Наследственная предрасположенность

Физические факторы

Солнечная радиация (в первую очередь ультрафиолетовое излучение) и ионизирующее излучение также обладает высокой мутагенной активностью. Так, после аварии Чернобыльской АЭС отмечено резкое увеличение заболеваемости раком щитовидной железы у людей, проживающих в зараженной зоне. Длительное механическое или термическое раздражение тканей также является фактором повышенного риска возникновения опухолей слизистых оболочек и кожи (рак слизистой рта, рак кожи, рак пищевода).

[править] Биологические факторы

Доказана канцерогенная активность вируса папиломы человека в развитии рака шейки матки ^[2], вируса гепатита В в развитии рака печени, ВИЧ — в развитии саркомы Капоши. Попадая в организм человека, вирусы активно взаимодействуют с его ДНК, что в некоторых случаях вызывает трансформацию собственных протоонкогенов человека в онкогены. Геном некоторых вирусов (ретровирусы) содержит высоко активные онкогены, активирующиеся после включения ДНК вируса в ДНК клеток человека.

Изучено более 200 наследственных заболеваний, характеризующихся повышенным риском возникновения опухолей различной локализации. Развитие некоторых типов опухолей связывают с врожденным дефектом системы репарации ДНК (пигментная ксеродерма)^[3].

Экологическая генетика — раздел науки, изучающий генетические аспекты взаимодействия организмов, а также изменения организмов под воздействием среды обитания (экологических факторов), исследующая взаимовлияние генетических процессов и экологических отношений.^[1]

Индуцированные мутации: Мутации могут быть индуцированы подверганием организмов (или клеток) определённым воздействиям. Некоторые из самых распространённых:

Излучение - Один из первых описанных мутагенов, излучение является потенциальным индуктором мутаций. Различные типы излучения вызывают различные типы генетических изменений. Ультрафиолетовое (УФ) излучение вызывает точковые мутации. Радиоактивное излучение может приводить к разрывам двойной спирали ДНК и транслокациям, инверсиям и прочим типам повреждения хромосом. Действие УФ лучей солнца связано с возникновением рака кожи. Следует принять во внимание, что способность радиации повреждать ДНК была использована в нескольких методах лечения рака при помощи радиотерапии.

Химические мутагены - многие химические вещества способны вызывать мутации. Эти вещества осуществляют свои эффекты, связываясь с ДНК или с нуклеотидами, из которых строится ДНК, мешая процессам репликации или транскрипции. Примерами потенциальных мутагенов являются бензо-а-пирен, обнаруженный в сигаретном дыме, и афлатоксин, мутаген, часто обнаруживающийся в неправильно хранившихся сельскохозяйственных продуктах.

Хроническое воспаление - Хроническое воспаление может приводить к повреждениям ДНК путём продукции мутагенных веществ клетками иммунной системы. Примером такого длительного воспаления может быть воспаление, вызванное вирусом гепатита.

Кислородные радикалы - В процессе получения энергии из пищи, происходящем в наших митохондриях, могут продуцироваться крайне активные химические соединения, способные повреждать клеточную мембрану или саму ДНК. Эти А ктивные К ислородные И нтермедиаты (АКИ) могут также генерироваться, если клетка подвергается воздействию радиации, как показано ниже.

Разработка проблем экогенетики человека ускорилась в связи с тем, что среда обитания человека наполнилась новыми факторами (лекарства, пестициды, пищевые добавки и др.). Ранее, в процессе всей эволюции, человек не соприкасался с такими веществами (или факторами), поэтому на действие эгих веществ не было никакого отбора. Какой-либо аллель мог распространиться ранее в популяции из-за его селективных преимуществ или дрейфа, но в других условиях окружающей среды этот аллель проявляет патологическое действие. Речь идёт о таких как бы молчащих генах, которые начинают проявлять свою функцию в новых условиях среды. Это и называется экогенетичес-ким действием факторов Понятие о «молчащих» (или «нейтральных») генах весьма условно. Биологический или патологический эффект какого-либо аллеля зависит от воздействия специфического фактора среды.

К настоящему времени не только сформулировано понятие об экогенетике, но и определены основные направления исследований в данной области. Оказалось, что наследственные различия могут проявляться в реакциях не только на лекарства, но и на физические факторы, на пищу и особенно на пищевые добавки, на загрязнения атмосферы, профессиональные вредности. Концепция экогенетики требует широкой проверки действия внешних факторов (особенно новых) с целью выявления наследственно обусловленных патологических реакций. Это явится научной основой для обеспечения адаптивной среды для каждого человека (подбор индивидуального рациона и климата, исключение отравления лекарствами, обоснование профессионального отбора и т.д.), чтобы исключить преждевременную смерть, инвалидизацию, дополнительную госпитализацию.

Генетические различия в реакциях на действие факторов внешней среды могут быть установлены с помощью генеалогического (семейного) анализа, близнецового или популяционно-статистического метода. Как и для других разделов генетики, каждый из этих методов применительно к экогенетике имеет свои разрешающие возможности и ограничения. В выявлении новых экогене-тических вариаций генотипов все методы дополняют друг друга. Кроме того, наряду с применением генетических методов нужно проводить биохимические исследования молекулярных механизмов патологических реакций (варианты ферментов, рецепторов, транспортных белков). Одновременно с генетическим анализом должны применяться токсикологические и фармакологические методы для определения концентрации различных веществ в организме и путей метаболизма этих соединений.

Фармакогенетика (др.-греч. φάρμακον — лекарство и генетика) — раздел медицинской генетики и фармакологии, изучающий характер реакций организма на лекарственные средства в зависимости от наследственных факторов. Задачей клинической фармакогенетики является также разработка методов диагностики, профилактики и коррекции необычного ответа организма на действие лекарственных средств.

Наследственные факторы, определяющие необычные реакции на лекарственные средства, в основном являются биохимическими. Чаще всего это недостаточность ферментов, катализирующих биотрансформацию препаратов. Атипичные реакции на лекарственные вещества могут наблюдаться также при наследственных нарушениях обмена веществ.

Биотрансформация лекарственных средств в организме человека происходит под влиянием определенных ферментов, которые представляют собой специфические белки. Ферменты посредством активных центров связываются с лекарственными веществами и ускоряют процессы их химического превращения. Биотрансформация лекарственного вещества может осуществляться не одним ферментом, а целой группой, особенно в тех случаях, когда химическое превращение вещества в организме проходит в несколько этапов. Для каждого фермента характерна высокая специфичность. Он катализирует лишь строго определенное звено химического процесса. При метаболизме многих лекарственных веществ образуются продукты с одними и теми же функциональными группами (ОН, — Н2, — СООН, — Н), поэтому дальнейшее их превращение обеспечивается одними и теми же ферментами. Таким образом, один фермент может принимать участие в метаболизме различных лекарственных средств.

Синтез ферментов находится под строгим генетическим контролем. При мутации соответствующих генов возникают наследственные нарушения структуры и свойств ферментов — ферментопатии. В зависимости от характера мутации гена изменяется скорость синтеза фермента или синтезируется атипичный фермент.

К настоящему времени обнаружено много мутаций, которые обусловливают патологические реакции при приеме лекарств. Хорошо изучен тип их наследования, а иногда и первичный биохимический дефект. Наиболее изученные и значимые в клинической патологии реакции приведены в табл. 7.1.

Распространенность перечисленных в табл. 7.1 фармакогенетических реакций изучена не во всех популяциях, но в некоторых популяциях указанные признаки широко распространены. Для ряда мутаций точно идентифицированы первичный аномальный продукт и механизм развития осложнений, для других признаков природа аномальной реакции еще не известна.

Дата добавления: 2015-07-02