Qual è l'oggetto di studio del metodo biochimico. Metodi di ricerca biochimica

Per determinare l'ipotiroidismo congenito nel sangue di un bambino il 3o giorno di vita, viene determinato il livello di tiroxina. Il programma di screening della diagnostica di massa delle malattie ereditarie viene utilizzato non solo tra i neonati. Possono essere organizzati per identificare le malattie comuni in qualsiasi gruppo di popolazione. Ad esempio, negli Stati Uniti è stato organizzato un programma di vagliatura biochimica per identificare i portatori eterozigoti dell'idiozia di Tay-Sachs (è più comune tra gli ebrei ashkenaziti). A Cipro e in Italia è stato organizzato uno studio biochimico sui portatori eterozigoti di talassemia.

Programmi diagnostici selettivi prevedere la verifica di anomalie metaboliche biochimiche in pazienti con sospetta malattia ereditaria genetica.

I programmi di screening possono utilizzare semplici test qualitativi (ad esempio, il test del cloruro ferrico per rilevare la fenilchetonuria o il test della dinitrofenilidrozina per rilevare i chetoacidi nelle urine) o metodi più precisi. Ad esempio, la cromatografia su strato sottile delle urine e del sangue può essere utilizzata per diagnosticare disturbi ereditari del metabolismo degli aminoacidi e dei mucopolisaccaridi. Con l'aiuto dell'elettroforesi dell'emoglobina viene diagnosticato l'intero gruppo di emoglobinopatie.

Ad oggi, nel nostro Paese è stato introdotto un programma di screening selettivo obbligatorio per la determinazione delle malattie metaboliche ereditarie, con 14 test delle urine e del sangue: per proteine, chetoacidi, cistina, ecc. Nella seconda fase, utilizzando i metodi di cromatografia su strato sottile di urina e sangue, è possibile identificare più di 140 malattie metaboliche ereditarie, come malattie del metabolismo dei carboidrati, malattie da accumulo lisosomiale, malattie del metabolismo dei metalli, aminoacidopatia, ecc.

Il metodo biochimico ha trovato ampia applicazione nella diagnosi prenatale delle malformazioni congenite. I metodi biochimici includono la determinazione del livello di alfa-fetoproteina, ganadotropina corionica nel siero del sangue di una donna incinta. Questi metodi sono di screening per l'individuazione di malformazioni congenite. Ad esempio, con i difetti del tubo neurale, il livello di alfa-fetoproteina aumenta.

metodo citogenetico.

Metodo citogenetico basato sullo studio del numero e della struttura dei cromosomi in condizioni normali e patologiche.

Le principali indicazioni per la ricerca citogenetica sono:

1) diagnosi prenatale del sesso del feto in famiglie portatrici di malattie legate al cromosoma X;

2) oligofrenia indifferenziata (demenza);

3) aborti abituali e nati morti;

4) malformazioni congenite multiple in un bambino;

5) infertilità maschile;

6) violazione del ciclo mestruale (amenorrea primaria);

7) diagnosi prenatale per le madri di età superiore ai 35 anni.

Questo metodo è stato ampiamente utilizzato nella pratica medica dal 1956, quando Tio e Levan stabilirono che una persona ha 46 cromosomi. La prima classificazione dei cromosomi umani proposta a Denver gettò le basi per le successive nomenclature cromosomiche.

Il più moderno è il Sistema Internazionale di Nomenclatura Citogenetica dei Cromosomi Umani, abbreviato in ISCN, adottato a Washington nel 1995.

Secondo l'ultima nomenclatura del cromosoma, il braccio lungo è indicato con q e il braccio corto con p. In ciascuna regione del cromosoma, le bande e i segmenti sono numerati in sequenza dal centromero al telomero. L'uso del metodo di colorazione differenziale dei cromosomi consente di isolare il modello individuale di ciascun cromosoma grazie al fatto che le regioni eu- ed eterocromatina nel cromosoma sono colorate in modo diverso con coloranti.

Gli oggetti della ricerca citogenetica sono i cromosomi in metafase, che possono essere studiati con metodi diretti e indiretti.

I metodi diretti sono metodi per ottenere preparati di cellule in divisione senza coltivazione, sono utilizzati per studiare le cellule del midollo osseo e le cellule tumorali. I metodi indiretti sono metodi per ottenere preparazioni cromosomiche da quelli coltivati ​​in mezzi nutritivi artificiali, ad esempio nella coltivazione di linfociti del sangue periferico umano.

Utilizzando metodi indiretti è possibile effettuare: cariotipo - determinazione della quantità e qualità dei cromosomi; il sesso genetico dell'organismo; diagnosi di mutazioni genomiche e aberrazioni cromosomiche. Ad esempio, la sindrome di Down (trisomia sul 21° cromosoma), la sindrome di Patau (trisomia sul 13° cromosoma), la sindrome di Edwards (trisomia sul 18° cromosoma), la sindrome del "grido di gatto" (delezione del 5° cromosoma), la sindrome di Wolf -Hirshhorn (monosomia parziale del 4° cromosoma).

Per studiare i cromosomi sessuali, in particolare il cromosoma Y, viene utilizzata una speciale macchia di acrichiniprite (fluorescente) e lo studio viene effettuato alla luce ultravioletta. La cromatina Y è un punto altamente luminoso che si trova nei nuclei delle cellule maschili e il numero di corpi Y corrisponde al numero di cromosomi Y nel cariotipo. La diagnosi definitiva della malattia cromosomica viene fatta solo dopo lo studio del cariotipo.

Per determinare rapidamente i cambiamenti nel numero di cromosomi sessuali, viene utilizzato un metodo espresso per determinare la cromatina sessuale. La cromatina sessuale o corpo di Barr è uno dei due cromosomi X e in forma inattivata. Appare come un coagulo triangolare o ovale vicino alla membrana interna dell'involucro nucleare. Normalmente, la cromatina sessuale si trova solo nelle donne. Con l'aumento del numero dei cromosomi X aumenta anche il numero dei corpi di Barr. Con una diminuzione del numero di cromosomi X (sindrome di Shereshevsky-Turner, cariotipo 45 XO), il corpo di Barr è assente. Normalmente, negli uomini la cromatina sessuale non viene rilevata; la sua presenza può indicare la sindrome di Klinefelter (cariotipo 47 XXY).

Il metodo citogenetico viene utilizzato per la diagnosi prenatale delle malattie ereditarie. Per fare questo, viene eseguita l'amniocentesi, viene ottenuto il liquido amniotico con le cellule della pelle fetale, quindi il materiale cellulare viene esaminato per la diagnosi prenatale di aberrazioni cromosomiche e mutazioni genomiche, nonché il sesso del feto. Il rilevamento di un cambiamento nel numero e nella struttura dei cromosomi consente di interrompere tempestivamente una gravidanza al fine di prevenire la prole con gravi anomalie dello sviluppo.

Un esame del sangue biochimico è un metodo di ricerca di laboratorio utilizzato in medicina, che riflette lo stato funzionale degli organi e dei sistemi del corpo umano. Permette di determinare la funzione del fegato, dei reni, del processo infiammatorio attivo.

Determinazione dei parametri biochimici del sangue

La determinazione degli indicatori biologici del sangue consente di valutare il lavoro dei sistemi epatobiliare e cardiovascolare. L'avvelenamento chimico colpisce principalmente organi come fegato, reni e cuore.

Determinazione dell'alanina aminotransferasi (ALT)

Enzima cellulare coinvolto nel metabolismo degli aminoacidi. L'ALT si trova nei tessuti del cuore, del fegato, dei reni, del tessuto nervoso, dei muscoli scheletrici e di altri organi. A causa dell'alto contenuto nei tessuti di questi organi, un esame del sangue Aumenta il contenuto: con ittero congestizio, epatite acuta, cirrosi, infarto, cancro al fegato, ittero emolitico, trauma.

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico Stat-fax 1300. Il metodo cinetico viene utilizzato in conformità con le raccomandazioni della IFCC (Federazione Internazionale di Chimica Clinica). Come substrato, viene utilizzato il 2-ossoglutarato in presenza di tampone TRIS (pH 7,5).

Determinazione dell'aspartato aminotransferasi (ACT)

Un enzima AST utilizzato per valutare la funzionalità epatica. La norma dell'AST nel sangue: per le donne - fino a 31 U / l; per gli uomini, la norma AST è fino a 37 U / l. Il livello di Alat aumenta nell'infarto del miocardio, nelle lesioni del cuore e dei muscoli somatici.

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico della società Human Autohumalyzer - 900 plus. Il metodo cinetico viene utilizzato secondo le raccomandazioni della IFCC (Federazione Internazionale di Chimica Clinica). Come substrato, viene utilizzato il 2-ossoglutarato in presenza di tampone TRIS (pH 7,8).

Determinazione della glutamil transpeptidasi (GGT)

L'attività della GGT cambia prima di tutti gli altri enzimi nello sviluppo della patologia epatica. L'enzima assume i valori più alti durante lo sviluppo della sindrome colestatica, quando il normale passaggio della bile attraverso i dotti biliari è disturbato a causa di ostacoli causati da calcoli, infiammazioni, stenosi e tumori. Epatite virale acuta, tossica, danno da radiazioni al fegato (GGT consente la diagnosi precoce).

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico della società Human Autohumalyzer - 900 plus. Viene utilizzato il metodo colorimetrico cinetico secondo Persijn & van der Slik. L-gamma-glutamil-3-carbossi-4-nitroanilide viene utilizzata come substrato in presenza di tampone TRIS (pH 8,25).

Determinazione della fosfatasi alcalina (AP)

L'ALP catalizza l'eliminazione dell'acido fosforico dai suoi composti organici; Il nome è stato dato perché il pH ottimale della fosfatasi alcalina si trova in un ambiente alcalino (pH 8,6-10,1). L'attività dell'enzima sta crescendo rapidamente nel sarcoma osteogenico, nelle metastasi tumorali nell'osso, nel mieloma multiplo, nella linfogranulomatosi con lesioni ossee. Nei bambini, la fosfatasi alcalina è elevata prima della pubertà. Nella colestasi si osserva un aumento significativo dell'attività della fosfatasi alcalina. La fosfatasi alcalina, a differenza delle aminotransferasi, rimane normale o leggermente aumentata nell'epatite virale. La sua attività aumenta notevolmente in caso di avvelenamento da alcol sullo sfondo dell'alcolismo cronico. Può aumentare con farmaci che presentano un effetto epatotossico.

Principio del metodo: La fosfatasi alcalina (fosfoidrolipasi alcalina dei monoesteri dell'acido fosforico) decompone il 4-nitrofenilfosfato in tampone N-metil-D-glucamina per formare 4-nitrofenolo e fosfato. La fosfatasi alcalina (AP) viene attivata dal cloruro di sodio. Una misura della concentrazione catalitica di un enzima è la quantità di 4-nitrofenolo liberato, che viene determinata fotometricamente, mediante il metodo cinetico o mediante il metodo del tempo costante dopo aver arrestato la reazione enzimatica con un inibitore di AP che blocca il sito attivo dell'enzima enzima.

Determinazione della bilirubina.

La bilirubina è un pigmento giallo-rosso, un prodotto di degradazione dell'emoglobina che si verifica nei macrofagi della milza, del fegato e del midollo osseo. L'analisi della bilirubina mostra come funziona il fegato umano, la determinazione della bilirubina è inclusa nel complesso delle procedure diagnostiche per molte malattie del tratto gastrointestinale. Nel siero del sangue, la bilirubina si presenta nelle seguenti forme: bilirubina diretta e bilirubina indiretta. Insieme, queste forme formano la bilirubina totale nel sangue. Metodo per la determinazione della bilirubina nel siero sanguigno: la bilirubina reagisce con l'acido sulfanilico diazotato (DSC). Durante la reazione si forma un prodotto di colore rosso. La densità ottica del prodotto a 546 nm è direttamente proporzionale alla concentrazione di bilirubina nel campione. I glucuronidi della bilirubina idrosolubile (bilirubina diretta) reagiscono immediatamente con la DSC, mentre la bilirubina indiretta legata all'albumina reagisce con la DSC solo in presenza di un acceleratore. Bilirubina totale \u003d Diretto + Indiretto.

2. Metodo per determinare la bilirubina secondo Jendrashik

Principio: Quando l'acido sulfanilico reagisce con il nitrito di sodio, si forma l'acido diazofenilsolfonico. Reagendo con la bilirubina sierica coniugata, dona un colore rosa-violetto. In base alla sua intensità, viene giudicata la concentrazione di bilirubina, che entra in una reazione diretta. Quando un reagente per la caffeina viene aggiunto al siero del sangue, la bilirubina non legata passa in uno stato solubile dissociato, per cui provoca anche un colore rosa-viola della soluzione con una miscela di reagenti diazo. L'intensità di quest'ultimo determina fotocolorimetricamente la concentrazione della bilirubina totale. La differenza tra bilirubina totale e legata viene utilizzata per trovare il contenuto della bilirubina non legata, che dà una reazione indiretta.

Determinazione del colesterolo

La determinazione del colesterolo nel sangue è un passaggio obbligatorio nella diagnosi delle malattie del sistema cardiovascolare (cardiopatia ischemica, infarto del miocardio), aterosclerosi e malattie del fegato.

Un abbassamento del colesterolo può essere un sintomo delle seguenti malattie: ipertiroidismo, insufficienza cardiaca cronica, anemia megaloblastica, malattie infettive acute, cirrosi epatica allo stadio terminale, cancro al fegato, malattia polmonare cronica, tubercolosi polmonare.

Principio del metodo: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico della società Human Autohumalyzer - 900 plus. Il colesterolo viene determinato dopo idrolisi enzimatica e ossidazione. Il perossido di idrogeno formatosi a seguito di queste reazioni interagisce sotto l'azione della perossidasi con 4-amminofenazolo e fenolo per formare un prodotto colorato: la chinoneimina. La norma del colesterolo è fino a 5,2 mmol / l.

colesterolo HDL

Il colesterolo lipoproteico ad alta densità o colesterolo b è l'unica frazione lipidica che impedisce la formazione di placche aterosclerotiche nei vasi (pertanto, le lipoproteine ​​ad alta densità sono anche chiamate colesterolo buono e vengono calcolate utilizzando una formula speciale.

L’effetto antiaterogenico delle HDL è dovuto alla loro capacità di trasportare il colesterolo dalle cellule Determinazione del colesterolo lipoproteico ad alta densità (colesterolo b)

Principio: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico di Human Autohumalyzer - 900 plus. Viene utilizzato un reagente precipitante, sotto l'influenza del quale le lipoproteine ​​​​a bassa e bassissima densità vengono precipitate da acido fosfotungstico e cloruro di magnesio.

HDL - Come parte della lipoproteina ad alta densità (HDL), il colesterolo viene rimosso dalle pareti dei vasi sanguigni e dall'LDL. Successivamente, l'HDL viene utilizzato nel fegato. Le HDL svolgono una funzione protettiva e prevengono lo sviluppo dell'aterosclerosi.

Determinazione delle lipoproteine ​​a bassa densità del colesterolo

LDL (colesterolo) - Come parte delle lipoproteine ​​​​a bassa densità (LDL), il colesterolo circola nel sangue per lungo tempo, se, a causa di disturbi, non viene consumato tempestivamente da organi e tessuti, allora il colesterolo- le ricche LDL iniziano a depositarsi nelle pareti dei vasi sanguigni, portando alla comparsa di placche aterosclerotiche. Quanto più LDL nel sangue, tanto più velocemente si sviluppa il processo aterosclerotico.

Principio: Quando il Reagente 1 viene aggiunto al campione, il reagente protettivo si combina con le LDL e le protegge dalle reazioni enzimatiche. CHE (colesterolesterasi) e CO (colesterolo ossidasi) reagiscono con il resto delle frazioni lipoproteiche. Il perossido di idrogeno formato durante la reazione dell'enzima con il colesterolo a densità intermedia si decompone sotto l'azione del reagente 1. Quando viene aggiunto il reagente 2, il reagente protettivo rilascia LDL dal complesso e la catalasi viene attivata con l'aiuto della sodio azide. Durante la seconda reazione, CHE e CO reagiscono solo con LDL. Sotto l'azione di un agente ossidante con HDAOS e 4-AA in presenza di perossidasi (POD), il perossido di idrogeno forma un complesso colorato. L'intensità del colore del complesso blu è direttamente proporzionale al contenuto di LDL nel campione. Il test consiste in due fasi: rimozione dei chilomicroni e delle LDL e rimozione dell'HDL-C da parte degli enzimi colesterolo esterasi e ossidasi.

Per una diagnosi affidabile dei disturbi del metabolismo del colesterolo è sufficiente determinare il colesterolo totale (TC) e l'HDL (lipoproteine ​​ad alta densità). Sulla base di questi dati, viene calcolato l'indice aterogenico, l'indicatore principale mediante il quale è possibile giudicare in modo affidabile la violazione e determinare la prognosi.

· Determinazione del contenuto di trigliceridi (TG).

I trigliceridi sono un indicatore del metabolismo dei lipidi (grassi) nel corpo. Le principali indicazioni per l'uso: diagnosi di ipertrigliceridemia, valutazione del rischio di lesioni aterosclerotiche dei vasi coronarici e malattia coronarica (CHD), disturbi del metabolismo dei grassi. TG - sono la principale forma di accumulo di acidi grassi nel corpo e una delle principali fonti di energia nell'uomo. I trigliceridi sono i principali grassi presenti nel tessuto adiposo. I trigliceridi sono una fonte di energia alternativa rispetto al glucosio, ad esempio durante il digiuno, quando le riserve di glucosio sono esaurite.

Principio: La determinazione viene effettuata su un analizzatore biochimico di Human Autohumalyzer - 900 plus. La concentrazione dei trigliceridi viene determinata dopo l'idrolisi enzimatica mediante l'azione della lipasi. Come risultato della reazione, l'indicatore chinoneimina è formato da perossido di idrogeno, 4-amminoantipirina e 4-clorofenolo sotto l'azione catalitica della perossidasi.

· Determinazione dell'indice di aterogenicità.

Indice aterogenico - è uno degli indicatori dei disturbi del metabolismo del colesterolo, un criterio per lo sviluppo dell'aterosclerosi. Mostra il rapporto tra le frazioni grasse "nocive" e quelle che, al contrario, impediscono la formazione di placche sulle pareti dei vasi sanguigni, le cosiddette frazioni lipidiche antiaterogeniche.

Calcolato secondo la formula:

dove Xc totale - colesterolo totale, bXC- Colesterolo lipoproteico ad alta densità.

Determinazione della creatinina.

Il contenuto di creatinina nel sangue dipende dalla quantità di massa muscolare, pertanto negli uomini il tasso di creatinina è solitamente più elevato che nelle donne. Poiché il volume del tessuto muscolare non cambia rapidamente, il livello di creatinina nel sangue è un valore abbastanza costante. Un aumento della creatinina è un sintomo di insufficienza renale acuta e cronica, malattia da radiazioni, ipertiroidismo. Il livello di creatinina aumenta con la disidratazione del corpo, dopo lesioni muscolari meccaniche e chirurgiche.

La concentrazione di creatinina sierica è stata determinata mediante la reazione cromatica di Jaffe, basata sul principio che in un mezzo alcalino, l'acido picrico interagisce con la creatinina per formare un colore rosso-arancio, che viene misurato fotometricamente su un fotoelettrocolorimetro FEK-2, la determinazione viene effettuata dopo la deproteinizzazione.

Calcolo della concentrazione (C) di creatina:

C = E campioni /E calibro * 177 (μmol/l),

Dove CON- concentrazione di creatinina, E campioni- densità ottica del campione, E calibro- densità ottica del campione di calibrazione.

Determinazione dell'urea

Un aumento della velocità indica uno scarso lavoro escretore dei reni e una violazione della filtrazione. Un aumento del contenuto di urea nel sangue fino a 16-20 mmol / l (calcolato come azoto ureico) è classificato come una violazione della funzionalità renale di moderata gravità, fino a 35 mmol / l - come grave; oltre 50 mmol / l - molto grave, con prognosi infausta. Nell'insufficienza renale acuta, la concentrazione di urea nel sangue può raggiungere 50-83 mmol / l.

Sotto l'azione dell'urasi, l'urea si decompone in anidride carbonica, ammoniaca, quest'ultima in reazione con salicilato di sodio e ipoclorito di sodio in presenza di nitroprussiato di sodio forma un prodotto colorato, la cui intensità di colore è proporzionale alla concentrazione di urea nel campione . 1.

Per la ricerca genetica, una persona è un oggetto scomodo, poiché in una persona: l'incrocio sperimentale è impossibile; un gran numero di cromosomi; la pubertà arriva tardi; un piccolo numero di discendenti in ciascuna famiglia; l'equalizzazione delle condizioni di vita per la prole è impossibile.

Nella genetica umana vengono utilizzati numerosi metodi di ricerca.

metodo genealogico

L'uso di questo metodo è possibile nel caso in cui siano noti parenti diretti: gli antenati del proprietario del tratto ereditario ( probando) in linea materna e paterna in più generazioni o anche i discendenti del probando in più generazioni. Quando si compilano pedigree in genetica, viene utilizzato un certo sistema di notazione. Dopo aver compilato il pedigree, viene effettuata la sua analisi al fine di stabilire la natura dell'eredità del tratto studiato.

Convenzioni adottate nella redazione degli alberi genealogici:
1 - uomo; 2 - donna; 3 - genere non chiaro; 4 - il proprietario del tratto studiato; 5 - portatore eterozigote del gene recessivo studiato; 6 - matrimonio; 7 - matrimonio di un uomo con due donne; 8 - matrimonio correlato; 9 - genitori, figli e ordine di nascita; 10 - gemelli dizigoti; 11 - gemelli monozigoti.

Grazie al metodo genealogico sono stati determinati i tipi di eredità di molti tratti negli esseri umani. Quindi, secondo il tipo autosomico dominante, polidattilia (un numero maggiore di dita), la capacità di arrotolare la lingua in un tubo, brachidattilia (dita corte a causa dell'assenza di due falangi sulle dita), lentiggini, calvizie precoce, fusione dita, labbro leporino, palatoschisi, cataratta degli occhi, fragilità delle ossa e molti altri. L'albinismo, i capelli rossi, la predisposizione alla poliomielite, il diabete mellito, la sordità congenita e altri tratti sono ereditati come autosomici recessivi.

Il tratto dominante è la capacità di arrotolare la lingua fino a formare un tubo (1) e il suo allele recessivo è l'assenza di questa capacità (2).
3 - albero genealogico per polidattilia (ereditarietà autosomica dominante).

Numerosi tratti sono ereditari legati al sesso: eredità legata all'X - emofilia, daltonismo; Legato a Y: ipertricosi del bordo del padiglione auricolare, dita palmate. Esistono numerosi geni situati in regioni omologhe dei cromosomi X e Y, come il daltonismo generale.

L'uso del metodo genealogico ha dimostrato che in un matrimonio imparentato, rispetto a uno non imparentato, la probabilità di deformità, nati morti e mortalità precoce nella prole aumenta in modo significativo. Nei matrimoni imparentati, i geni recessivi spesso entrano in uno stato omozigote, di conseguenza si sviluppano alcune anomalie. Un esempio di ciò è l'eredità dell'emofilia nelle case reali d'Europa.

- emofilico; - donna portatrice

metodo gemellare

1 - gemelli monozigoti; 2 - gemelli dizigoti.

I bambini nati nello stesso periodo sono chiamati gemelli. Sono monozigote(identico) e dizigotico(variegato).

I gemelli monozigoti si sviluppano da uno zigote (1), che viene diviso in due (o più) parti durante la fase di frantumazione. Pertanto, tali gemelli sono geneticamente identici e sempre dello stesso sesso. I gemelli monozigoti sono caratterizzati da un elevato grado di somiglianza ( concordanza) in molti modi.

I gemelli dizigoti si sviluppano da due o più ovuli che vengono simultaneamente ovulati e fecondati da spermatozoi diversi (2). Pertanto, hanno genotipi diversi e possono essere dello stesso sesso o di sesso diverso. A differenza dei gemelli monozigoti, i gemelli dizigoti sono caratterizzati da discordanza – dissomiglianza in molti modi. I dati sulla concordanza dei gemelli per alcuni segni sono riportati nella tabella.

segni	Concordanza,%
	Gemelli monozigoti	gemelli dizigoti
Normale
Gruppo sanguigno (AB0)	100	46
colore degli occhi	99,5	28
Colore dei capelli	97	23
Patologico
Piede equino	32	3
"Labbro leporino"	33	5
Asma bronchiale	19	4,8
Morbillo	98	94
Tubercolosi	37	15
Epilessia	67	3
Schizofrenia	70	13

Come si può vedere dalla tabella, il grado di concordanza dei gemelli monozigoti per tutte le caratteristiche sopra indicate è significativamente più alto di quello dei gemelli dizigoti, ma non è assoluto. Di norma, la discordanza dei gemelli monozigoti si verifica a causa di disturbi dello sviluppo intrauterino di uno di essi o sotto l'influenza dell'ambiente esterno, se era diverso.

Grazie al metodo gemello è stata chiarita la predisposizione ereditaria di una persona a una serie di malattie: schizofrenia, epilessia, diabete mellito e altre.

Le osservazioni sui gemelli monozigoti forniscono materiale per chiarire il ruolo dell'ereditarietà e dell'ambiente nello sviluppo dei tratti. Inoltre, l'ambiente esterno è inteso non solo come fattori fisici dell'ambiente, ma anche come condizioni sociali.

Metodo citogenetico

Basato sullo studio dei cromosomi umani in condizioni normali e patologiche. Normalmente, un cariotipo umano comprende 46 cromosomi: 22 paia di autosomi e due cromosomi sessuali. L'uso di questo metodo ha permesso di identificare un gruppo di malattie associate a un cambiamento nel numero di cromosomi o a cambiamenti nella loro struttura. Tali malattie sono chiamate cromosomico.

I linfociti del sangue sono il materiale più comune per l'analisi del cariotipo. Il sangue viene prelevato negli adulti da una vena, nei neonati da un dito, dal lobo dell'orecchio o dal tallone. I linfociti vengono coltivati ​​in uno speciale mezzo nutritivo, che, in particolare, contiene sostanze che "costringono" i linfociti a dividersi intensamente per mitosi. Dopo qualche tempo, alla coltura cellulare viene aggiunta la colchicina. La colchicina arresta la mitosi a livello della metafase. È durante la metafase che i cromosomi sono più condensati. Successivamente, le cellule vengono trasferite su vetrini, essiccate e colorate con vari coloranti. La colorazione può essere a) di routine (i cromosomi si colorano in modo uniforme), b) differenziale (i cromosomi acquisiscono striature trasversali, con ciascun cromosoma che ha uno schema individuale). La colorazione di routine consente di identificare le mutazioni genomiche, determinare il gruppo di appartenenza del cromosoma e scoprire in quale gruppo è cambiato il numero di cromosomi. La colorazione differenziale consente di identificare le mutazioni cromosomiche, determinare il cromosoma in base al numero, scoprire il tipo di mutazione cromosomica.

Nei casi in cui è necessario condurre un'analisi cariotipica del feto, vengono prelevate per la coltivazione le cellule del liquido amniotico (amniotico) - una miscela di cellule simili a fibroblasti ed epiteliali.

Le malattie cromosomiche includono: sindrome di Klinefelter, sindrome di Turner-Shereshevsky, sindrome di Down, sindrome di Patau, sindrome di Edwards e altre.

I pazienti con sindrome di Klinefelter (47, XXY) sono sempre di sesso maschile. Sono caratterizzati da sottosviluppo delle ghiandole sessuali, degenerazione dei tubuli seminiferi, spesso ritardo mentale, crescita elevata (a causa di gambe sproporzionatamente lunghe).

La sindrome di Turner-Shereshevsky (45, X0) è stata osservata nelle donne. Si manifesta nel rallentamento della pubertà, nel sottosviluppo delle gonadi, nell'amenorrea (assenza di mestruazioni), nell'infertilità. Le donne con la sindrome di Turner-Shereshevskij sono piccole di statura, il corpo è sproporzionato - la parte superiore del corpo è più sviluppata, le spalle sono larghe, il bacino è stretto - gli arti inferiori sono accorciati, il collo è corto con pieghe, il "Mongoloide" forma degli occhi e una serie di altri segni.

La sindrome di Down è una delle malattie cromosomiche più comuni. Si sviluppa come risultato della trisomia sul cromosoma 21 (47; 21, 21, 21). La malattia è facilmente diagnosticabile, poiché presenta una serie di caratteristiche caratteristiche: arti accorciati, cranio piccolo, naso piatto e largo, rime palpebrali strette con un'incisione obliqua, presenza di una piega della palpebra superiore e ritardo mentale. Si osservano spesso violazioni della struttura degli organi interni.

Le malattie cromosomiche si verificano anche a causa di cambiamenti nei cromosomi stessi. Sì, cancellazione R-braccio dell'autosoma numero 5 porta allo sviluppo della sindrome del "grido di gatto". Nei bambini con questa sindrome, la struttura della laringe è disturbata e nella prima infanzia hanno una sorta di timbro vocale "miagolante". Inoltre, c'è un ritardo dello sviluppo psicomotorio e della demenza.

Molto spesso, le malattie cromosomiche sono il risultato di mutazioni avvenute nelle cellule germinali di uno dei genitori.

Metodo biochimico

Consente di rilevare disturbi metabolici causati da cambiamenti nei geni e, di conseguenza, cambiamenti nell'attività di vari enzimi. Le malattie metaboliche ereditarie si dividono in malattie del metabolismo dei carboidrati (diabete mellito), del metabolismo degli aminoacidi, dei lipidi, dei minerali, ecc.

La fenilchetonuria si riferisce a malattie del metabolismo degli aminoacidi. La conversione dell'aminoacido essenziale fenilalanina in tirosina viene bloccata, mentre la fenilalanina viene convertita in acido fenilpiruvico, che viene escreto nelle urine. La malattia porta al rapido sviluppo della demenza nei bambini. La diagnosi precoce e la dieta possono fermare lo sviluppo della malattia.

Metodo statistico di popolazione

È un metodo per studiare la distribuzione dei tratti ereditari (malattie ereditarie) nelle popolazioni. Un punto essenziale quando si utilizza questo metodo è l'elaborazione statistica dei dati ottenuti. Sotto popolazione comprendere la totalità degli individui della stessa specie, che vivono a lungo in un determinato territorio, si incrociano liberamente tra loro, hanno un'origine comune, una certa struttura genetica e, in un modo o nell'altro, isolati da altre popolazioni di individui simili di una data specie. Una popolazione non è solo una forma di esistenza di una specie, ma anche un'unità di evoluzione, poiché la base dei processi microevolutivi che culminano nella formazione di una specie sono le trasformazioni genetiche nelle popolazioni.

Lo studio della struttura genetica delle popolazioni riguarda una sezione speciale della genetica - genetica delle popolazioni. Negli esseri umani si distinguono tre tipi di popolazioni: 1) panmittica, 2) demi, 3) isolati, che differiscono tra loro per numero, frequenza dei matrimoni intragruppo, percentuale di immigrati e crescita della popolazione. La popolazione di una grande città corrisponde alla popolazione panmittica. Le caratteristiche genetiche di qualsiasi popolazione includono i seguenti indicatori: 1) pool genico(la totalità dei genotipi di tutti gli individui di una popolazione), 2) frequenze genetiche, 3) frequenze genotipiche, 4) frequenze fenotipiche, sistema matrimoniale, 5) fattori che modificano le frequenze genetiche.

Per determinare le frequenze di occorrenza di determinati geni e genotipi, legge di Hardy-Weenberg.

Legge di Hardy-Weinberg

In una popolazione ideale, di generazione in generazione, viene preservato un rapporto rigorosamente definito tra le frequenze dei geni dominanti e recessivi (1), nonché il rapporto tra le frequenze delle classi genotipiche degli individui (2).

P + Q = 1, (1)
R 2 + 2pq + Q 2 = 1, (2)

Dove P— frequenza di comparsa del gene dominante A; Q- la frequenza di comparsa del gene recessivo a; R 2 - la frequenza di occorrenza degli omozigoti per l'AA dominante; 2 pq- frequenza di comparsa degli eterozigoti Aa; Q 2 - la frequenza di comparsa degli omozigoti per il recessivo aa.

La popolazione ideale è una popolazione sufficientemente grande, panmittica (panmixia - incrocio libero), in cui non vi è alcun processo di mutazione, selezione naturale e altri fattori che disturbano l'equilibrio dei geni. È chiaro che le popolazioni ideali non esistono in natura; nelle popolazioni reali viene utilizzata la legge di Hardy-Weinberg con alcune modifiche.

La legge Hardy-Weinberg, in particolare, viene utilizzata per contare approssimativamente i portatori di geni recessivi per malattie ereditarie. Ad esempio, è noto che la fenilchetonuria si verifica con un tasso di 1:10.000 in una data popolazione. La fenilchetonuria è ereditata con modalità autosomica recessiva, pertanto i pazienti con fenilchetonuria hanno il genotipo aa, cioè Q 2 = 0,0001. Da qui: Q = 0,01; P= 1 - 0,01 = 0,99. I portatori del gene recessivo hanno il genotipo Aa, cioè sono eterozigoti. La frequenza di comparsa degli eterozigoti (2 pq) è 2 0,99 0,01 ≈ 0,02. Conclusione: in questa popolazione, circa il 2% della popolazione è portatore del gene della fenilchetonuria. Allo stesso tempo, puoi calcolare la frequenza di comparsa degli omozigoti per il dominante (AA): P 2 = 0,992, poco meno del 98%.

Un cambiamento nell'equilibrio di genotipi e alleli in una popolazione panmittica avviene sotto l'influenza di fattori che agiscono costantemente, tra cui: il processo di mutazione, le ondate di popolazione, l'isolamento, la selezione naturale, la deriva genetica, l'emigrazione, l'immigrazione, la consanguineità. È grazie a questi fenomeni che nasce un fenomeno evolutivo elementare: un cambiamento nella composizione genetica di una popolazione, che è la fase iniziale del processo di speciazione.

La genetica umana è uno dei rami della scienza che si sta sviluppando più intensamente. È la base teorica della medicina, rivela le basi biologiche delle malattie ereditarie. Conoscere la natura genetica delle malattie consente di effettuare una diagnosi accurata in tempo ed effettuare le cure necessarie.

Vai a lezioni №21"Variabilità"

La causa di molti disturbi metabolici congeniti sono vari difetti enzimatici derivanti da mutazioni che ne modificano la struttura.Parametri biochimici riflettono più accuratamente l'essenza della malattia rispetto agli indicatori clinici, quindi il loro valore nella diagnosi delle malattie ereditarieè in costante aumento. L'uso di moderni metodi biochimici consente di determinare eventuali metaboliti specifici di una particolare malattia ereditaria.

Oggetto della moderna diagnostica biochimica sono metaboliti specifici, enzimopatie, varie proteine. Gli oggetti dell'analisi biochimica possono essere l'urina, il sudore, il plasma e il siero del sangue.

Per la diagnostica biochimica vengono utilizzate sia semplici reazioni qualitative che metodi più accurati. Ad esempio, utilizzando la cromatografia su strato sottile di urina e sangue, è possibile diagnosticare un disturbo metabolico di aminoacidi, oligosaccaridi, mucopolisaccaridi. La gascromatografia viene utilizzata per rilevare disturbi metabolici degli acidi organici.

I metodi biochimici vengono utilizzati anche per diagnosticare condizioni eterozigoti negli adulti. È noto che tra le persone sane c'è sempre un gran numero di portatori del gene patologico. Sebbene queste persone siano apparentemente sane, la probabilità che il loro bambino abbia la malattia esiste sempre. A questo proposito, l'identificazione del portatore eterozigote è un compito importante della genetica medica.

Se si sposano portatori eterozigoti di qualsiasi malattia, il rischio di avere un figlio malato in una famiglia del genere sarà del 25%, mentre le probabilità di incontrare due portatori dello stesso gene patologico sono maggiori se i parenti si sposano, ad es. possono ereditare lo stesso gene recessivo dal loro antenato comune.

L'identificazione dei portatori eterozigoti di una particolare malattia è possibile attraverso l'uso di test biochimici, esame microscopico di cellule del sangue e tessuti, determinazione; l'attività dell'enzima è cambiata a seguito della mutazione.

È noto che le malattie basate su disturbi metabolici costituiscono una parte significativa della patologia ereditaria. Pertanto, i portatori eterozigoti di fenilchetonurina rispondono alla somministrazione di fenilalanina con un aumento più forte del contenuto di aminoacidi plasmatici rispetto agli omozigoti normali.

Il metodo biochimico è ampiamente utilizzato nella consulenza genetica medica per determinare il rischio di avere un bambino malato. I progressi nel campo della genetica biochimica contribuiscono ad una più ampia introduzione nella pratica della diagnosi di portatore eterozigote. Fino a poco tempo fa potevano essere diagnosticate non più di 10-15 condizioni eterozigoti, attualmente sono più di 200. Tuttavia, va notato che ci sono ancora molte malattie ereditarie per le quali non sono ancora stati sviluppati metodi diagnostici eterozigoti.

La causa di molti disturbi metabolici congeniti sono vari difetti enzimatici derivanti da mutazioni che ne modificano la struttura. Gli indicatori biochimici (il prodotto primario del gene, l'accumulo di metaboliti patologici all'interno della cellula e in tutti i fluidi cellulari del paziente) riflettono più accuratamente l'essenza della malattia rispetto agli indicatori clinici, quindi la loro importanza nella diagnosi delle malattie ereditarie è in costante aumento. L'uso di moderni metodi biochimici (elettroforesi, cromatografia, spettroscopia, ecc.) Consente di determinare eventuali metaboliti specifici di una particolare malattia ereditaria.

Oggetto della moderna diagnostica biochimica sono metaboliti specifici, enzimopatie, varie proteine.

Gli oggetti dell'analisi biochimica possono essere urina, sudore, plasma sanguigno e siero, cellule del sangue, colture cellulari (fibroblasti, linfociti).

Per la diagnostica biochimica vengono utilizzate sia semplici reazioni qualitative (ad esempio, cloruro ferrico per rilevare la fenilchetonuria o dinitrofenilidrazina per rilevare chetoacidi) sia metodi più accurati.

Ad esempio, utilizzando la cromatografia su strato sottile di urina e sangue, è possibile diagnosticare un disturbo metabolico di aminoacidi, oligosaccaridi, mucopolisaccaridi. La gascromatografia viene utilizzata per rilevare disordini metabolici degli acidi organici, ecc.

Indicazioni per l'uso di metodi biochimici in pazienti con disturbi metabolici ereditari sono sintomi come convulsioni, coma, vomito, ittero, odore specifico di urina e sudore, arresto della crescita, sviluppo fisico compromesso, intolleranza a determinati alimenti e farmaci.

I metodi biochimici vengono utilizzati anche per diagnosticare condizioni eterozigoti negli adulti. È noto che tra le persone sane esiste sempre un gran numero di cosiddetti portatori del gene patologico (portatore eterozigote). Sebbene queste persone siano apparentemente sane, la probabilità che il loro bambino abbia la malattia esiste sempre. A questo proposito, l'identificazione del portatore eterozigote è un compito importante della genetica medica.

È chiaro che se i portatori eterozigoti di qualsiasi malattia entrano in matrimonio, il rischio di avere un figlio malato in una famiglia del genere sarà del 25%

Le probabilità di incontrare due portatori dello stesso gene patologico sono maggiori se i parenti si sposano, perché. possono ereditare lo stesso gene recessivo dal loro antenato comune.

È possibile presumere un portamento eterozigote in una donna se:

Suo padre è colpito da una malattia ereditaria;

La donna partorì figli malati;

Una donna ha uno o più fratelli malati;

Due figlie di una donna avevano figli malati (o un figlio);

I genitori sani hanno un figlio malato e la madre ha uomini malati nel suo pedigree.

L'identificazione dei portatori eterozigoti di una particolare malattia è possibile utilizzando test biochimici (assunzione di fenilalanina per rilevare la fenilchetonuria, assunzione di zucchero - diabete mellito, ecc.), esame microscopico di cellule del sangue e tessuti, determinazione dell'attività di un enzima modificato a seguito di una mutazione.

È noto che le malattie basate su disordini metabolici costituiscono una parte significativa della patologia ereditaria (fenilchetonuria, galattosemia, alcaptonuria, albinismo, ecc.). Pertanto, i portatori eterozigoti di fenilchetonuria rispondono alla somministrazione di fenilalanina con un aumento più forte del contenuto di aminoacidi plasmatici rispetto agli omozigoti normali (la malattia è causata da un allele recessivo).

Il metodo biochimico è ampiamente utilizzato nella consulenza genetica medica per determinare il rischio di avere un bambino malato. I progressi nel campo della genetica biochimica contribuiscono ad una più ampia introduzione nella pratica della diagnosi di portatore eterozigote. Fino a poco tempo fa, non potevano essere diagnosticate più di 10-15 condizioni eterozigoti, attualmente - più di 200. Tuttavia, va notato che ci sono ancora molte malattie ereditarie per le quali i metodi diagnostici eterozigoti non sono ancora stati sviluppati.

56. Diagnosi prenatale delle malattie cromosomiche. Amniocentesi. Consulenza medico-genetica. Importanza per la medicina. La diagnosi prenatale delle malattie cromosomiche (PD) è un complesso di misure mediche e metodi diagnostici volti a identificare disturbi morfologici, strutturali, funzionali o molecolari dello sviluppo intrauterino umano. Metodi: 1. Biopsia coriale - può rilevare difetti congeniti del feto nelle primissime fasi della gravidanza 9-11 settimane. Viene effettuato con metodi citogenetici, genetici molecolari. Consente di identificare la sindrome di Tay-Sachs, l'anemia falciforme, la maggior parte dei tipi di fibrosi cistica, la talassemia e la sindrome di Down.

2. Amniocentesi - una procedura invasiva consistente nella puntura della membrana amniotica al fine di ottenere liquido amniotico per successive ricerche di laboratorio, amnioriduzione o introduzione di farmaci nella cavità amniotica. L'amniocentesi può essere eseguita nel primo, secondo e terzo trimestre di gravidanza, in modo ottimale alla 16a-20a settimana di gravidanza.

Indicazioni per l'amniocentesi: Diagnosi prenatale delle malattie congenite ed ereditarie. La diagnosi di laboratorio delle malattie congenite ed ereditarie si basa sull'analisi citogenetica e molecolare degli amniociti. Amnioriduzione nel polidramnios. Somministrazione intra-amniotica di farmaci per l'aborto nel secondo trimestre. Valutazione dello stato del feto nel secondo e terzo trimestre di gravidanza, gravità della malattia emolitica, maturità dei tensioattivi polmonari, diagnosi di infezioni intrauterine. Fetoterapia. Fetochirurgia.

3. Cordocentesi - un metodo per ottenere sangue cordonale fetale per ulteriori ricerche. Di solito viene eseguita parallelamente all'amniocentesi prelevando liquido amniotico. Prodotto non prima delle 18 settimane di gestazione. Attraverso la parete addominale anteriore di una donna incinta dopo l'anestesia da infiltrazione sotto il controllo di una macchina ad ultrasuoni, viene praticata una puntura con un ago da puntura sottile, entra nel vaso del cordone ombelicale e si ottengono fino a 5 ml. sangue. Il metodo è applicabile per la diagnosi di malattie cromosomiche ed ereditarie, conflitto Rhesus, malattia emolitica fetale, ecc.

4. ultrasuoni. La consulenza genetica medica è un sistema per fornire cure genetiche mediche specializzate sotto forma di screening neonatale per la fenilchetonuria e l'ipotiroidismo congenito; corretta consulenza genetica delle famiglie in cui sono presenti casi di malattie congenite ed ereditarie di VND; diagnosi prenatale delle condizioni del feto in caso di prossima gravidanza, nonché screening prenatale delle donne incinte, studio dei marcatori sierici materni - alfa-fetoproteina AFP, gonadotropina corionica umana hCG, estriolo non esterificato NE e altri marcatori.