Биология. Лекция раздел Цитология
 Скачать 485.25 Kb.
|
|
Биохимические методы Эти методы помогают обнаружить целый ряд заболеваний с нарушениями обмена веществ . Исследованию подлежат кровь, моча, пунктаты костного мозга, амниотическая жидкость, сперма, пот, волосы, ногти, кал и др. ХРОМАТОГРАФИЯ (от греч. chroma - род. п. chromatos - цвет и ...графия), метод разделения и анализа смесей, основан на различном распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной (элюентом). Хроматография может быть основана на различной способности компонентов к адсорбции (адсорбционная хроматография), абсорбции (распределительная хроматография), ионному обмену (ионообменная хроматография) или др. Микробиологический ингибиторный тест Гатри позволяет выявлять некоторые биохимические нарушения у новорожденных. Из пятки новорожденного берут каплю крови на диски фильтровальной бумаги, которые помещают на агаровую культуру. Последнюю выращивают на минимальной питательной среде, содержащей антиметаболит искомой аминокислоты (например, фенилаланина). Антиметаболит должен одновременно тормозить рост микроба. При наличии в крови младенца большого количества фенилаланина антиметаболит разрушается и микробы начинают бурно расти. Меняя антиметаболиты, можно диагностировать наличие в крови определенных аминокислот и углеводов (лейцина,гистидина, фруктозы, галактозы и др.). Клиникогенеалогический метод Он заключается в построении родословных и прослеживании передачи определенной болезни в ряду поколений. Он проводится во всех случаях, когда возникает подозрение на наследственную болезнь. Метод позволяет установить: 1)является ли болезнь наследственной (по проявлению его у родственников); 2)тип и характер наследования (доминантный или рецессивный, аутосомный или гоносомный); 3)зиготность лиц родословной (гомо- или гетерозиготы); 4)пенетрантность гена (частота его проявления); вероятность рождения ребенка с наследственной патологией (генетический риск). Этапы генеалогического анализа: сбор данных обо всех родственниках обследуемого; построение родословной; анализ родословной и выводы. Аутосомно-доминантный тип наследования характеризуется следующими признаками: 1)больные в каждом поколении; 2)больной ребенок у больных родителей; 3)болеют в равной степени мужчины и женщины; 4)проявление болезни наблюдается по вертикали и горизонтали; 5)вероятность наследования 100 % (если хотя бы один родитель гомозиготен), 75 % (если оба родителя гетерозиготны) и 50 % (если один родитель гетерозиготен). Аутосомно-рецессивный тип наследования характеризуется следующими признаками: 1)больные не в каждом поколении; 2)больной ребенок (гомозигота) рождается у здоровых родителей (гетерозигот); 3)болеют в равной степени мужчины и женщины; 4)проявление болезни наблюдается по горизонтали; 5)вероятность наследования 25 % (если оба родителя гетерозиготны), 50 % (если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному признаку) и 100 % (если оба родителя рецессивные гомозиготы). Вероятность наследования болезни аутосомно-рецессивного типа составляет 25 %, т. к. вследствие тяжести заболевания большинство больных не доживают до детородного возраста или не вступают в брак. Так наследуются фенилкетонурия, серповидно-клеточная анемия, муковисцидоз, галактоземия, болезнь Вильсона-Коновалова, адреногенитальный синдром, мукополисахаридозы и др. Х-сцепленный рецессивный тип наследования характеризуется следующими признаками: 1)больные появляются не в каждом поколении; 2)больной ребенок рождается у здоровых родителей; 3)болеют преимущественно мужчины; проявление болезни наблюдается преимущественно по горизонтали; 4)вероятность наследования у 25 % всех детей, в том числе у 50 % мальчиков; здоровые мужчины не передают болезни. Так наследуются гемофилия, дальтонизм, умственная отсталость с ломкой Х-хромосомой, мышечная дистрофия Дюшенна, синдром Леша-Найхана и др. Х-сцепленный доминантный тип наследования сходен с аутосомно-доминантным, за исключением того, что мужчина передает этот признак только дочерям. Примером такого заболевания является особая форма рахита, устойчивая к лечению витамином D. Голандрический тип наследования характеризуется следующими признаками: больные во всех поколениях; болеют только мужчины; у больного отца больны все его сыновья; вероятность наследования у мальчиков 100 %.Так наследуются некоторые формы ихтиоза, обволошенность наружных слуховых проходов и средних фаланг пальцев, некоторые формы синдактилии (перепонки между пальцами ног) и др. Лекция 4 Классификация хромосомных болезней Хромосомные болезни - это большая группа врожденных наследственных болезней. По данным цитогенетических исследований среди новорожденных детей частота хромосомной патологии составляет 0,6-1,0%. Все хромосомные болезни могут быть разделены на 3 большие группы: 1) связанные с нарушением плоидности; 2) обусловленные нарушением числа хромосом; 3) связанные с изменением структуры хромосом. Аномалии хромосом, связанные с нарушением плоидности, представлены триплоидией и тетраплоидией, которые встречаются преимущественно в материале спонтанных абортусов. Отмечены лишь единичные случаи рождения детей-триплоидов с тяжелыми ВПР, несовместимыми с нормальной жизнедеятельностью. Причины: 1) как вследствие дигении (оплодотворение диплоидной яйцеклетки гаплоидным сперматозоидом), 2) диандрии (обратный вариант) 3)диспермии (оплодотворение гаплоидной яйцеклетки двумя сперматозоидами). Хромосомные болезни, связанные с нарушением числа отдельных хромосом в наборе: 1) моносомией хромосоме X (синдром Шерешевского-Тернера), 2) трисомией (тремя гомологами). Хромосомные болезни, связанные с нарушением структуры хромосом, как правило, они возникают в результате структурных перестроек хромосом, имеющихся в половых клетках родителей, которые вследствие нарушения процессов рекомбинации в мейозе приводят к утрате или избытку фрагментов хромосом, вовлеченных в перестройку. Синдром Дауна (трисомия хромосомы 21). Впервые описан в 1866 году английским врачом Дауном. Популяционная частота составляет 1: 600-700 новорожденных детей. Частота рождения детей с данным синдромом зависит от возраста матери и резко увеличивается после 35 лет. Причина: нерасхождения хромосом в мейозе у родителей Кариотип больных синдромом Дауна женского и мужского пола - 47,ХХ (+21) и 47,ХУ (+21). В 3-4% наблюдений регистрируется транслокационный вариант синдрома Дауна: 46, ХХ t (21/13)или 15. Транслокации могут наследоваться. При транслокации 21/21, независимо от того имеется она у матери или отца, риск рождения ребенка с синдромом Дауна равен 100%. Отмечены мозаичные формы синдрома (2%).Основными диагностическими признаками синдрома являются: типичное плоское лицо, монголоидный разрез глаз, эпикант, открытый рот, макроглоссия и аномалии зубов, короткий нос и плоская переносица, избыток кожи на шее, короткие конечности, поперечная четырех-пальцевая ладонная складка (обезьянья борозда). Из пороков внутренних органов часто отмечаются врожденные пороки сердца и желудочно-кишечного тракта, которые и определяют продолжительность жизни больных. Умственная отсталость обычно средней степени тяжести. Дети с синдромом Дауна часто ласковые и привязчивые, послушные и внимательные Синдром Эдвардса (трисомия 18). Частота среди новорожденных, в среднем, составляет 1:3000. Описан в 1960 году. Цитогенетически в большинстве случаев представлен целой трисомией 18. Кроме того, встречаются и мозаичные формы, а транслокации наблюдаются очень редко. Причина: гаметическая мутация одного из родителей, чаще по материнской линии. Кариотип больных синдромом Эдвардса: 47,ХХ,18+ и 47,ХУ,18+. Продолжительность жизни больных составляет не более года. В периоде внутриутробного развития синдрома Эдвардса может быть выявлен при проведении биохимического скрининга беременных во II-м триместре по резкому снижению в сыворотке крови уровня хорионического гонадотропина, что является косвенным признаком наличия синдрома Эдвардса у плода. Для подтверждения диагноза синдрома Эдвардса и дальнейшего медико-генетического прогнозирования состояния здоровья будущего потомства родителей показано пренатальное кариотипирование плода. Основными диагностическими признаками синдрома являются: новорождённые оказываются либо недоношенными, либо маленькими для своего возраста, с гипоплазией скелетной мускулатуры и подкожной жировой клетчатки. Часто проявляется микроцефалия, низко посаженные уродливые уши и расщелина губы или нёба. Достаточно часто наблюдается отсутствие складки на мизинце, особый характер расположения кожных гребней на кончиках пальцев. Нередко наблюдается укорочение или даже отсутствие большого пальца на ногах, косолапость, синдактилия. Могут иметь место дефекты межжелудочной перегородки, открытый артериальный проток, дефекты межпредсердной перегородки, аномалии клапанов лёгочной артерии и аорты, врождённые аномалии лёгких, диафрагмы, почек и мочеточников, грыжи, складки на шее. Больные живут несколько месяцев, а у тех, кто всё же выживает, выявляется тяжелая умственная отсталость. Синдром Клейнфельтера. Описан в 1942 году. Популяционная частота 1 на 1000 мальчиков. Кариотип больного: 47.XXY; 48.XXYY; 48.XXXY; 49.XXXXY. Отмечены как полные, так и мозаичные формы. Синдром Клейнфельтера наблюдается только у мужчин. Бесплодие, атрофия яичек, а также олигоспермия (маленький объем эякулята) и азооспермия (отсутствие сперматозоидов в сперме) выявляемые при исследовании спермограммы, гинекомастия и нередко умственная отсталость. Юноши с синдромом Клейнфельтера нередко отличаются от сверстников высоким ростом и несоответствием роста с размером размаха рук, который иногда превышает рост не менее чем на 10 см, евнухоидным телосложением (длинные ноги, высокая талия, относительно широкий таз) со склонностью к ожирению. Половой член нормальных размеров, яички опущены в мошонку, но мягкие на ощупь и очень маленькие. Диаметр яичек редко превышает 1,5 см. У здорового мужчины эта величина равна 5 см. Поскольку ведущим клиническим симптомом синдрома Клейнфельтера является бесплодие, наличие подобных симптомов служит основанием для исследования кариотипа пациента. Синдром полисомии Y-хромосомы. Популяционная частота 1 на 1000 мальчиков. Цитогенетически отмечены полные и мозаичные формы. Большинство индивидов по физическому и умственному развитию не отличается от здоровых. Обычно они высокого роста и в 50% случаев могут иметь нормальное потомство. При данном синдроме имеются некоторые особенности поведения: склонность к агрессии, асоциальному поведению, гомосексуализму. Синдром Шерешевского-Тернера. Частота синдрома Шерешевского-Тернера равна 1: 3000, а при росте взрослых женщин 130-145 см эта частота возрастает до 1:14. Кариотип: 45,Х; мозаицизм 45,X/46,XY составляет 2-5% от всех больных. При этом течение заболевания в значительной степени зависит от того, какая именно Х-хромосома утрачена -материнская или отцовская. При потере материнской Х-хромосомы может происходить прекращение развития зародыша и его спонтанная элиминация (удаление) уже на стадии эмбриогенеза в 1-м триместре беременности матери. Если этого не происходит, у плода развиваются тяжелые нарушения сердечно-сосудистой системы. В случае потери отцовской Х-хромосомы врожденные пороки, как правило, отсутствуют и умственное развитие больных девочек более сохранное, чем в первом случае. Основными клиническими признаками заболевания являются: нанизм, крыловидные кожные складки на шее, короткая шея с низкой линией роста волос, отеки кистей и стоп новорожденных, бочкообразная грудная клетка, вальгусная девиация коленных и локтевых суставов. У больных выявляются первичная аменорея и половой инфантилизм, бесплодие, гиперпигментация кожи, снижение зрения и слуха. Часто встречаются врожденные пороки сердца и почек. Интеллектуальное развитие в пределах нормы. Синдром Патау (трисомия по хромосоме 13). Впервые описан в 1960 году. Популяционная частота 1 на 7800. Цитогенетические варианты различны: 47,ХУ,13+ (нерасхождение хромосом в мейозе, в 80% случаев у матери), транслокационный вариант (робертсоновские транслокации D/13 и G/13), мозаичные формы. Для синдрома Патау характерны следующие диагностические признаки: микроцефалия, расщелина верхней губы и неба, низко посаженные деформированные ушные раковины, микрогения, полидактилия, выпуклые ногти, поперечная ладонная складка, стопа-качалка. Из пороков внутренних органов врожденные пороки сердца (дефекты перегородок и крупных сосудов), незавершенный поворот кишечника, дивертикул Меккеля, поликистоз почек, удвоение мочеточника. Наблюдается крипторхизм, гипоплазия наружных половых органов, удвоение матки и влагалища. Глубокая идиотия. Дети, в основном, умирают в возрасте до 1 года, чаще в первые 2-3 месяца жизни. Половой хроматин — особые хроматиновые тельца клеточных ядер особей женского пола у человека и других млекопитающих. Половой хроматин образован одной из Х-хромосом женского кариотипа и может быть выявлен в любой ткани человека (в клетках слизистых оболочек, кожи, крови, биопсированной ткани). Наиболее простым исследованием полового хроматина является исследование его в клетках эпителия слизистой оболочки полости рта. Взятый шпателем соскоб со слизистой оболочки щеки помещают на предметное стекло, окрашивают ацетоорсеином и анализируют под микроскопом 100 светлоокрашенных клеточных ядер, подсчитывая, сколько из них содержат половой хроматин. В норме он встречается в среднем в 30—40% ядер у женщин и не обнаруживается у мужчин (рис. 2). Половой хроматин изучают при цитологическом определении пола (например, при гермафродитизме); для выявления хромосомных болезней. Цитогенетический метод Позволяет изучать: 1)кариотип (плоидность, количество хромосом в отдельных парах); 2)структуру хромосом; 3)выявлять хромосомные абберации; 4)составлять генетические карты хромосом и идиограммы; 5)выявлять геномные мутации; 6)пол организма. Исследуют, как правило, метафазные хромосомы, применяя специальные методы окрашивания хромосом. Лекция 5. Популяционная структура человечества Малые популяции, численность которых не превышает 1500-4000 человек, называют демами. Они характеризуются высокой частотой родственных браков (80%-90%). Еще меньше человеческие популяции с численностью не более 1500 человек называют изолятами, в которых родственные браки составляют свыше 90%. Популяционно-статистический метод Позволяет определить генетическую структуру популяций (частоты генов и генотипов в популяциях человека);частоты фенотипов; исследуются факторы среды, изменяющие генетическую структуру популяции. В основе метода лежит закон Харди-Вайнберга: частоты генов и генотипов в многочисленных популяциях, обитающих в неизменных условиях, и при наличии панмиксии (свободных скрещиваний) на протяжении ряда поколений остаются постоянными. p2 +2pq + q2 = 1 где p2 — доля гомозигот по одному из аллелей; p — частота этого аллеля; q2 — доля гомозигот по альтернативному аллелю; q — частота соответствующего аллеля; 2pq — доля гетерозигот. Идеальная популяция должна характеризоваться следующими особенностями: бесконечно большой величиной, свободным скрещиванием (панмиксия), отсутствием мутаций по данному гену, отсутствием миграций в популяцию и из неё, отсутствием отбора (по признаку, кодируемому данным геном). Близнецовый метод Позволяет определить роль генотипа и среды в проявлении признаков. Различают моно- и дизиготных близнецов. Монозиготные (однояйцовые) близнецы развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Они имеют совершенно одинаковый генотип, но могут отличаться по фенотипу, что обусловлено воздействием факторов внешней среды. Монозиготные близнецы имеют большую степень сходства которые определяются в основном генотипом. Например, они всегда однополы, у них одинаковые группы крови по разным системам (АВО,Rh,MN), одинаковый цвет глаз, однотипны дерматоглифические узоры на пальцах и ладонях и др. Дизиготные (двуяйцевые) близнецы развиваются после оплодотворения сперматозоидами нескольких одновременно созревших яйцеклеток. Такие близнецы имеют разный генотип, и их фенотипические отличия обусловлены как генотипом, так и факторами внешней среды. Процент сходства близнецов по изучаемому признаку называется конкордантностью, а процент различия- дискордантностью. Для оценки роли наследственности и среды в развитии того или иного признака используют формулу Хольцингера: КМБ% - КДБ% Н= 100%-КДБ%, где Н-доля наследственности, КМБ-конкордантность монозиготных близнецов, КДБ- конкордантность дизиготных близнецов. К факторам популяционной динамики относятся: дрейф генов, естественный отбор, .мутационный процесс и .миграции, а также инбридинг, брачная ассортативность, эффект основателя и др. Дрейф генов - это случайное изменение частот генов в поколениях, связанное с ограниченностью численности популяций. Чем меньше размер популяции, тем более выражен дрейф генов. Поэтому наиболее эффективно дрейф генов проявляется относительно небольших по численности изолированных популяциях. |