Текст книги "Что вы знаете о своей наследственности?"

Автор книги: Николай Тарасенко

Соавторы: Галина Лушанова
сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 8 страниц)

Антигены лейкоцитов

Изучение системы антигенов HLA началось в 1954 году, когда был открыт первый антиген этой системы. К настоящему времени их уже установлено более 100. Широкий интерес специалистов к названной системе связан с тем, что она ответственна за явление гистосовместимости тканей. Более того, в 70-х годах была установлена связь между предрасположенностью к некоторым заболеваниям у человека и системой антигенов HLA. Выдвинуто несколько гипотез, объясняющих эту связь. В настоящее время доказана корреляция HLA со следующими заболеваниями: вирусным гепатитом В, хроническим гломерулонефритом, сахарным инсулинзависимым диабетом, диффузным токсическим зобом, рассеянным склерозом, раком, ишемической болезнью сердца и др. (табл. 16). Иными словами, HLA-антигены являются генетическими факторами риска. Следовательно, типирование населения по системе антигенов HLA способствует выявлению лиц с повышенным риском к какому-либо заболеванию. При этом представляется возможность проведения современных мер профилактики, а при необходимости и своевременного лечения.

Таблица 16. Распределение антигенов (в %) системы HLA у больных с различной локализацией рака (I) и с ишемической болезнью сердца (II)

А10	19,64	29,03 **	By	18,1	52,2
Aw19	12,78	7,25	Ах	17,24	16,83
А28	8,04	3,22 *	В5	21	17,33
Ах	17,4	29,0	В7	27,78	40,59 **
В12	19,76	12,06	В12	20,51	14,85
В13	6,86	8,87	В14	7,43	14,85 **
В14	7,33	5,64	В15	11,41	20,79
В15	11,71	14,51	В18	10,0	6,93
В16	5,91	8,06	В22	5,16	2,48
В18	10,53	0,8 **	Ву	17,72	4,95 **
В21	3,55	0	Cw1	12,23	9,44
Bw22	4,61	10,48 **	Cw2	8,33	13,33
В35	12,3	4,83 **	Cw3	12,23	19,44
В40	17,63	1,61 **	Cw4	18,75	35,56 **

* По Шабалину [1988].

** Разница достоверна по сравнению со здоровыми.

Примечание. В скобках – количество пациентов.

Генетический регистр

В практической медицинской службе на обращающихся за помощью к врачу принято заводить амбулаторную карточку, с которой, пожалуй, все знакомы.

А вот что такое генетический регистр? Медико-генетическая служба, которая создана (и создается) в ряде стран, приходит к необходимости создания специальной карты – генетического регистра, содержащего объективные, постоянно дополняющиеся данные о лицах, имеющих генетические аномалии. Генетический регистр в каждом конкретном случае позволит судить о степени генетического риска.

Создание генетического регистра диктуется прежде всего происходящими демографическими изменениями – снижением рождаемости, увеличением числа лиц среднего и пожилого возраста, уменьшением числа лиц детородного возраста, увеличением количества новорожденных с генетическими отклонениями и т. д. Ученые считают, что использование генетического регистра облегчит применение различного рода профилактических мер и позволит проводить учет их эффективности. Генетический регистр может быть полезен для целей планирования материальных средств на лечение, пенсионное обеспечение, содержание больных.

Рассмотренный медицинский документ является своеобразной генеалогической картой родословной и особенно необходим врачу-генетику при консультировании молодежи, вступающей в брак.

Генотип, болезнь, лекарство

Практически каждое пятилетие в мире издается каталог аутосомно-доминантных, аутосомно-рецессивных и сцепленных с полом (в половых хромосомах) наследственных признаков человека. И каждый раз список наследственных болезней человека увеличивается. С чем это связано?

Новые болезни появляются в силу продолжающегося изменения генетического материала (мутационного процесса генов). Повышение наших знаний о биологии человека и совершенствование методов диагностики современной медицины также способствуют «расширению» спектра наследственных недугов.

Клиническое описание многих наследственных заболеваний было дано в давние времена. Однако нельзя забывать, что в окружающей нас среде происходит постоянное увеличение таких мутагенных факторов, как радиация и различные химические вещества. Мутагенное действие радиации открыто еще в 1927 году, а химических веществ гораздо позже – в 1944 году, причем последние представляют даже большую опасность в связи с их огромным разнообразием и количеством, а также в силу повседневного и, казалось бы, незаметного действия этих веществ на целые популяции через окружающую среду – воду, пищу, воздух. Химические вещества действуют через изменение генетического материала (мутации) и экспрессии (степени выражения) существующих генов.

Научно-техническая революция, расширяя производственную сферу человеческой деятельности и изменяя условия окружающей среды, поставила перед генетикой задачу определить оптимальные условия среды для определенного генотипа. К настоящему времени установлено более трех тысяч типов профессиональных заболеваний. Многие из них имеют генетическое предрасположение, поэтому описание генотипа полезно для профилактики профессиональных заболеваний.

Знание генотипа имеет большое значение и для лечения больных. Например, не всем людям можно принимать некоторые лекарства в обычных терапевтических дозах, так как даже однократный их прием может вызвать тяжелые осложнения.

Широкое применение различных средств лечения позволило выявить большое число наследственных изменений в активности ферментов (наследственных энзимо– и ферментопатий), участвующих в метаболизме лекарств и значительно изменяющих реакцию организма на лекарство: в одних случаях лекарство в обычных терапевтических дозах вызывает, в других – не вызывает лечебного эффекта (то есть бесполезно в процессе лечения). При отсутствии наследственных энзимопатий врачи довольно часто не отмечают терапевтического эффекта ряда лекарств, особенно при длительном их введении. Одна из причин здесь та, что многие лекарственные средства являются индукторами микросомальных ферментов печени, которые осуществляют инактивацию большинства поступающих в организм чужеродных соединений, в том числе и лекарств. При повышенной активности микросомальных ферментов печени некоторые лекарственные препараты в терапевтических дозах не оказывают нужного эффекта из-за быстрого выведения их из организма.

Индукционный эффект лекарственных средств применяют в лечебной практике. Так, стимуляцию активности микросомальных ферментов печени используют с антитоксической целью для ускорения выведения канцерогенных полициклических углеводородов, азотистых красителей и многих других чужеродных для организма соединений. При лечении синдрома Кушинга активизирующее воздействие на микросомальные ферменты печени оказывает выраженный терапевтический эффект. Фенобарбитал как индуктор микросомальных ферментов печени используется при лечении физиологической желтухи новорожденных и болезни Жильбера. Пониженная активность микросомальных ферментов печени обусловливает замедленное выделение некоторых лекарств из организма и пролонгирует их действие. Активность микросомальных ферментов печени детерминируется генетически. Установлено, что по скорости метаболической элиминации людей можно разделить на три труппы: быстро, средне и медленно окисляющие лекарственные препараты.

Естественно, что при назначении больному лекарственного средства, метаболирующегося микросомальными ферментами печени, врачи хотели бы учитывать активность этих ферментов. В настоящее время показано, что активность микросомальных ферментов печени у детей выше, чем у взрослых, то есть лекарственные средства у последних выводятся в 2,5 раза быстрее, чем у первых. У пожилых людей (60—85 лет) отмечается снижение активности названных ферментов.

Некоторые лекарственные препараты противопоказано применять в определенных возрастных группах. Так, антибиотик тетрациклин Комитет по лекарствам Академии педиатров США не рекомендует назначать детям до 8 лет. Использование этого лекарства детьми до указанного возраста вызывает желтое окрашивание эмали зубов, ингибирование роста костей, гастероэнтериты и другие негативные для организма явления. Комитет по лекарствам Академии педиатров США подробно рассмотрел заболевания, при которых назначается тетрациклин, и пришел к выводу, что в 80 % случаев это средство можно заменить не только менее токсичным, но и более эффективным лекарственным препаратом.

В связи с тем что в СССР в 1975 году издан перевод книги Л. Полинга «Витамин С и здоровье», а также напечатано несколько статей на эту тему, употребление витамина С (аскорбиновой кислоты) в стране получило широкое распространение для предупреждения простудных заболеваний. Однако хорошо известно, что чрезмерные дозы витамина С обусловливают образование оксалатных камней.

Благодаря достижениям медицины в СССР ликвидированы многие болезни. И все-таки в среднем каждый человек один раз в два года болеет гриппом, а дети поражаются простудными заболеваниями гораздо чаще. Каждый ребенок переносит хотя бы одно инфекционное заболевание: корь, ветряную оспу, паротит (свинку), скарлатину.

В то же время некоторые люди вообще не болеют гриппом. В детских коллективах можно встретить крепышей, вызывающих зависть у большинства мам – эти дети при прямом контакте с носителями инфекции не заболевают. Что это? Устойчивость некоторых генотипов к определенным инфекционным заболеваниям?

Генетики считают, что такая устойчивость, действительно, возможна. Иммунная система человека «начинает работать» при инфицировании его вирусами или микроорганизмами. Оказалось, что иммунная ответная реакция организма на инфицирование контролируется генетически и в определенной мере связана с HLA-фенотипом. Однако здесь необходимо учитывать и средовой (главным образом пищевой) фактор. Недостаточное или несбалансированное поступление в организм белков, витаминов и микроэлементов приводит к повышенной чувствительности его к инфекции. В специально поставленных опытах по заражению животных вирусом ньюкаслской болезни отмечалось увеличение смертности среди животных, получавших пищу как с недостаточным, так и с избыточным количеством белка по сравнению о таковой среди животных с нормальным содержанием белка в рационе.

Таким образом, в настоящее время перед медицинской генетикой наряду с исследованием факторов, присущих специфическому возбудителю, со всей остротой встала задача изучения наследственной и средовой компонент (сторон) возникновения инфекционных заболеваний.

Генная инженерия – человеку

Заканчивая рассказ об основах генетики человека, наследственных заболеваниях и профилактике их, следует сказать о новых направлениях в лечении генных заболеваний с использованием методов генной инженерии. Это направление медицинской генетики возникло совсем недавно, однако его перспективность не вызывает сомнений. Так, исследования последних лет продемонстрировали возможность эффективной работы генов человека в бактериальной клетке. Генноинженерные работы позволили создать бактерии, которые вырабатывают интерферон – блокатор вирусов, гормон роста, инсулин и многие другие препараты. Эти исследования позволили в ряде стран начать широкую практическую наработку новых лекарств.

С помощью генной инженерии получен целый ряд биологически активных веществ для медицинских целей. Так, синтезированы белки, регулирующие иммунный ответ, вещества с антивоспалительным эффектом или стимулирующие рост и развитие кровеносных сосудов и др. В настоящее время выделены несколько сот белков и установлена их первичная структура – последовательность аминокислот, а через генетический код синтезированы (собраны) их генетические матрицы. И нет сомнений, что в ближайшие годы с помощью генной инженерии будут получены многие лекарства направленного действия.

Конечно, нельзя забывать, что «исправление», или «ремонт», генов у человека имеет два аспекта – технический и этический. Пока приоритет в развитии принадлежит первому. Специалисты доказали, что технически работы по генной инженерии реально выполнимы. В качестве убедительных доказательств последнего приводятся примеры успешных экспериментов на животных – мышах, крысах, коровах, овцах и обезьянах. Показано, что у этих животных в части клеток могут работать «отремонтированные» гены. Технология получения последних такова: на стадии, когда зародыш состоит всего из нескольких клеток, его извлекают (чаще всего вымывают) из организма матери; затем клетки разъединяют и в ядра каждой изолированной клетки вводят гены-матрицы, ответственные за синтез нужного признака или свойства. В результате получаются клетки с направленно измененным геном. Такие клетки возвращают в организм матери, и зародыш продолжает развиваться по обычной схеме, однако на свет появляется животное с «запланированными» свойствами.

Уже сейчас в ряде лабораторий ученые получили мышей размером с крысу. В этих экспериментально созданных особях «работает» ген, синтезирующий крысиный гормон роста. Выведены такие коровы и овцы, в молоке которых содержится большое количество интерферона – блокатора вирусов, ингибитора трипсина – вещества, необходимого для хирургии, активатора плазмогена и многие другие ценные лекарственные препараты. И хотя этическая сторона генной инженерии пока остается проблематичной, практически это направление генетики вплотную подошло к медицине.

Глава 7. Общество: проблемы, будущее

Национальность, язык, культура

Как известно, человечество состоит из трех рас – черной, белой и желтой, между которыми существуют всевозможные переходы. Отдельная раса, в свою очередь, состоит из множества наций.

Примерно 20 лет назад Комитет по национальностям при Организации Объединенных Наций провел интересный эксперимент – исследовал структуру талантливости основных наций планеты (выборки составляли более 1 млн чел.). Оказалось, что ни одна из них не имеет каких-либо преимуществ по этому признаку. А поэтому ни одна из наций не имеет никаких оснований претендовать на приоритетное положение среди прочих народов. По логике, превосходных рас также нет.

Необходимо подчеркнуть, что все нации и народности не являются «чистыми» да и не могут таковыми быть, так как «чистота», благодаря накоплению в матрицах летальных и полулетальных генов, давно привела бы к вымиранию народов. Доказано, что коэффициент смешения наций довольно значителен и имеет устойчивую тенденцию к увеличению. По прогнозам генетиков, пройдет всего 40 поколений (считается, что у человека поколение в среднем длится 25 лет) и все нации смешаются. Человечество почернеет и прищурится. Это произойдет благодаря трем меланиновым генам, ответственным за темноту кожи, и двум генам, ответственным за узость глаз. Эти гены доминантны, они характерны для черной и желтой рас, которые в количественном отношении преобладают над белой и имеют тенденцию к дальнейшему численному росту. В итоге – европейский фенотип будет все более терять свои характерные черты.

При смешении наций (а значит, и огромнейшего разнообразия фенотипов) вероятность гомозиготности (одинаковости генетических матриц отца и матери) значительно снизится, что, в свою очередь, снизит вероятность наследственных заболеваний. Здоровье человечества улучшится.

Для иллюстрации сказанного приведем несколько примеров.

Автору данных строк удалось услышать очень поучительный рассказ врача-якута о том, как 78-летний вождь племени небольшой народности (около 1000 человек), кочевавшей в начале 70-х годов нашего столетия по северо-восточному побережью Северного Ледовитого океана, пришел к заключению о необходимости смешения его народа с другими нациями («Нам нужен прилив чужой крови!»). За последние 10 лет в его племени, жившем в изоляции с другими народами, умерли все родившиеся дети. Старик не кончал университетов, но его мудрость позволила найти правильный путь к спасению племени.

В книге Штерна «Основы генетики человека» приведен пример о евреях, выехавших более 100 лет назад из России и Польши в США и Канаду и в силу строгого соблюдения при вступлении в брак трех незыблемых для них принципов – принадлежность жениха и невесты к одной нации, к одной религии, кастовость – имеющих среди потомков высокий процент летальных заболеваний.

Третий пример. В Японии по существующему законодательству отец, выдавая дочь замуж, должен выделить новой семье участок земли. Чтобы «не распылять» семейного землевладения, часто женихов и невест подбирают среди родственников. Но природу обмануть нельзя, и в таких семьях наблюдается резкое повышение числа наследственных заболеваний.

Не напрасно издревле близкородственные браки были нежелательны. Люди из наблюдений знали – в таких браках полноценных потомков не будет. А в настоящее время практически во всех странах близко-родственные браки запрещены законом, не освящаются церковью.

Итак, в мире происходит неизбежный процесс смешения наций. Конечно, признаки, присущие конкретным нациям, в этом процессе будут иметь тенденцию к стиранию. Однако широчайшие сочетания огромного количества генов обеспечат появление новых признаков. Иными словами, на смену одним признакам придут другие, одно качество перейдет в другое. (Вспомним; все течет, все изменяется.)

Язык – свойство нации. Язык – средство общения. При стирании граней между нациями логично говорить о стирании граней и между языками. Уже сейчас в каждом национальном языке присутствует очень много слов «чужого» происхождения. С успехами научно-технической революции в мире появляются новые термины, и словарный обмен между нациями усиливается. По-видимому, можно предполагать, что в будущем человечество будет иметь один язык, созданный на основе языка нации, задающей тон в общем вкладе в мировую цивилизацию.

Кстати, математику, музыку (в том числе нотную грамоту), живопись можно считать своеобразными языками международного общения – они одинаково понятны всем нациям и обеспечивают обмен высокоинтеллектуальной информацией, чувствами – так называемой тонкой материей.

Несколько слов о культуре.

Культура, как и язык, динамична. Она развивается как вглубь – на основе традиций, обычаев наций, так и вширь – впитывая в себя лучшие духовные ценности разных наций. Процесс сближения культур обусловливается и расширением межнационального обмена во всех областях современной жизни. Наконец, при сближении наций культуры как свойства нации также испытывают взаимопроникновения.

Итак, смешение наций – во имя избежания вымирания человечества – необходимо. С другой стороны, смешение наций и обусловлено тем планетарным процессом возрастания энтропии, то есть усреднения характеристик объектов среды, коим охвачены все виды материи на Земле, в том числе и человек.

Плохо это или хорошо – это уже особый вопрос. И разговор здесь должен быть другим. А для природы такого вопроса не существует. Однако для нее характерна истина: природа не терпит равновесия, но стремится к равновесию.

Безопасность среды обитания

Мировой опыт показал, что созданные человеком и применяемые в больших масштабах в народном хозяйстве пестициды наносят всему живому на Земле огромный, пока в полной мере неоцененный, урон. Основной причиной пагубности этих ядохимикатов является общность строения их клеток и генетических программ всей живой материи – от одноклеточных организмов до человека.

Ранее мы указывали, что генетическая матрица всех видов живой материи состоит из одних и тех же четырех оснований, входящих в ДНК, а отличие по конкретным видам заключается только в различной очередности этих оснований в определенных генах, контролирующих признаки. Более того, отдельные гены (около 1000 пар нуклеотидов) кишечной палочки по очередности оснований абсолютно идентичны с геном человека. На протяжении многих миллионов лет природа тщательно отбирала наиболее универсальные генные блоки, и эти «заготовки» одинаково эффективно используются как у бактерий, так и у человека. В таком случае, если гербицид, инсектицид, фунгицид, зооцид, дефолиант и т. д. вредны бактериям, грибам, насекомым и животным, то, исходя из позиций родства всего живого на Земле, этот пестицид не может быть безвреден и для человека.

Все пестициды представляют собой физиологически активные вещества и в разной степени в концентрациях, применяемых в быту и производстве, являются блокаторами, ингибиторами, генетическими индукторами, мутагенами, канцерогенами и тератогенами. Попадая в организм человека и «встраиваясь» благодаря общности строения на клеточном уровне в его генетический материал, пестициды активно нарушают последний и таким образом наносят значительный урон здоровью живущих и последующих поколений.

К этому следует добавить, что пестициды очень стабильны. Время их разложения весьма продолжительно и особенно в районах с коротким вегетационным периодом и в зонах сухих степей. Известны случаи, когда в хозяйствах вокруг г. Красноярска использовались гербициды на полях за 3—5 лет до выращивания здесь овощных культур (капусты, свеклы, моркови и др.). Анализ показал, что содержание пестицидов в овощах при уборке превышало ПДК в 5—15 раз. Другой пример: за три года до закладки плантации миндаля в Молдавии в поле под кукурузу по так называемой интенсивной технологии были внесены гербициды; в силу сухости почв ядохимикат в нужный срок полностью не разложился, что привело к гибели посадок ценнейшей ореховой культуры.

С каждым годом количество вносимых в почву пестицидов в СССР возрастает. По данным известного эколога чл.-кор. АН СССР А. В. Яблокова, в 1986 году в СССР в среднем на гектар пашни вносилось по 2 кг пестицидов; по планам 1990 года это количество удвоится, А в районах хлопкосеяния масса пестицидов уже в настоящее время превысила 200 кг на гектар. Последнее является причиной того, что население этих районов во много раз чаще жителей других регионов имеет заболевания печени.

Научный подход требует всестороннего изучения любого нового химического вещества перед тем, как внедрять его в народное хозяйство, в среду обитания человека. Для этого необходимо прежде всего изучить мутагенные (на генном, хромосомном и геномном уровнях), канцерогенные и тератогенные свойства, а также период полного распада данного вещества. Необходимо сделать точные научные заключения о том, способно ли новое вещество повреждать наследственный механизм, вызывает ли оно рост раковых образований и, наконец, отравляет ли клетки и при каких концентрациях. Проверка показала, что на настоящий момент все без исключения применяемые в народном хозяйстве гербициды обладают большой мутагенной активностью.

Мировая практика показывает, что степень изученности внедряемых в хозяйство пестицидов крайне мала. Например, в США только 10 % используемых ядохимикатов было проверено на мутагенную, 38 % – на канцерогенную активность и 40 % – на тератогенные свойства. В СССР положение в этом плане еще хуже. Лаборатории Госкомгидромета СССР из 500 применяемых в народном хозяйстве пестицидов способны контролировать лишь менее 25. К тому же фактически ни в одной стране пестициды не проверяются комплексно – на мутагенный, канцерогенный и тератогенный эффекты, причиной чего является достаточная сложность и трудоемкость таких анализов. Дело осложняется тем, что комплексный анализ необходимо одновременно проверять на бактериях, растениях и культуре тканей человека.

В последнее время появилось очень много информации об опасности для здоровья человека таких химических препаратов, как нитраты и нитриты. В чем суть этой проблемы?

Во-первых, в сельскохозяйственное производство с каждым годом поступает все больший ассортимент минеральных удобрений. Установлено, что опасность внесенных нитратов и нитритов тем больше, чем меньше они сбалансированы с другими элементами питания – калием и фосфором. Отсюда следует, что удобрения вносить нужно комплексно, зная запас разных элементов питания. Последнее, как показывает практика, соблюдается, к сожалению, далеко не в каждом случае.

Во-вторых, нитраты под воздействием микрофлоры кишечника превращаются в нитриты, а последние, в свою очередь, взаимодействуя с гемоглобином крови, переводят железо из двухвалентного в трехвалентное состояние, свойственное метгемоглобину, не обладающему способностью переносить кислород и, таким образом, сильно затрудняющему тканевое дыхание.

В-третьих, избыток нитратов приводит к образованию нитрозоаминов – сильных мутагенов и канцерогенов, об огромном вреде которых для организма говорилось выше.

Как видим, внесение азотных удобрений без предварительного анализа почв и точного знания запасов калия и фосфора может иметь последствия весьма плачевные.

А можно ли снизить негативное воздействие на организм рассмотренных выше ядохимикатов? Безусловно! Это – применение научно обоснованных севооборотов; прекращение внесения в почву вместе с органическими удобрениями сорняков (склады навоза, как правило, «питомники» сорняков); использование биологических методов борьбы с вредителями сельского хозяйства; наконец, применение сортов со специальными генами устойчивости к вредителям и болезням.

В конце 1988 года в Москве состоялось Всесоюзное совещание, посвященное перспективам развития генетики в СССР. На этом совещании автор данных строк предложил свои принципы оценки генетической и токсикологической опасности факторов окружающей среды и научного подхода к установлению ПДК и радиационной активности, способные реально описать экологическую ситуацию.

С учетом новых принципов ПДК пестицидов, нитратов и нитритов должна определяться не «на глазок» (как это имеет место в настоящее время), а исходя из экспериментальных данных, полученных на бактериях, растениях и культуре клеток человека. При этом ПДК пестицидов должны быть на порядки ниже концентраций, вызывающих достоверное повышение мутагенного, канцерогенного и тератогенного эффектов. Именно такой принцип необходимо соблюдать при установлении ПДК, чтобы обезопасить всех людей, значительно различающихся по своей «норме» реакции на разные химические вещества.

И конечно же, кроме заботы о собственном здоровье, человечество должно помнить о среде обитания грядущих поколений. Оставить эту среду потомкам экологически чистой – благородная задача современных жителей планеты.