Биохимический метод изучения. Биохимический метод исследования

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.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА, методы количественного определения неорганических и органических веществ, основанные на использовании процессов с участием биологических компонентов (ферментов, антител и др.). Аналитический сигнал - конечную концентрацию одного из продуктов реакции либо начальную скорость процесса, положенного в основу методики определения, регистрируют главным образом спектрофотометрическими, люминесцентными, электрохимическими методами. Наиболее распространены ферментативные и иммунохимические биохимические методы анализа.

В ферментативных методах используют зависимость скорости химической реакции, катализируемой ферментом, от концентраций реагирующих веществ и фермента. Достоинства ферментативных биохимических методов анализа: высокая чувствительность, селективность, экспрессность и мягкие условия (25-37 °С, pH 5-10) проведения анализа. Предел обнаружения, нижняя и верхняя границы определяемых содержаний компонентов зависят от кинетических характеристик используемой индикаторной ферментативной реакции и, главным образом, каталитической активности фермента, от способа детектирования аналитического сигнала. Высокая селективность ферментативных биохимических методов анализа обусловлена образованием фермент-субстратного комплекса, требующим структурного соответствия субстрата активному центру фермента. С помощью ферментативных биохимических методов анализа определяют ферменты, субстраты, кофакторы и коферменты, активаторы и ингибиторы ферментов. Известны многочисленные высокочувствительные (нижние границы определяемых содержаний 10 -9 -10 -6 моль/дм 3) и селективные ферментативные биохимические методы анализа определения ионов металлов, неорганических анионов, пестицидов, фенолов, аминокислот, метаболитов, мутагенов, канцерогенов и других биологически активных соединений. Для создания биосенсоров, ферментных реакторов, разработки простых и экспрессных тест-методов определения токсикантов используют иммобилизованные ферменты. Высокая стабильность, возможность многократного использования иммобилизованных ферментов повышают экономичность, экспрессность анализа, позволяют его автоматизировать. Ферментативные биохимические методы анализа применяют в анализе объектов медицины (биологических жидкостей, тканей живых организмов), окружающей среды (природных и сточных вод, почв, воздуха, тканей растений), пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, для непрерывного контроля микробиологических и биохимических процессов.

Иммунохимические методы основаны на специфическом связывании определяемого соединения - антигена - соответствующими антителами. Малые концентрации комплекса антиген - антитело определяют, вводя в один из компонентов системы метку, детектируемую соответствующим инструментальным методом. Детектируемый сигнал пропорционален концентрации антигена. Используют изотопные, флуоресцентные, парамагнитные, ферментные метки. Анализ с использованием ферментной метки - иммуноферментный анализ - сочетает высокую чувствительность определения метки (предел обнаружения менее 10 -12 моль/дм 3) с уникальной специфичностью иммунохимического анализа. Иммунохимические биохимические методы анализа применяют для определения белков, пестицидов, гормонов, стероидов, наркотических и лекарственных средств, вирусов и клеток. Достоинства иммунохимического биохимического метода анализа: высокая чувствительность и специфичность определения, возможность использования малых объёмов анализируемой пробы (5-50 мкл). Время анализа - несколько минут. Разработаны диагностические иммуноферментные тест-системы для экспресс-определения биологически активных соединений в медицине, ветеринарии, микробиологической, фармакологической, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, в объектах окружающей среды.

Лит.: Долманова И. Ф., Угарова Н. Н. Ферментативные методы анализа // Журнал аналитической химии. 1980. Т. 35. Вып. 8; Кулис Ю. Ю. Аналитические системы на основе иммобилизованных ферментов. Вильнюс, 1981: Теория и практика иммуноферментного анализа. М., 1991.

Основной метод генетики - гибридологический (скрещивание определенных организмов и анализ их потомства, этот метод использовал Г.Мендель).

Гибридологический метод не подходит для человека по морально-этическим соображениям, а так же из-за малого количества детей и позднего полового созревания. Поэтому для изучения генетики человека применяют косвенные методы.

1) Генеалогический - изучение родословных. Позволяет определить закономерности наследования признаков, например:

• если признак проявляется в каждом поколении, то он доминантный (праворукость)
• если через поколение - рецессивный (голубой цвет глаз)
• если чаще проявляется у одного пола - это признак, сцепленный с полом (гемофилия, дальтонизм)

2) Близнецовый - сравнение однояйцевых близнецов, позволяет изучать модификационную изменчивость (определять воздействие генотипа и среды на развитие ребенка).

Однояйцевые близнецы получаются, когда один зародыш на стадии 30-60 клеток делится на 2 части, и каждая часть вырастает в ребенка. Такие близнецы всегда одного пола, похожи друг на друга очень сильно (потому что у них совершенно одинаковый генотип). Отличия, которые возникают у таких близнецов в течение жизни, связаны с воздействием условий окружающей среды.

Разнояйцевые близнецы (не изучаются в близнецовом методе) получаются, когда в половых путях матери одновременно оплодотворяются две яйцеклетки. Такие близнецы могут быть одного или разного пола, похожи друг на друга как обычные братья и сестры.

3) Цитогенетический - изучение под микроскопом хромосомного набора - числа хромосом, особенностей их строения. Позволяет выявлять хромосомные болезни. Например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя 21-ая хромосома.

4) Биохимический - изучение химического состава организма. Позволяет узнать, являются ли пациенты гетерозиготами по патологическому гену. Например, гетерозиготы по гену фенилкетонурии не болеют, но в их крови можно обнаружить повышенное содержание фенилаланина.

5) Популяционно-генетический - изучение доли различных генов в популяции. Основа на законе Харди-Вайнберга. Позволяет расчитать частоту нормальных и патологичнеских фенотипов.

Выберите один, наиболее правильный вариант. С помощью какого метода выявляется влияние генотипа и среды на развитие ребенка
1) генеалогического
2) близнецового
3) цитогенетического
4) гибридологического

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Близнецовый метод исследования используют
1) цитологи
2) зоологи
3) генетики
4) селекционеры
5) биохимики

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генетики, используя генеалогический метод исследования, составляют
1) генетическую карту хромосом
2) схему скрещивания
3) родословное древо
4) схему предковых родителей и их родственные связи в ряде поколений
5) вариационную кривую

Ответ

1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод исследования используют для установления
1) доминантного характера наследования признака
2) последовательности этапов индивидуального развития
3) причин хромосомных мутаций
4) типа высшей нервной деятельности
5) сцепленности признака с полом

Ответ

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод позволяет определить
1) степень влияния среды на формирование фенотипа
2) влияние воспитания на онтогенез человека
3) тип наследования признака
4) интенсивность мутационного процесса
5) этапы эволюции органического мира

Ответ

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод используют для определения


3) закономерностей наследования признаков
4) числа мутаций
5) наследственного характера признака

Ответ

4. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод используют для
1) изучения влияния воспитания на онтогенез человека
2) получения генных и геномных мутаций
3) изучения этапов эволюции органического мира
4) выявления наследственных заболеваний в роду
5) исследования наследственности и изменчивости человека

Ответ

5. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Генеалогический метод используют для определения
1) степени влияния факторов среды на формирование признака
2) характера наследования признака
3) вероятности передачи признака в поколениях
4) структуры хромосом и кариотипа
5) частоты встречаемости патологичного гена в популяции

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Основной метод изучения закономерностей наследования признаков
1) генеалогический
2) цитогенетический
3) гибридологический
4) близнецовый

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Для определения характера влияния генотипа на формирование фенотипа у человека анализируется характер проявления признаков
1) в одной семье
2) в больших популяциях
3) у идентичных близнецов
4) у разнояйцовых близнецов

Ответ

Установите соответствие между характеристикой и методом: 1) цитогенетический, 2) генеалогический. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) исследуется родословная семьи
Б) выявляется сцепление признака с полом
В) изучается число хромосом на стадии метафазы митоза
Г) устанавливается доминантный признак
Д) определяется наличие геномных мутаций

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Метод, позволяющий изучать влияние условий среды на развитие признаков
1) гибридологический
2) цитогенетический
3) генеалогический
4) близнецовый

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой метод генетики используют для определения роли факторов среды в формировании фенотипа человека
1) генеалогический
2) биохимический
3) палеонтологический
4) близнецовый

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой метод используют в генетике при изучении геномных мутаций
1) близнецовый
2) генеалогический
3) биохимический
4) цитогенетический

Ответ

1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Цитогенетический метод используют для определения
1) степени влияния среды на формирование фенотипа
2) наследования сцепленных с полом признаков
3) кариотипа организма
4) хромосомных аномалий
5) возможности проявления признаков у потомков

Ответ

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Цитогенетический метод позволяет изучить у человека
1) наследственные заболевания, связанные с геномными мутациями
2) развитие признаков у близнецов
3) особенности обмена веществ его организма
4) его хромосомный набор
5) родословную его семьи

Ответ

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Цитогенетический метод исследования генетики человека
1) основан на составлении родословных человека
2) используется для изучения характерна наследования признака
3) заключается в микроскопическом исследовании структуры хромосом и их количества
4) используется для выявления хромосомных и геномных мутаций
5) помогает установить степень влияния среды на развитие признаков

Ответ

Все приведённые ниже методы исследования, кроме двух, используются для изучения наследственности и изменчивости человека. Определите эти два метода, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) генеалогически
2) гибридологический
3) цитогенетический
4) экспериментальный
5) биохимический

Ответ

Выберите из текста три предложения, которые дают верную характеристику методам исследования генетики и наследственности человека. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Генеалогический метод, используемый в генетике человека, основан на изучении родословного древа. (2) Благодаря генеалогическому методу был установлен характер наследования конкретных признаков. (3) Близнецовый метод позволяет прогнозировать рождение однояйцевых близнецов. (4) При использовании цитогенетического метода устанавливают наследование у человека групп крови. (5) Характер наследования гемофилии (плохой свёртываемости крови) был установлен путём анализа родословных как Х-сцепленный рецессивный ген. (6) Гибридологический метод позволяет изучить распространение болезней по природным зонам Земли.

Ответ

Ниже приведен перечень методов генетики. Все они, кроме двух, относятся к методам генетики человека. Найдите два термина, «выпадающих» из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) близнецовый
2) генеалогический
3) цитогенетический
4) гибридологический
5) индивидуального отбора

Ответ

1. Выберите два верных варианта ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Биохимический метод исследования используется для:
1) изучения кариотипа организма
2) установления характера наследования признака
3) диагностике сахарного диабета
4) определения дефектов ферментов
5) определения массы и плотности органоидов клетки

Ответ

2. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Биохимический метод исследования используется для
1) определения степени влияния среды на развитие признаков
2) изучения обмена веществ
3) изучения кариотипа организма
4) исследования хромосомных и геномных мутаций
5) уточнения диагнозов сахарного диабета или фенилкетонурии

Ответ

1. Выберите три варианта. Сущность гибридологического метода заключается в
1) скрещивании особей, различающихся по нескольким признакам
2) изучении характера наследования альтернативных признаков
3) использовании генетических карт
4) применении массового отбора
5) количественном учёте фенотипических признаков потомков
6) подборе родителей по норме реакции признаков

Ответ

2. Выберите два верных ответа. К особенностям гибридологического метода относят
1) подбор родительских пар с альтернативными признаками
2) наличие хромосомных перестроек
3) количественный учёт наследования каждого признака
4) определение мутантных генов
5) определение числа хромосом в соматических клетках

Ответ

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. В генетике человека используют методы
1) цитогенетический
2) генеалогический
3) индивидуального отбора
4) гибридологический
5) полиплоидизации

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Для изучения наследственных болезней человека исследуют клетки околоплодной жидкости методами
1) цитогенетическим
2) биохимическим
3) гибридологическим
4) физиологическим
5) сравнительно-анатомическим

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Популяционно-статистический метод исследования генетики человека используется для
1) расчета частоты встречаемости нормальных и патологических генов
2) изучения биохимических реакций и обмена веществ
3) предсказания вероятности генетических аномалий
4) определения степени влияния среды на развитие признаков
5) изучения структуры генов, их количества и расположения в молекуле ДНК

Ответ

Установите соответствие между примерами и методами выявления мутаций: 1) биохимический, 2) цитогенетический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) утрата Х-хромосомы
Б) образование бессмысленных триплетов
В) появление дополнительной хромосомы
Г) изменение структуры ДНК в пределах гена
Д) изменение морфологии хромосомы
Е) изменение числа хромосом в кариотипе

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Близнецовый метод исследования генетики человека используется для
1) изучения характера наследования признака
2) определения степени влияния среды на развитие признаков
3) предсказания вероятности рождения близнецов
4) оценки генетической предрасположенности к различным заболеваниям
5) расчета частоты встречаемости нормальных и патологических генов

Ответ

Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. В генетике используют
1) конвергентное сходство особей
2) гибридологический анализ
3) скрещивание особей
4) искусственный мутагенез
5) центрифугирование

Ответ

Проанализируйте таблицу «Методы изучения наследственности человека». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) установление характера наследования различных признаков
2) микроскопическое исследование числа и структуры хромосом
3) биохимический метод
4) цитогенетический метод
5) близнецовый метод
6) изучение родственных связей между людьми
7) изучение химического состава крови
8) выявление нарушения обмена веществ

Ответ

© Д.В.Поздняков, 2009-2019

Для определения врожденного гипотереоза в крови ребенка на 3 день жизни определяют уровень тироксина. Просеивающая программа массовой диагностики наследственных болезней применяются не только среди новорожденных. Они могут быть организованны для выявления тех болезней которые распространены в каких либо группах населения. Например с США организована просеивающая биохимическая программа по выявлению гетерозиготнвх носителей идиотии Тей-Сакса (она чаще встречается среди евреев-ашкенази). На Кипре и в Италии организовано биохимическое исследование гетерозиготных несителей талассемии .

Селективные диагностические программы предусматривают проверку биохимических аномалий обмена у пациентов с подозрением на генные наследственные болезни.

В селективных программах могут использоваться простые качественные реакции (например, тест с хлоридом железа для выявления фенилкетонурии или тест с динитрофенилгидрозином для выявления кетокислот в моче) или более точные методы. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать наследственные нарушения обмена аминокислот и мукополисахаридов. С помощью электрофореза гемоглобинов диагностируется вся группа гемоглобинопатий .

На сегодняшний день в нашей стране внедрена программа обязательного селективного скрининга на определение наследственных болезней обмена веществ, с проведением 14ти тестов анализов мочи и крови: на белок, кетокислоты , цистин и т.д. На втором этапе, применяя методы тонкослойной хроматографии мочи и крови, можно выявить более 140 наследственных болезней обмена веществ, такие как болезни углеводного обмена, лизосомальные болезни накопления, болезни обмена металлов, аминоацидопатии и т.д.

Широкое применение нашел биохимический метод в пренатальной диагностике врожденных пороков развития. Биохимические методы включают определение уровня альфа- фетопротеина, хорионического ганадотропина в сыворотке крови беременной. Эти методы являются просеивающими для выявления врожденных пороков развития. Например, при дефектах невральной трубки повышается уровень альфа-фетопротеина.

Цитогенетический метод.

Цитогенетический метод, основанный на изучении количества и структуры хромосом в норме и при патологии.

Основными показаниями для цитогенетического исследования являются:

1) пренатальная диагностика пола плода в семьях, отягощенных заболеваниями, сцепленными с Х-хромосомой;

2) недифференцированная олигофрения (слабоумие);

3) привычные выкидыши и мертворождения;

4) множественные врожденные пороки развития у ребенка;

5) бесплодие у мужчин;

6) нарушение менструального цикла (первичная аменорея);

7) пренатальная диагностика при возрасте матери старше 35 лет.

Этот метод стал широко применяться в медицинской практике с 1956 года, когда Тио и Леван определили, что у человека 46 хромосом. Первая классификация хромосом человека, предложенная в Денвере заложила основу для последующих номенклатур хромосом.

Наиболее современной считается Международная система цитогенетической номенклатуры хромосом человека сокращенно ISCN , принятая в Вашингтоне в 1995 году.

Согласно последней номенклатуре в хромосоме длинное плечо обозначают q , а короткое p. В каждом районе хромосомы полосы и сегменты пронумерованы последовательно от центромеры к теломере. Использование метода дифференциального окрашивания хромосом позволяет выделять индивидуальный рисунок каждой хромосомы вследствие того, что в хромосоме участки эу- и гетерохроматина по-разному окрашиваются красителями.

Объектами для цитогенетического исследования служат метафазные хромосомы, которые можно изучать с помощью прямых и непрямых методов.

Прямые - это методы получения препаратов делящихся клеток без культивирования, их используют для изучения клеток костного мозга и клеток опухолей. Непрямые методы - это методы получения препаратов хромосом из культивированных в искусственных питательных средах, например, при культивировании лимфоцитов периферической крови человека.

С помощью непрямых методов возможно проводить: кариотипирование - определение количества и качества хромосом; генетический пол организма; диагностику геномных мутаций и хромосомных аберраций. Например, синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Патау (трисомия по 13-й хромосоме), синдром Эдвардса (трисомия по 18-й хромосоме), синдром «кошачьего крика» (делеция 5-й хромосомы), синдром Вольфа-Хиршхорна (частичная моносомия 4-й хромосомы).

Для изучения половых хромосом, в частности Y-хромосомы, используют специальную окраску акрихиниприт (флюоресцирующая) и исследование проводят в ультрафиолетовом свете. Y-хроматин - это сильно светящаяся точка, обнаруживается в ядрах клеток мужского организма, и число Y-телец соответствует числу Y-хромосом в кариотипе. Окончательный диагноз хромосомной болезни выставляется только после исследования кариотипа.

Чтобы быстро определить изменения числа половых хромосом применяют экспресс-метод определения полового хроматина. Половой хроматин или тельце Барра представляет собой одну из двух X-хромосом, причем в инактивированном виде. Оно выявляется в виде сгустка треугольной или овальной формы около внутренней мембраны ядерной оболочки. В норме половой хроматин обнаруживается только у женщин. При увеличении числа Х-хромосом увеличивается и количество телец Барра. При уменьшении числа Х-хромосом (синдром Шерешевского-Тернера, кариотип 45 ХО) тельце Барра отсутствует. В норме у мужчин половой хроматин не обнаруживается, его наличие может свидетельствовать о синдроме Клайнфельтера (кариотип 47 ХХY).

Цитогенетический метод применяют для пренатальной диагностики наследственных заболеваний. Для этого проводят амниоцентез, получают амниотическую жидкость с клетками кожи плода, затем клеточный материал исследуют для дородовой диагностики хромосомных аберраций и геномных мутаций, а также пола плода. Обнаружение изменение количества и структуры хромосом дает возможность своевременного прерывания беременности с целью предупреждения потомства с грубейшими аномалиями развития.

Биохимический анализ крови -- это лабораторный метод исследования, использующийся в медицине, который отражает функциональное состояние органов и систем организма человека. Он позволяет определить функцию печени, почек, активный воспалительный процесс.

Определение биохимических показателей крови

Определение биологических показателей крови позволяет оценить работу гепатобилиарной и сердечно - сосудистой систем. Отравление химическими веществами сказывается, прежде всего, на таких органах, как печень, почки и сердце.

· Определение аланинаминотрансферазы (АЛТ)

Клеточный фермент, участвующий в обмене аминокислот. АЛТ содержится в тканях сердца, печени, почек, нервной ткани, скелетной мускулатуры и других органов. Благодаря высокому содержанию в тканях этих органов, анализ крови Повышенное содержание: при застойной желтухе, остром гепатите, циррозе, сердечном приступе, раке печени, гемолитической желтухе, травме.

Принцип метода: Определение проводится на биохимическом анализаторе фирмы Stat-fax 1300. Используется кинетический метод согласно рекомендациям IFCC (Международная Федерация по Клинической Химии). В качестве субстрата применяется 2-оксоглутарат в присутствии ТРИС буфера (рН 7,5).

· Определение аспартатаминотрансферазы (ACT)

АСТ-фермент, используемый для оценки функции печени. Норма АСТ в крови: для женщин - до 31 Ед/л; для мужчин норма АСТ - до 37 Ед/л. Повышается уровень АлАт при инфаркте миокарда, поражениях сердечной и соматической мускулатуры.

Принцип метода: Определение проводится на биохимическом анализаторе фирмы Human Autohumalyzer - 900 plus. Используется кинетический метод согласно рекомендациям IFCC (Международная Федерация по Клинической Химии). В качестве субстрата применяется 2-оксоглутарат в присутствии ТРИС буфера (рН 7,8).

· Определение глутамилтранспептидазы(ГГТ)

Активность ГГТ изменяется раньше всех остальных ферментов при развитии патологии печени. Наиболее высокие значения фермент принимает при развитии синдрома холестаза, когда нарушается нормальный пассаж желчи по желчным протокам в результате препятствий, вызванных конкрементом, воспалением, стриктурой, опухолью. Острый вирусный гепатит, токсическое, радиационное поражение печени (ГГТ дает возможность ранней диагностики).

Принцип метода: Определение проводится на биохимическом анализаторе фирмы Human Autohumalyzer - 900 plus. Используется кинетический колориметрический метод по Persijn & van der Slik. В качестве субстрата применяется L-гамма-глутамил-З-карбокси-4-нитроанилид в присутствии ТРИС буфера (рН 8,25).

· Определение щелочной фосфатазы (ЩФ)

ЩФ катализирует отщепление фосфорной кислоты от ее органических соединений; название получила в связи с тем, что оптимум рН щелочной фосфатазы лежит в щелочной среде (рН 8,6-10,1). Быстро растет активность фермента при остеогенной саркоме, метастазах рака в кости, миеломной болезни, лимфогранулематозе с поражением костей. У детей щелочная фосфатаза повышена до периода полового созревания. Значительное увеличение активности щелочной фосфатазы наблюдается при холестазе. Щелочная фосфатаза в противоположность аминотрансферазам остается нормальной или незначительно увеличивается при вирусном гепатите. Резко возрастает ее активность при отравлениях алкоголем на фоне хронического алкоголизма. Она может повышаться при лекарственных назначениях, проявляющих гепатотоксический эффект.

Принцип метода: Щелочная фосфатаза (щелочная фосфогидролипаза моноэстеров ортофосфорной кислоты) расщепляет в N-метил-D-глюкаминовом буфере 4-нитрофенилфосфат с образованием 4-нитрофенола и фосфата. Щелочная фосфатаза (ЩФ) активирована хлоридом натрия. Мерой каталитической концентрации фермента является количество освобожденного 4-нитрофенола, который определяют фотометрически, либо кинетическим методом, либо методом постоянного времени после остановки ферментативной реакции ингибитором ЩФ, который блокирует активный центр фермента.

Определение билирубина.

Билирубин - желто-красный пигмент, продукт распада гемоглобина, происходящего в макрофагах селезёнки, печени и костном мозге. Анализ билирубина показывает, как работает печень человека, определение билирубина входит в комплекс диагностических процедур при многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В сыворотке крови встречается билирубин в следующих формах: прямой билирубин и непрямой билирубин. Вместе эти формы образуют общий билирубин крови. Метод определения билирубина в сыворотке крови: билирубин реагирует с диазотированной сульфаниловой кислотой (ДСК). В ходе реакции образуется продукт, окрашенный в красный цвет. Оптическая плотность продукта при 546 нм прямо пропорциональна концентрации билирубина в пробе. Растворимые в воде глюкоурониды билирубина (прямой билирубин) сразу же реагируют с ДСК, в то время как связанный с альбумином непрямой билирубин реагирует с ДСК только в присутствии акселератора. Общий билирубин = Прямой + Непрямой.

2. Метод определения билирубина по Йендрашику

Принцип: При взаимодействии сульфаниловой кислоты с азотистокислым натрием образуется диазофенилсульфоновая кислота, которая. Реагируя со сзязанным билирубином сыворотки дает розово-фиолетовое окрашивание. По интенсивности его судят о концентрации билирубина, вступающего в прямую реакцию. При добавлении к сыворотки крови кофеинового реактива несвязанный билирубин переходит в растворимое диссоциированное состояние, благодаря чему он также вызывает розово-фиолетовое окрашивание раствора со смесью диазореактивов. По интенсивности последнего фотоколориметрически определяют концентрацию общего билирубина. По разнице между общим и связанным билирубином находят содержание несвязанного билирубина, дающего непрямую реакцию.

· Определение холестерина

Определение холестерина крови -- обязательный этап диагностики заболеваний сердечно - сосудистой системы (ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда), атеросклероза и заболеваний печени.

Снижение холестерина может быть симптомом следующих заболеваний: Гипертиреоз, хроническая сердечная недостаточность, мегалобластическая анемия, острые инфекционные заболевания, терминальная стадия цирроза печени, рак печени, хронические заболевания легких, туберкулез легких.

Принцип метода: Определение проводится на биохимическом анализаторе фирмы Human Autohumalyzer - 900 plus. Холестерин определяется после ферментативного гидролиза и окисления. Образующаяся в результате этих реакций перекись водорода взаимодействует под действием пероксидазы с 4-аминофеназолом и фенолом с образованием окрашенного продукта - хинонимина. Норма холестерина до 5,2 ммоль/л.

· Холестерин ЛПВП

Холестерин липопротеидов высокой плотности или б-холестерин - единственная фракция липидов, препятствующая образованию атеросклеротических бляшек в сосудах (поэтому липопротеиды высокой плотности еще называют хорошим холестериноми и вычисляется по специальной формуле.

Антиатерогенное действие ЛПВП обусловлено их способностью транспортировать холестерин от клеток.. Определение холестерина липопротеидов высокой плотности (б-холестерин)

Принцип: Определение проводится на биохимическом анализаторе фирмы Human Autohumalyzer - 900 plus. Используется осаждающий реагент преципитант, под воздействием которого липопротеиды низкой и очень низкой плотности осаждаются фосфовольфрамовой кислотой и хлоридом магния.

ЛПВП - В составе липопротеинов Высокой Плотности (ЛПВП), холестерин удаляется из стенок сосудов и ЛПНП. В последствии ЛПВП, утилизируются в печени. ЛПВП выполняют защитную функцию и препятствуют развитию атеросклероза.

· Определение Холестерина Липопротеинов Низкой Плотности

ЛПНП (холестерин) - В составе липопротеинов Низкой Плотности (ЛПНП), холестерин долго циркулирует в кровотоке, если он, в результате нарушений, своевременно не потребляется органами и тканями, то ЛПНП, богатые холестерином, начинают откладываться в стенки сосудов, приводя к появлению атеросклеротических бляшек. Чем больше ЛПНП в крови, тем быстрее развивается атеросклеротический процесс.

Принцип: При добавлении к образцу реагента 1, защитный реагент соединяется с ЛПНП и защищает их от реакций ферментов. CHE (холестеролэстераза) и CO (холестеролоксидаза) реагируют с остальными фракциями липопротеинов. Перекись водорода, образованная в ходе реакции энзима с холестерином промежуточной плотности разлагается под действием реагента 1. При добавлении реагента 2, защитный реагент высвобождение ЛПНП из комплекса и при помощи азида натрия активизируется каталаза. В процессе второй реакции CHE и CO реагируют только с ЛПНП. Под действием окислителя с HDAOS и 4-AA в присутствии пероксидазы (POD) перекись водорода образует цветной комплекс. Интенсивность окраски голубого комплекса прямо пропорциональна содержанию ЛПНП в образце. Анализ состоит из двух этапов: удаление хиломикронов и ЛПНП и удаление ХС-ЛПВП при помощи холестеролэстеразы и ферментов оксидазы.

Для достоверной диагностики нарушений обмена холестерина, достаточно определения Общего холестерина (ОХС) и ЛПВП (Липопротеинов Высокой Плотности). На основе этих данных рассчитывается Индекс Атерогенности - Основной показатель по которому можно достоверно судить о нарушении и определить прогноз.

· Определение содержания триглицеридов (ТГ).

Триглицериды - показатель обмена липидов (жиров) в организме. Основные показания к применению: диагностика гипертриглицеридемии, оценка риска атеросклеротического поражения коронарных сосудов и ишемической болезни сердца (ИБС), нарушения жирового обмена. ТГ - являются главной формой накопления жирных кислот в организме и одним из основных источников энергии у человека. Триглицериды представляют собой основные жиры, которые присутствуют в жировой ткани. Триглицериды являются альтернативным по отношению к глюкозе источником энергии, например при голодании, когда запасы глюкозы истощены.

Принцип: Определение проводится на биохимическом анализаторе фирмы Human Autohumalyzer - 900 plus. Концентрация триглицеридов определяется после ферментативного гидролиза под действием липазы. В результате реакции образуется индикатор хинонимин из перекиси водорода, 4-аминоантипирина и 4- хлорфенола при каталитическом воздействии пероксидазы.

· Определение индекса атерогенности.

Индекс атерогенности - является одним из показателей нарушения обмена холестерина, критерием развития атеросклероза. Он показывает соотношение «вредных» фракций жиров и тех, которые, наоборот, препятствуют образованию бляшек на стенках сосудов, так называемых антиатерогенных фракций липидов.

Рассчитывается по формуле:

где Хс общий - общий холестерин, бXC - холестерин Липопротеинов Высокой Плотности.

· Определение креатинина.

Содержание креатинина в крови зависит от объема мышечной массы, поэтому, для мужчин норма креатинина, как правило, выше, чем у женщин. Так как объем мышечной ткани быстро не меняется, уровень креатинина в крови -- величина достаточно постоянная. Повышение креатинина -- симптом острой и хронической почечной недостаточности, лучевой болезни, гипертиреоза. Уровень креатинина возрастает при обезвоживании организма, после механических, операционных поражений мышц.

Концентрацию креатинина в сыворотке крови определяли по цветной реакции Яффе, основанной на принципе - в щелочной среде пикриновая кислота взаимодействует с креатинином с образованием оранжево-красной окраски, которую измеряют фотометрически на фотоэлектроколориметре ФЭК-2, определение проводят после депротеинизирования.

Расчет концентрации (С) креатина:

С = Е пробы / Е калибр * 177 (мкмоль/л),

где С - концентрация креатинина, Е пробы - оптическая плотность пробы, Е калибр - оптическая плотность калибровочной пробы.

Определение мочевины

Повышение нормы говорит о плохой выделительной работе почек и нарушении фильтрации. Нарастание содержания мочевины в крови до 16--20 ммоль/л (в расчете на азот мочевины) классифицируется как нарушение функции почек средней тяжести, до 35 ммоль/л -- как тяжелое; свыше 50 ммоль/л -- очень тяжелое, с неблагоприятным прогнозом. При острой почечной недостаточности концентрация мочевины в крови может достигать 50--83 ммоль/л.

Мочевина под действием уразы разлагается на углекислый газ, аммиак, последний в реакции с натрия салицилатом и натрия гипохлоритом в присутствие натрия нитропруссида образует окрашенный продукт, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации мочевины в пробе. 1.