Близнецовые данные оказываются полезными для количественной оценки степени генетической детерминированности отдельных признаков, в связи с чем, близнецовый метод можно считать одним из важных методов количественной генетики.

Таким образом, близнецовый метод позволяет количественно оценить вклад наследственности (генотипа) и вклад окружающей среды в развитие изучаемого признака (болезни).

Близнецовый метод включает следующие этапы:

Этап 1. Подбор пар монозиготных и дизиготных близнецов.

Подбирают по 100 пар близнецов, у которых хотя бы у одного из двух близнецов имеется изучаемый признак

Этап 2. Вычисление степени сходства внутри каждой группы близнецов.

Определяются отдельно для каждой группы

Конкордантность(К) – наличие признака одновременно у обоих близнецов.

Дискордантность(Д) – наличие признака только у одного близнеца из пары.

Коэффициент наследуемости H

Мз- монозиготные

Дз- дизиготные

Формула Хольцингера

Н- коэффициент наследуемости

Е- доля среды в формировании изучаемого признака

Этап 3 Вычисление доли генотипа и доли среды в развитии изучаемого признака

Если НЕ преобладает влияние наследственности

Если НЕ определяющим фактором является средовой.

Причиной многих врожденных нарушений метаболизма являются различные дефекты ферментов, возникающие вследствие изменяющих их структуру мутаций.Биохимические показатели более точно отражают сущность болезни по сравнению с показателями клиническими, поэтому их значение в диагностике наследственных болезней постоянно возрастает. Использование современных биохимических методов позволяют определять любые метаболиты, специфические для конкретной наследственной болезни.

Предметом современной биохимической диагностики являются специфические метаболиты, энзимопатии, различные белки. Объектами биохимического анализа могут служить моча, пот, плазма и сыворотка крови.

Для биохимической диагностики используются как простые качественные реакции, так и более точные методы. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать нарушение обмена аминокислот, олигосахаридов, мукополисахаридов. Газовая хроматография применяется для выявления нарушений обмена органических кислот.

Биохимические методы применяются и для диагностики гетерозиготных состояний у взрослых. Известно, что среди здоровых людей всегда имеется большое число носителей патологического гена. Хотя такие люди внешне здоровы, вероятность появления заболевания у их ребенка всегда существует. В связи с этим, выявление гетерозиготного носительства – важная задача медицинской генетики.

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.е. они могут унаследовать один и тот же рецессивный ген от своего общего предка.

Выявление гетерозиготных носителей того или иного заболевания возможно путем использования биохимических тестов, микроскопического исследования клеток крови и тканей, определения; активности фермента, измененного в результате мутации.

Известно, что заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, составляют значительную часть наследственной патологии. Так, гетерозиготные носители фенилкетонурин реагируют на введение фенилаланина более сильным повышением содержания аминокислоты в плазме, чем нормальные гомозиготы.

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 – более200. Однако следует отметить, что до сих пор имеется немало наследственных заболеваний, для которых методы гетерозиготной диагностики еще не разработаны.