Метаболизм, или по-другому обмен веществ, представляет собой ряд химических процессов, происходящих в человеческом организме, результатом которых является образование веществ для поддержания жизненно важных функций. Все процессы можно разделить на анаболические, в результате которых образуются сложные вещества из простых, и катаболические, при которых, наоборот, сложное вещество распадается на простые с выделением энергии.
Почти все реакции в организме протекают с участием ферментов. Ферменты являются белковыми соединениями, которые играют роль катализатора и ускоряют химические процессы. При этом на сами ферменты могут влиять различные вещества, так называемые активаторы или ингибиторы, которые увеличивают или снижают их активность соответственно. В случае если возникает недостаточность ферментов или снижается их активность, что может быть связано с различными генетическими аномалиями, нарушаются метаболические процессы в организме. Таким образом, на обмен веществ способны влиять изменения генных последовательностей, которые приводят к нарушению синтеза белковых молекул.
Когда следует проводить генетическое исследование для выявления патологии, сопровождающейся нарушением обмена веществ?
Показанием к назначению генетических анализов может служить подозрение на какую-либо наследственную патологию, которая сопровождается изменением течения важных химических реакций. К таким заболеваниям относятся:
- - фенилкетонурия, при которой из-за мутации в гене PAH, расположенном на длинном плече двенадцатой хромосомы, нарушается синтез определенного фермента, что сопровождается накоплением аминокислоты фенилаланина в крови. В свою очередь это приводит к токсическому воздействию на нервную систему человека.
- индром Жильбера, связанный с нарушением обмена желчного пигмента билирубина. Нарушение вызвано изменением в гене UGT1A1 из-за чего происходит накопление большого количества непрямой фракции вместо преобразования ее в прямую.
- болезнь Гоше, которая является лизосомальной наследственной патологией, вызванной мутацией в гене GBA;
- порфирии, связанные с накоплением порфиринов в биологических жидкостях, что сопровождается дерматозами, нарушениями в ЖКТ, неврологическими проблемами и др.;
- заболевания, связанные с нарушением обмена углеводов – болезнь Гирке, Таруи и т.д.;
- и множество других патологий, проявляющихся нарушениями того или иного обмена.
Заподозрить проблему помогают клинические симптомы, которые отличаются в каждом конкретном случае и не объясняются какими-либо другими заболеваниями, а также изменения в лабораторных анализах - повышение какого-либо метаболита в биоматериале, не поддающееся объяснениям со стороны органических изменений.
Что подразумевают под собой генетические анализы при заболеваниях обмена веществ?
Существуют различные варианты генетических исследований. При наследственных болезнях, связанных с нарушением метаболизма, все они направлены на изучение структуры различных генных последовательностей, ответственных за кодирование тех или иных ферментов. Анализ может включать в себя исследование конкретной последовательности генов с целью диагностики определенной патологии или же быть направлен на изучение сразу большого количества полимеров в рамках обширного обследования пациента. Также к генетическим анализам относятся исследование кариотипа, то есть изучение структуры и подсчет хромосом.
Для молекулярно-генетического исследования, направленного на выявление наследственной болезни обмена веществ, необходимо произвести забор венозной крови у пациента, из которой на этапе лабораторной диагностики будет выделена молекула ДНК. Затем проводят полимеразную цепную реакцию (ПЦР) – метод, в основе которого лежит многократное увеличение количества необходимого для исследования фрагмента молекулы генетического материала, то есть амплификация. В ходе реакции совершают около 25-30 циклов, каждый из которых состоит из трех последовательных этапов. 1. Денатурация, в результате которой две нити молекулы ДНК расходятся из-за разрыва водородных связей. 2. Отжиг – происходит прикрепление искусственно синтезированного праймера к концам нитей, для дальнейшего построения комплементарной цепи. 3. Элонгация или репликация матричной цепи, то есть образование нового комплементарного фрагмента ДНК.
После получения большого количества ДНК-цепей необходимо изучить генные последовательности, чтобы выявить изменения, приводящие к развитию заболевания. Для этого обычно проводят секвенирование нового поколения, которое включает в себя целую группу методов, позволяющих получить описание первичной структуры интересующих фрагментов. Возможно использование ДНК-микрочипов. Таким образом, в результате сложных молекулярно-генетических лабораторных исследований изучают гены, и выявляют мутации.
Наследственные патологии тяжело поддаются лечению, так как невозможно искоренить первопричину метаболических изменений. Исследование может быть назначено врачом для дифференциальной диагностики некоторых состояний, а также без каких-либо объективных причин по желанию пациента.
При необходимости для проведения генетического исследования обращайтесь в лабораторию ДЦЛИ. Высокоспециализированное оборудование и лучшие специалисты позволят провести быстрый и качественный анализ. Информацию по любым вопросам относительно лабораторной диагностики Вы можете уточнить по телефону или на нашем сайте, а также узнать при посещении.