Цитологический метод исследования в биологии — АНТИ-РАК

Цитогенетический метод изучения генетики человека. Кариотипический анализ. Значение метода для диагностики хромосомных заболеваний

Основной метод генетики – Гибридологический (скрещивание определенных орагнизмов 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).

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.

Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека.

Изучать нормальную морфологию хромосом и кариотипа в целом,

Определять генетический пол организма,

Диагностировать различные хромосомные болезни, связанные с изменением числа хромосом или с нарушением структуры хромосом.

В соматических клетках человека диплоидный набор хромосом, 2n=46, а в половых – гаплоидный n=23. При оплодотворении диплоидный набор хромосом восстанавливается.

В хромосоме выделяют короткое (р) и длинное (q) плечи. Концы обоих плеч хромосомы называют теломерами. В метафазе митоза хромосомы представлены двумя сестринскими хроматидами, соединенными центромерой.

В настоящее время для идентификации хромосом в соответствии с парижской номенклатурой все чаще используется дифференциальное окрашивание, которое на хромосомах дает полосы поперечной исчерченности (индивидуальная нуклеотидная последовательность, по-разному уложен хроматин), благодаря которым можно более точно идентифицировать пары гомологов.

Анализ кариотипа проводят в культуре делящихся соматических и половых клеток. Наиболее часто используют культуру клеток периферической крови, прежде всего лимфоцитов, костного мозга и фибробластов.

Для анализа кариотипа плода используют различные клеточные культуры; их выбор определяется сроком беременности (до 12 недель – используют клетки ворсин хориона, в более поздние сроки – клетки плода, выделенные из амниотической жидкости, пуповинной крови и плаценты).

Микроскопический анализ препарата.

Для описания кариотипа человека используется универсальная схема и специальные символы. Например, запись 46,хх – обозначает нормальный кариотип женщины, а 46,ху – нормальный кариотип мужчины.

При описании добавочных хромосом их номер помещают после общего числа аутосом и половых хромосом со знаком «плюс» или «минус» перед номером вовлеченной аутосомы.

Например, запись (формула) 47,ХХ 21 обозначает кариотип женщины с трисомией по 21 паре хромосом. Напротив, кариотип мужчины с экстрахромосомой Х изображают как 47,ХХY.

С помощью цитогенетического метода выявлены хромосомные мутации типа реципрокных транслокаций, робертсоновских транслокаций и делеций. Можно выявить такие болезни, как болезнь Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевского-Тернера (45 ХО) и др.

При цитологических исследованиях интерфазных ядер соматических клеток можно обнаружить так называемое тельце Барра, или половой хроматин. Оказалось, что половой хроматин в норме есть у женщин и отсутствует у мужчин.

Он представляет собой результат гетерохроматизации одной из двух Х-хромосом у женщин. Зная эту особенность, можно идентифицировать половую принадлежность и выявлять аномальное количество Х-хромосом.

Метод широко применяется в медико-генетическом консультировании для целей пренатальной диагностики хромосомных болезней. Метод пренатальной диагностики заключается в получении околоплодной жидкости, где находятся клетки плода, и в последующем биохимическом и цитологическом определении возможных наследственных аномалий. Это позволяет поставить диагноз на ранних сроках беременности.

Цитогенетические (кариотипические, кариотипические) методы используются, в первую очередь, при изучении кариотипов отдельных индивидов.

Суть этого метода заключается в изучении строения отдельных хромосом, а также особенностей набора хромосом клеток человека в норме и патологии. Удобным объектом для этого служат лимфоциты, клетки эпителия щеки и другие клетки, которые легко получать, культивировать и подвергать кариологическому анализу.

Основой цитогенетического метода является изучение морфологии отдельных хромосом клеток человека. Современный этап познания строения хромосом характеризуется созданием молекулярных моделей этих важнейших структур ядра, изучением роли отдельных компо­нентов хромосом в хранении и передаче наследственной инфор­мации.

Изменение кариотипа, как правило, связано с развитием генетических заболеваний. Благодаря культивированию клеток человека можно быстро получить достаточно большой материал для приготовления препаратов.

Цитогенетические методы используются и для описания интерфазных клеток. Например, по наличию или отсутствию полового хроматина (телец Барра, представляющих собой инактивированные X-хромосомы) можно не только определять пол индивидов, но и выявлять некоторые генетические заболевания, связанные с изменением числа X-хромосом.

Метод позволяет идентифицировать кариотип (особенность строения и число хромосом), путем записи кариограммы. Цитогенетическое исследование проводится у пробанда, его родителей, родственников или плода при подозрении на хромосомный синдром либо другое хромосомное нарушение.

Кариотипирование – цитогенетический метод — позволяющий выявить отклонения в структуре и числе хромосом, которые могут стать причиной бесплодия, другой наследственной болезни и рождения больного ребенка.

изучение кариотипа пациентов пренатальное кариотипирование — исследование хромосом плода

Цитогенетический метод изучения генетики человека. Определение Х — и У-хроматина. Значение метода для диагностики хромосомных заболеваний, связанных с нарушениями числа половых хромосом в кариотипе.

Определение Х — и Y-хроматина часто называют методом экспресс-диагностики пола. Исследуют клетки слизистой оболочки ротовой полости, вагинального эпителия или волосяной луковицы.

В ядрах клеток женщин в диплоидном наборе присутствуют две хромосомы Х, одна из которых полностью инактивирована (спирализована, плотно упакована) уже на ранних этапах эмбрионального развития и видна в виде глыбки гетерохроматина, прикреплённого к оболочке ядра.

Инактивированная хромосома Х называется половым хроматином или тельцем Барра. Для выявления полового Х-хроматина (тельца Барра) в ядрах клеток мазки окрашивают ацетарсеином и препараты просматривают с помощью обычного светового микроскопа.

Для выявления мужского Y-полового хроматина (F-тельце) мазки окрашивают акрихином и просматривают с помощью люминисцентного микроскопа. Y-хроматин выявляют в виде сильно светящейся точки, по величине и интенсивности свечения отличающейся от остальных хромоцентров. Он обнаруживается в ядрах клеток мужского организма.

Отсутствие тельца Барра у женщин свидетельствует о хромосомном заболевании — синдроме Шерешевского-Тернера (кариотип 45, Х0). Присутствие у мужчин тельца Барра свидетельствует о синдроме Кляйнфелтера (кариотип 47, ХХY).

Определение Х — и Y-хроматина — скрининговый метод, окончательный диагноз хромосомной болезни ставят только после исследования кариотипа.

Цитогенетический метод используют для изучения нормального кариотипа человека, а также при диагностике наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями.

Кроме того, этот метод применяют при исследовании мутагенного действия различных химических веществ, пестицидов, инсектицидов, лекарственных препаратов и др.

22 пар аутосом и одной пары половых хромосом (XX — у женщин, XY — у мужчин). Обычно исследуют лейкоциты периферической крови человека, которые помещают в специальную питательную среду, где они делятся.

Затем готовят препараты и анализируют число и строение хромосом. Разработка специальных методов окраски значительно упростила распознавание всех хромосом человека, а в совокупности с генеалогическим методом и методами клеточной и генной инженерии дала возможность соотносить гены с конкретными участками хромосом.

Цитологический контроль необходим для диагностики хромо — сомных болезней, связанных с ансуплоидией и хромосомными мутациями. Наиболее часто встречаются болезнь Дауна(трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевского — Тернера (45 ХО) и др.

Что выявляют во время данного анализа?

//bio-faq. ru/zubr/zubr158.html

//ifreestore. net/5298/23/

//lektsii. org/3-125821.html

Цитологический метод исследования позволяет выявить нарушения в гормональных функциях яичников. А изучение мазков, взятых с влагалищного свода и маточной шейки, позволяет обнаружить онкологические заболевания на ранних стадиях и предраковые состояния.

Кроме того, исследование позволяет выявить рак предстательной железы, мочевого пузыря, желудка, легких и иных органов. Также представляется возможным выявление гистологической формы опухолевого образования, определение распространенности злокачественного образования, распознание метастаз.

Но целью цитологического исследования является не только рак, но и аутоиммунные патологии, воспалительные, вирусные заболевания. При помощи подобного анализа также можно следить за скоростью регенерации тканей.

Главным заболеванием, следы которого ищут путем цитологического исследования – рак. Кроме того, цитология позволяет выявить предраковые состояния и следующие патологии:

  1. Инфаркты.
  2. Патологии ЦНС воспалительного характера.
  3. Зрелость плода (если проводится исследование амниотической жидкости).
  4. Заболевания незлокачественного характера (сердечная недостаточность застойного типа, туберкулез, пневмония).
  5. Присутствие вирусных антигенов и инфекционных агентов в образцах биоматериала.
  6. Процессы воспаления, в том числе различные менингиты.

Показания к проведению

Назначить цитологический метод исследования может гинеколог, онколог, хирург, терапевт. Основными показаниями для этого являются:

  • Подозрение на вирусное заражение, раковое заболевание, процесс воспаления. В этом случае исследование необходимо для уточнения предполагаемого диагноза.
  • Подтверждение онкологии при резекции тканей.
  • Отслеживание динамики терапии разнообразных патологий.
  • Контроль терапевтических результатов.
  • Профилактический скрининг.
  • Контроль состояния при наличии возможности рецидива. В обязательном порядке цитологические исследования проводятся после излечения рака.

Чем отличаются цитологический и гистологический метод исследования? Об этом ниже.

Отличие цитологического анализа от гистологического исследования заключается в том, что изучаются клетки, а не срезы тканей. А значит, заключительные выводы делаются на основе изменений, происшедших в ядре, цитоплазме, ядерно-цитоплазменном соотношении, образования комплексов и структур клеток.

Использоваться для исследования может различный биологический материал – все зависит от того, какой орган исследуется.

Биоматериал для исследования

Как правило, цитологический метод исследования (в отличие от гистологического, когда для исследования берутся части тканей, как правило, путем биопсии или их резекции) вмешательства в организм пациента не предполагает: практически все биоматериалы можно получить безболезненным способом. Исследоваться могут:

  1. Соскобы, взятые с язв, эрозированных поверхностей, свищей, ран.
  2. Мазки, смывы с цервикального канала и шейки матки. Цитологический метод исследования здесь используется чаще всего.
  3. Амниотическая жидкость.
  4. Выделения молочных желез.
  5. Секрет из предстательной железы.
  6. Моча.
  7. Мокрота.

Однако сбор некоторых биоматериалов может доставить пациенту неприятные ощущения. Но такая процедура проводится быстро, а чаще всего собрать необходимый материал удается при проведении других исследований, что исключает новые болезненные процедуры.

Инвазивный способ

Инвазивным способом происходит сбор следующих материалов для цитологического метода изучения:

  1. Пунктаты из серозных и суставных полостей (сбор происходит при помощи тонкой иглы).
  2. Цереброспинальная жидкость.
  3. Кровь.
  4. Смывы с различных органов при эндоскопии.

Кроме того, цитологическому исследованию могут подвергаться отпечатки тканей, которые были удалены в ходе операции или взяты с целью гистологического исследования.

Полученные биологические образцы могут исследоваться разными методиками.

Основные методы цитологического исследования

В различных клиниках могут применяться разные способы такого исследования, основными среди которых являются:

  1. Световая микроскопия. В основе такого метода находится анализ при помощи оптического микроскопа. Исследуемый материал должен быть прозрачным или полупрозрачным, чтобы световой луч мог проникать сквозь него. Современные световые микроскопы позволяют увеличить образец в 3 000 раз. Минусом такого метода является то, что он не позволяет исследовать клетки, размер которых менее 200 нм. Световая микроскопия позволяет рассмотреть общий план клетки, процессы ее жизненного цикла. Микроскопия бывает светлых, темных полей, люминесцентной, ультрафиолетовой. Данная методика подходит для анализа разнообразных штаммов бактерий, измененных, опухолевых клеток. Точность метода практически равна 100%.
  2. Электронная микроскопия. Проводится при помощи электронного микроскопа и позволяет получить увеличение исследуемых образцов до 500 000 раз. Кроме того, электронный микроскоп дает результаты высокой четкости (предварительно клетки протравливают специальными веществами). Данная методика дает возможность рассмотреть вирусы, строение мембран клеток, другие микрообъекты, к примеру, рибосомы, взаимодействия антигена и антител.
  3. Центрифугирование. Данная методика используется с целью детального анализа химического состава органелл клеток. Предварительно раздробленные в гомогенизаторе образцы помещают в центрифугу, после чего запускают ее вращение. Органеллы послойно оседают на дне центрифуги. После этого фракции разделяют и изучают клеточные структуры. Именно таким способом удается получить материал для цитохимического исследования.
  4. Методика меченых атомов. Авторадиография дает возможность наблюдения за биохимическими процессами, протекающими в отдельных клетках. Для этого производят замену кислородных, углеродных и других атомов в клетках на радиоактивные изотопы, после чего специальными проборами фиксируют их локализацию, характер поведения, передвижение.
  5. Методика рентгеноструктурного анализа. Необходима для анализа пространственных расположений белковых цепочек, РНК, ДНК в клеточных структурах.
  6. Методика клеточных структур. Предполагает выращивание клеток в питательной среде и их последующее изучение.
  7. Микрохирургическая методика. Предполагает имплантирование или удаление различных органелл из клетки, введение сторонних молекул, искусственный обмен органеллами между клетками.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector