Воздействие внешней среды на генетику человека

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Современная эпоха характеризуется бурным развитием научно-технического прогресса. По оценкам многих отечественных и зарубежных исследователей, последние несколько десятилетий ознаменовались значительными изменениями экологической обстановки. Характерной особенностью существования отдельных групп населения и даже целых популяций стало наличие у них разнообразных контактов с чрезвычайно большим количеством потенциально вредных и высокотоксичных соединений: во внешней среде зарегистрировано более 4 млн. токсичных веществ, и их количество ежегодно неуклонно возрастает. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра достигли таких размеров, что в ряде районов земного шара уровень загрязнения значительно превышает допустимые санитарные нормы.

В конце XX века увеличились территории, население которых подвергается неблагоприятному воздействию. Для урбанизированных регионов характерно существование двух типов таких воздействий. Первый связан с хроническим психо-эмоциональным стрессом, в котором находится большая часть населения урбанизированных населенных пунктов. Второй тип связан с антропогенными воздействиями окружающей среды, обусловленными влиянием промышленных и сельскохозяйственных производств. Под влиянием неблагоприятных факторов ухудшается качество продуктов сельского хозяйства, снижается урожайность, преждевременно разрушаются жилища, металлоконструкции промышленных и гражданских сооружений, изменяется климат отдельных регионов и состояние озонового слоя Земли, что приводит к гибели флоры и фауны. Таким образом, за последние десятилетия во многих регионах Земли внешняя среда по токсической и радиолучевой агрессивности существенно изменилась по сравнению с той, в которой происходила эволюция органического мира. По существу, мы как бы переселились на другую, более жестокую планету, лишь внешне похожую на Землю, где миллионы лет формировался наш организм. Адаптационные системы организма оказались беззащитными перед новыми видами биологической агрессии.

Достижения фундаментальных и прикладных эколого-медицинских исследований в рамках государственных программ «Экология России» и «Экологическая безопасность России» позволили сделать вывод о том, что загрязнение окружающей природной среды создает в ряде регионов и городов России опасную ситуацию.

Темпы изменений в окружающей среде столь велики и стремительны, что за ними не успевают научно-технический прогресс и существующие традиционные возможности оценки и осмысления сложившейся ситуации. Это требует незамедлительных действий. Ведь речь идет о том, чтобы человеческий прогресс осуществлялся в согласии с природой, не выходил за рамки истинных потребностей человека и законов природы. Применение в различных областях народного хозяйства огромного количества новых, искусственно созданных химических соединений сопряжено с их потенциальной опасностью для здоровья и нормальной жизнедеятельности человека.

Последствия экологического загрязнения биосферы и внутренней среды организма человека находят свое прямое отражение в структуре заболеваемости и смертности населения. В мировых классификаторах в настоящее время насчитывается более шести тысяч нозологических форм болезней, причем более 80% из них являются производными экологического неблагополучия. Сегодня каждый четвертый житель Земли и свыше половины детей планеты страдают аллергией и аутоиммунными заболеваниями. В последние годы особенно остро встала проблема инвалидизации и смертности населения от онкологических заболеваний, сердечно-сосудистой патологии. С 70-х годов частота сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний возросла на 70%. Все эти заболевания, а также многие другие, объединены единым термином – экологически обусловленная патология. Кроме того, вызывает серьезную тревогу неуклонное сокращение средней продолжительности жизни, особенно среди мужского населения. Наши мужчины живут в среднем на 7-10 лет меньше, чем в развитых странах. За последние 4 года рождаемость в России упала на 30%, смертность возросла на 15%. Здоровыми к 7-летнему возрасту остаются 23% детей, а к 17-летию – лишь 14%. Половина юношей призывного возраста непригодна к службе в армии по состоянию здоровья. Дети в возрасте до года умирают в России в 2 раза чаще, чем в США. Мало того, что катастрофически ухудшается здоровье людей, появились ранее неизвестные заболевания, многие болезни стали труднее излечиваться, чем раньше, хроническая экологически обусловленная интоксикация нарушает нашу психику. Можно привести еще много подобных, а для ряда регионов и более острых фактов. В основе всего этого лежит загрязнение организма токсичными веществами и нарушение эндоэкологического равновесия.

Загрязнение химическими, физическими, биологическими факторами, наряду со снижением сопротивляемости и адаптационных возможностей организма, приводит к генетическим изменениям. Как известно, главными информационными и управляющими системами, жестко контролирующими весь процесс развития живых организмов, включая и человека, являются далеко не простые генетические системы. Генетическая информация человека записана в виде молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая распределена на 23 пары хромосом. Определенный отрезок ДНК – это и есть тот самый ген, ответственный за конкретный признак, свойство или функцию. В геноме человека содержится около 30 тысяч генов. Под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды в виде мутагенов (соединения, способные вызывать нарушения структуры ДНК – мутации), тератогенов (вещества, действующие на ткани плода и приводящие к порокам развития человека) и канцерогенов (соединения, вызывающие злокачественную трансформацию нормальных клеток и тканей человека) генетические системы могут претерпевать нежелательные изменения, что может привести к возникновению наследственных болезней.

Поражения генетического аппарата половых клеток человека ведут к увеличению «генетической нагрузки», что легко иллюстрируется рядом примеров. Во-первых, в настоящее время известно около 3000 наследственных заболеваний, для многих болезней предполагается генетическая природа. Во-вторых, около 4-5 миллионов детей ежегодно рождаются с различными дефектами, большинство которых имеют генетическую природу. В-третьих, около 10% населения имеют наследственные нарушения. Кроме того, мутации, вызванные внешнесредовым загрязнением, ведут к повышению уровня внутриутробной смертности, нарушениям репродуктивной функции мужчин и женщин, что сопровождается увеличением частоты бесплодных браков. Последствиями генетических мутаций являются спонтанные аборты, мертворождения, врожденные пороки, эндокринные нарушения и другие аномалии. Мутационные изменения соматических клеток могут способствовать повышению частоты соматических эффектов, лежащих в основе злокачественных новообразований и раннего старения организма, увеличения неспецифической заболеваемости и снижения устойчивости организма к факторам окружающей среды.

В связи с изменениями окружающей среды особое значение приобретают вопросы объективной оценки генетической безопасности и прогнозирования эффектов внешнесредового воздействия, поиск научно обоснованных систем экологического мониторинга.

Для оценки степени мутагенного воздействия внешнесредовых факторов на геном человека во всем мире широко применяется цитогенетический мониторинг, основанный на учете хромосомных нарушений в культурах клеток крови. Данный метод ранее использовался нами при оценке мутагенной нагрузки производственных и внешнесредовых факторов городов Нижнекамска, Уфы, некоторых районов Республики Башкортостан. Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности применения данной технологии для комплексной оценки мутагенного влияния факторов среды на организм человека, что свидетельствует о необходимости продолжения подобных исследований в регионах с экологическим неблагополучием.

Известно, что воздействие неблагоприятных факторов внешней среды не затрагивает в равной степени все контактирующее с ними население. Спектр реакций отдельного индивида на однотипные воздействия достаточно вариабелен и колеблется от сохранения в течение определенного периода состояния здоровья у одних и до развития тяжелых заболеваний у других. Если одинаковые воздействия приводят к различным реакциям организма, то неизбежно встает вопрос о причинных факторах такой избирательности.

Доказано, что у человека существует генетический контроль метаболизма поступающих в организм химических соединений, поэтому в зависимости от особенностей генома различные индивиды могут сохранять устойчивость, либо, наоборот, обнаруживать повышенную чувствительность к внешнесредовым агентам. Уже в 1996 году сообщалось о более чем 50 различных патологических состояниях человека, напрямую ассоциированных с особенностями детоксикационной системы организма. В настоящее время известно более 300 генов, ответственных за обезвреживание ксенобиотиков. Такие гены получили название генов окружающей среды (“environmental genes”) или генов предрасположенности (“predisponding genes”). Для каждого из этих генов известны мутации (полиморфизмы), затрагивающие значительную часть популяции. Поэтому изучение вариантов изменчивости генов, продукты которых ответственны за обезвреживание ксенобиотиков, представляет особую важность для выяснения состояния генов системы детоксикации, может играть крайне важное значение для рациональной организации жизни, для правильной профориентации, для эффективной профилактики тяжелой и распространенной патологии.

Говоря о значимости подобных исследований, следует отметить, что с 1998 года в некоторых странах Западной Европы и США функционирует «Международный проект по исследованию генов «внешней среды». По мнению руководителя программы Кеннета Олдена, исследования генов «внешней среды» у представителей разных рас и этнических групп дадут бесценную информацию для здравоохранения в отношении оценки предрасположенности индивидов к различным распространенным заболеваниям и будут первым шагом к развитию индивидуальной (предиктивной, профилактической) медицины, как одного из направлений молекулярной медицины XXI века.

Несмотря на то, что поражение генетического аппарата человека, обусловленное внешнесредовыми факторами, действующими в настоящее время, проявится в полной мере спустя сотни лет, уже сегодня исключительно остро встает вопрос об организации генетического мониторинга населения в связи с загрязнением окружающей среды. Принципиальное значение научной разработки указанной проблемы широко признано в мире и нашло свое отражение в создании специального направления «Реакция человека на экологический стресс», существующего в рамках международной программы ЮНЕСКО (МПЮ) «Человек и биосфера». Не вызывает сомнения, что проведение такого типа исследований вполне оправдано как в России, так и в Башкортостане.

Республика Башкортостан – важнейший промышленный регион с довольно сложной экологической ситуацией. Концентрация нефтехимических и химических производств, предприятий металлообрабатывающей и горнодобывающей промышленности на территории крупных городов способствовали загрязнению окружающей среды и привели к увеличению экологической нагрузки на население. Основным загрязнителем атмосферного воздуха и водного бассейна республики являются автотранспорт и промышленные предприятия, насыщающие среду такими вредными для человека соединениями, как оксиды углерода, серы, азота, углеводороды, соединения свинца, пыль, табачный дым и многие другие, что привело к обострению экологической ситуации.

Производственная среда, как часть окружающей, в силу своих индивидуальных особенностей также обладает способностью воздействовать на работающего посредством комплекса производственных факторов, причем факторы могут быть самыми различными: высокие концентрации разнообразных химических соединений, многие из которых обладают мутагенными и канцерогенными свойствами, характерная рабочая поза, температурный дисбаланс, монотонность выполняемых операций, высокая степень эмоционального напряжения. Число таких факторов не только не остается постоянным, но и неуклонно растет пропорционально развитию современной промышленности. Работа на промышленном производстве всегда считалась одной из самых тяжелых, «физиологическая стоимость» такого труда для организма человека очень высока. Высокий уровень загрязнения производственной среды требует принятия безотлагательных мер по обеспечению генетического мониторинга систем детоксикации организма рабочих. Для этого необходимо проведение широкого и комплексного изучения последствий влияния производственных факторов на организм работающих, а также и в контрольных выборках здоровых индивидов с учетом вклада генетических факторов в этиопатогенез заболеваемости. Только такой подход будет способствовать дальнейшему развитию модели генетической предрасположенности к заболеваемости при воздействии вредных факторов производственной и окружающей среды и разработке на ее основе адекватной стратегии прогнозирования и эффективной профилактики заболеваемости населения.

В рамках Указа Президента Республики об объявлении 2004 года Годом окружающей среды в Республике Башкортостан в Институте биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук в настоящее время проводятся научные исследования генетического полиморфизма ферментов детоксикации ксенобиотиков при разных патологических состояниях у жителей республики, у рабочих вредных нефтехимических производств, а также у здоровых индивидумов, сохранивших устойчивость к внешнесредовым воздействиям. Цель этих исследований заключается в выявлении генетических маркеров повышенной индивидуальной чувствительности человека к влиянию вредных факторов окружающей среды. Эти работы получили поддержку Российского фонда фундаментальных исследований, Российского гуманитарного научного фонда, Программы Российской академии наук «Фундаментальные науки – медицине».

Литература

Венер Вахитов, доктор биологических наук, академик АН РБ, директор Института биохимии и генетики УНЦ РАН;
Татьяна Викторова, доктор медицинских наук, заведующая лабораторией экологической генетики человека Института биохимии и генетики УНЦ РАН, заведующая кафедрой биологии Башгосмедуниверситета
Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности. М. Дашков, 2000
Бгатова Н.Т., Новоселов Я.Б. Использование БАД на основе природных минералов для детоксикации организма. СОРАМН, НИИ клинической и экспериментальной морфологии. НСб, Экор, 1999
Бабенко О.В. Диоксины - Проблема 21 века. // Медицинская помощь, 2000-5, сс 32-35
Губский Ю.И. Химические катастрофы и экология. К, Здоровье, 1993
Кидалов В.Н. Щит против стресса. СПб, Атон, 1998
Курбат Н.М. Рецептурный справочник врача. Мн, Высш Шк. 1998
Кукес В.Г. Клиническая фармакология. М. ГЭОТАР. 1999
Лужников Е.А. Деинтоксикационная терапия. СПб, Лань, 2000
Мурин М.Б., Бражник Н.П. К проблеме профилактики интоксикации диоксинами // Военно-медицинский журнал, 2000-7, сс 21-22
Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. СПб, Лань, 2000
Павлов С.Е. Твой безопасный дом. Мн. Ураджай. 2000
Пехов А.П. Биология и общая фармакология. М. РУДН. 1994
Полихлорированные дибензо-пара-диоксины и дибензофураны. М. Медицина. 1993
Потапов А.И. Гигиенические подходы к оценке риска воздействия диоксинов на здоровье населения // Здравоохранение РФ , 1999-4, сс 18-20
Сапин М.Р. Иммунная система, стресс и иммунодефицит. М. Джангар, 2000
Споры о будущем: окружающая среда - п/р Рябчикова А.М. М. Мысль, 1983
Федоров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. М. Наука. 1993

Конец формы

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 2651; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!