c) Bioloģiskie mutagēni.

Mutāciju identifikācija, cēloņi, ietekmes būtība.

Mutācijas ir pastāvīgas DNS struktūras un kariotipa izmaiņas. Iekšējo un ārējo faktoru ietekmes dēļ notiek izmaiņas ģenētiskajā materiālā - mutācijās, kas nosaka mutācijas mainīgumu.

Mutācijas, kas rodas dabiskā vidē, ko sauc par spontāniem, mākslīgi inducētiem. Gan tie, gan citi var rasties gan ģeneratīvajās šūnās, gan somatiskajās šūnās. Mutācijas, kas rodas dzimumšūnās, tiek nodotas nākamajām paaudzēm. Somatiskās mutācijas ir iedzimtas. Tie ietekmē tikai mutanta dzīvnieka pazīmes.

Kromosomu mutāciju klasifikācija.

Ir genomās (heteroploīdās) un strukturālās (abber) mutācijas.

Hyperploidy Hypoploidy 1. Triploidy

Tirsomy Polysomy Monosomy Nullisomy

1. Inversijas tulkojums

6. Gredzena hromosomas

Poliploīdija - daudzkārtējs hromosomu skaita pieaugums. Par daudzveidību, kas veikta haploīdā.

Aneuploīdija - hromosomu samazināšanās vai palielināšanās kariotipā par 1 un 2.

Translokācija - zonu apmaiņa starp hromosomām. Kromosomu savienojums centromēra un telomēra reģionā un atsevišķu fragmentu kustība no vienas vietas uz otru.

Inversijas - hromosomas izvēršas par 180 grādiem.

Svītrojumi - hromosomas vidējā fragmenta zudums.

Pavairošana ir hromosomas vai dažādu hromosomu fragmenta dubultošana.

Trūkums - hromosomas gredzena fragmenta zudums.

Isohromosomas - ir sadalītas nepareizā plaknē.

Gredzenu hromosomas - hromosomu galus iznāk, un atliekas tiek savāktas gredzenā.

Mutagēnu jēdziens, to klasifikācija.

Mutagēni ir faktori, kas dzīvniekiem izraisa gēnu un hromosomu mutācijas.

A) Fiziskās mutagēnas.

Šīs klases galvenie mutagēni ir jonizējošais starojums, ultravioletais starojums un paaugstināta temperatūra. Jonizējošā starojuma ietekmē biežāk notiek hromosomu strukturālās reorganizācijas un retāk gēnu mutācijas. Jonizējošais starojums var traucēt sadalīšanās procesus somatiskajās šūnās, kā rezultātā rodas traucējumi un ļaundabīgi audzēji. Smaga iedarbība var izraisīt nāvi.

B) Ķīmiskās mutagēnas.

Tās ir ķīmiskas dabas vielas, kas spēj izraisīt mutācijas. Spēcīgākie ir: alkilējoši savienojumi (sinepju gāze), slāpekļa bāzes analogi un nukleīnskābes (kofeīns), akridīna krāsas (akridīns sarkans un oranžs). Pesticīdiem un herbicīdiem ir mutagēns efekts. Ķīmiskās mutācijas izraisa gan gēnu (biežāk), gan hromosomu mutācijas.

c) Bioloģiskie mutagēni.

Tie ir vienkāršākie dzīvie organismi, kas izraisa mutācijas dzīvniekiem. Tie ietver vīrusus, baktērijas, helmintus, aktinomicetes. Dzīvām vakcīnām piemīt mutagēnas īpašības. Iekļautas arī zāles (sulfonamīdi, nitrofurāni...), antibiotikas, barības piedevas, konservanti (īpaši pārdozēšanas gadījumā).

4. Gēnu mutācijas var būt dominējošās un recesīvās. Biežāk mutants gēns ir recesīvs, un tajā pašā laikā normālais alēlis nomāc pārveidotā gēna iedarbību.

Pēc mutantu gēnu ietekmes uz proteīnu un fermentu biosintēzes kontroli, ir pieci mutāciju veidi.

-Hypomorphic - ja gēns mutē recesīvā stāvoklī, tad mutantu aleli visbiežāk raksturo tā paša bioķīmiskā produkta daudzuma samazināšanās, kuras sintēzi nosaka attiecīgā gēna sākotnējā dominējošā alēle.

-Hypermorphic - gēns mutē recesīvā stāvoklī, tad visbiežāk mutantu alēli raksturo tā paša bioķīmiskā produkta daudzuma pieaugums, kura sintēzi nosaka šī gēna sākotnējā dominējošā alēle.

-Antimorfiskās - mutācijas, kurās mutants gēns izraisa produkta veidošanos, kas izraisa šī gēna sākotnējā alēles sintēzes inhibīciju vai produktu darbību.

-Neomorfs - mutants alēle nosaka bioķīmiskā produkta sintēzi organismā, kas atšķiras no produkta, kas ir raksturīgs sākotnējam ne mutantam alēlei, un nav mijiedarbojas ar šo produktu.

-Amorfs - mutācijas rezultātā šim gēnam raksturīgais produkts vairs netiek ražots (inaktivācija).

DNS struktūrā pastāv zonas, kas atbilst atsevišķu gēnu apgabaliem, šāda veida izmaiņas:

1) viena nukleotīda aizstāšana (pāreja un pārvēršana) uz citu;

2) atsevišķu nukleotīdu ievietošana vai pievienošana DNS ķēdē

3) atsevišķu nukleotīdu dzēšana (zudums);

4) pamatgrupu dzēšana;

5) inversija - atsevišķu pamatu 180 grādu rotācija;

6) transponēšana - bāzu pāru nodošana gēnā uz jaunu vietu.

Trīs galvenās gēnu mutāciju kategorijas:

1. Missense mutācijas (pārejas, transversijas) - rodas, ja kodonā tiek aizstāts nukleotīds. Tas noved pie kļūdainas aminoskābes ievietošanas, kas savukārt maina proteīna fizioloģisko lomu (rada fonu dabiskās atlases darbībai).

2. Nonsenses mutācijas (pārejas, transversijas) - kodonu gēna izskats, jo kodonus aizvieto atsevišķas bāzes. (tulkošanas process tiek izbeigts gala kodona rašanās vietā).

3. Rāmja nobīdes mutāciju nolasīšana - notiek, kad gēna iekšienē parādās bāzes ievietošana un dzēšana. (Gēnu informācijas semantiskā lasīšana proteīnu sintēzes procesos mainās sakarā ar jaunām bāzes kombinācijām tripletos, jo kodonā notiek viena kodona maiņa, kad notiek nokrišana vai ievietošana. Visa polipeptīda ķēde saņem kļūdainas aminoskābes).

5. Jonizējošais starojums, kas iekļūst šūnās, ceļā no elektroniem no molekulām, kas noved pie pozitīvi uzlādētu jonu veidošanās. Atbrīvotie elektroni pievienojas citām molekulām, kas kļūst negatīvas. Šūnu apstarošanas rezultātā veidojas ūdeņraža (H) un hidroksilgrupas (OH) brīvie radikāļi, kas nekavējoties rada jaunus savienojumus, ieskaitot aktīvo ūdeņraža peroksīdu (H 2 O 2). Šādas transformācijas DNS molekulās un kariotips galu galā noved pie izmaiņām šūnu ģenētiskā aparāta funkcijā, hromosomu aberācijās un punktu mutāciju rašanās.

Jonizējošais starojums var traucēt sadalīšanās procesus somatiskajās šūnās, kā rezultātā rodas traucējumi un ļaundabīgi audzēji. Smaga iedarbība var izraisīt nāvi.

Ķīmiskās mutagēnas ir ķīmiskas vielas, kas spēj izraisīt mutācijas.

Spēcīgākās ķimikālijas ir alkilējošie savienojumi. To mutagēnā iedarbība ir saistīta ar metilgrupas, etilgrupas, propila un citu radikāļu ievadīšanu DNS, kā rezultātā rodas metilēšanas un etilēšanas reakcijas. Arī spēcīgi izteikta mutagēna iedarbība satur slāpekļa bāzes un nukleīnskābes, akridīnkrāsu, kā arī slāpekļskābes, hidroksilamīna, formaldehīda, peroksīdu uc analogu.

Pesticīdiem un herbicīdiem, ko izmanto agronomismā, lai apkarotu nezāles un kaitīgus kukaiņus, ir mutagēns efekts. Mutācijas var identificēt min. mēslošanas līdzekļi, galvenokārt nitrāti, kas vispirms tiek pārvērsti par nitrītiem, un pēc tam uz aktīviem nitrozamīniem.

Ķīmiskās mutagēnas izraisa gan gēnu, gan hromosomu mutācijas. To raksturojums ir uzkrāšanās un pārraide šūnu dalīšanās un nākamās paaudzes laikā

6. Vienkāršākie dzīvie organismi, kas izraisa mutācijas, ir bioloģisko mutogēnu klase. Tie ietver vīrusus, baktērijas, helmintus, aktinomicetes, augu ekstraktus un citus. Dzīvām vakcīnām ir arī mutagēnas īpašības. Šo organismu mutagēna iedarbība ir saistīta ar svešu DNS iekļūšanu šūnās.

Pētot ar cūku mēra vīrusu inficēto dzīvnieku kariotipus, tika konstatēti dažādi aberāciju veidi. Aberāciju līmenis bija atkarīgs no vīrusa devas un iedarbības ilguma.

Pētījumi liecina, ka daudzām zālēm, ko lieto veterinārmedicīnā, ir mutagēnas īpašības. Tāda pati ietekme ir iespējama arī antibiotiku, kā arī dažu barības piedevu un konservantu lietošanas dēļ, īpaši tad, ja tās ir pārdozētas. Šajā sakarā ir jāpārbauda katrs jaunais farmakoloģiskais līdzeklis mutagēnai iedarbībai, stingri jāievēro norādījumi par terapeitisko vielu lietošanu - dzīvnieku augšanas stimulatori, dažādas toksiskas vielas un visa veida toksiskie līdzekļi.

7. Anti-mutagēni - mutācijas procesa stabilizācija dabiskā līmenī. Tos raksturo tādas īpašības kā darbības fizioloģija.

D2 vitamīna pārdozēšana izraisa spermatogenēzes pavājināšanos vīriešiem un iedzimtu patoloģiju cēloni liellopiem.

E vitamīns samazina jonizējošā starojuma un ķīmiskās iedarbības mutagēno iedarbību. Savienojumi.

C vitamīns palīdz samazināt hromosomu aberāciju biežumu.

A vitamīns un karotīns. Samazināt dabisko un mākslīgo mutāciju dzīvnieku šūnās.

K1 vitamīns. Pretojas genotoksiskam prom. izcelsmi.

8. Rūpniecības saimniecības ražošanas procesu rezultātā. lauksaimniecībā. Milzīgs daudzums vielu uzkrājas, daļa no kaķa. Tam ir mutagēna un teratogēna iedarbība. Daži mutagēni (DDT, heksahlorbenzols un citi. Hlotīdi.) Uzkrājas dzīvos organismos. Vīrusi var būt spēcīgs faktors inducētās mutagēzes gadījumā. Chem. Piesārņojuma audzēšanas vide. Tas noved pie nitritu un nitrātu barības koncentrācijas, kuras kaitīgā iedarbība ir zināma. Pesticīdi jums ir ļoti spēcīgi. Radionuklīdi paši ir spēcīgs faktors mutāciju ierosināšanai, izraisot aberācijas. Nelabvēlīga ekoloģiskā vide samazina imunitāti un palielina dzīvnieku ģenētisko aparātu nestabilitāti.

9. Ģenētiskās anomālijas - dzīvnieku morfofunkcionāli traucējumi, kas rodas gēnu un hromosomu mutāciju rezultātā.

Iedzimtas-vides anomālijas - ir atkarīgas no genotipa un vides faktoriem. Šo rakstzīmju fenotipiskā izpausme ir atkarīga no to mutantu gēnu skaita, kas izraisa anomāliju.

Eksogēnas anomālijas - rodas, iedarbojoties uz ķermeni, vides faktori, nav iedzimtas vai eksogēnas.

10) Anomāliju mantojuma veidu parasti nosaka, pamatojoties uz ģenealoģijas analīzi - ciltsrakstiem, kuros jāreģistrē informācija par anomāliju raksturu. Ģimenes koks sāk veidoties no nenormāla dzīvnieka - proband. Brāļi un māsas - brāļi. Vīriešu dzimuma indivīdi - kvadrāts, sieviešu aplis, taisni starp laukumu un apli - krustojums. Pārbaudīt vismaz 5 paaudzes.

1- Autosomālā dominējošā. Nosaka ar 1 gēnu skaitu autosomā pēc tipa - dominējošā. Lielāks biežums. Gan sievietes, gan vīrieši ir slimi. No veseliem vecākiem - veseliem pēcnācējiem, ja viens no vecākiem ir slims - slims. Anomālijas katrā paaudzē.

2- Autosomālā recesīvā. 1 pāris gēnu autosomā. Relatīvi zems biežums. Gan vīrieši, gan sievietes ir slimi. No veseliem vecākiem var būt patoloģiski pēcnācēji. Anomālijas nav atrodamas katrā paaudzē. Palielinoties anomāliju biežumam.

3. Saistīts ar x hromosomu. Gēns atrodas x hromosomā, kas var būt gan dominējošs, gan recesīvs. Parasti vīrieši ir slimi, pārvadātāji ir sievietes ar recesīvu ķēdi (gan sievietes, gan vīrieši slimi ar dominējošu, bet 2 reizes vairāk sieviešu)

4- Poligēnskābe. Nosaka vairāki gēnu pāri. Dažādas anomālijas smagums, atšķirīgs izpausmes vecums. Ceturtā tipa variācija ir anomālijas ar “sliekšņa” efektu (pazīmes pakāpe nav izteikta, anomālija parādīsies tikai tiem dzīvniekiem, kuru kaitīgo poligēnu skaits sasniedz noteiktu skaitu)

- aneuploīdija (trisomija, monosomija, nullomija)

- poliploīdija (triploidija, mozaīkisms)

- pārcelšanās (centrālā kodolsintēze, savstarpējas pārvietošanās, tandēmu pārvietošana)

35 Mutagēni, to klasifikācija un raksturojums. Ģenētiskais risks, ko rada vides piesārņojums ar mutagēniem.

Mutagēni - ķīmiskie un fizikālie faktori, kas izraisa iedzimtas izmaiņas - mutācijas. Pirmo reizi mākslīgās mutācijas tika iegūtas 1925. gadā. A. NadsenomiG. C. Filippovudrozhzhedezhdeystviya radioaktīvais starojums; 1927. gadā. Möller saņēma mutācijas rentgenstaru dēļ. Ķīmisko vielu spēja izraisīt mutācijas (darbība iodanadrosofila) ir atvērta. A. Rapoport. Lidojumu indivīdos, kas veidojušies no šīm svārstībām, mutāciju biežums izrādījās vairākas reizes lielāks nekā kontroles kukaiņiem.

Pēc izcelsmes (:) uz endogēniem, veidojas organisma dzīvības aktivitātes procesā un eksogēnos - visi pārējie faktori, tostarp vides apstākļi.

Pēc sastopamības veida (:) uz fiziskām, ķīmiskām un bioloģiskām:

Fizikālās mutagēnas: 1 jonizējošais starojums; 2 radioaktīvā sabrukšana; 3v starojums; 4 Pārāk augsta vai zema temperatūra.

Ķīmiskās mutagēnas: daži alkaloīdi: kolhicīns ir viens no visbiežāk sastopamajiem mutagēniem. 2 oksidētāji un reducētāji (nitrāti, nitrīti, reaktīvās skābekļa sugas); 3nitroproizvodnye urīnviela - bieži izmanto lauksaimniecībā;

etilēnimīns, etilmetānsulfonāts, dimetilsulfāts, 1,4-bis-diazo-acetilbutāns (pazīstams kā DAB);

daži pesticīdi; dažas pārtikas piedevas (piemēram, aromātiskie ogļūdeņraži, ciklamāti); naftas produkti; organiskie šķīdinātāji;

zāles (piemēram, citostatikas, dzīvsudraba preparāti, imūnsupresanti).

Bioloģiskie mutagēni: specifiskas DNS sekvences - transpononi; daži vīrusi (vīruss, masaliņas, gripa); metaboliskie produkti (lipīdu oksidācija);

Fiziski mutagēni ir jebkura fiziska iedarbība uz dzīviem organismiem, kam ir tieša iedarbība uz DNS vai vīrusa RNS vai mediēta iedarbība, izmantojot replikāciju, reparāciju, rekombinācijas sistēmas.

- tie ir dažādi radiācijas veidi: jonizējošais starojums, radioaktīvais bojājums, ultravioletais starojums.

To primārais efekts ir atsevišķu vai dubultu spraugu veidošanās DNS molekulā. UV ir stipri absorbēts audos un izraisa mutācijas tikai daudzšūnu dzīvnieku virspusējās šūnās, tomēr tas efektīvi iedarbojas uz vienšūnu šūnām. Jonizējošais starojums ir uzlādētu vai neitrālu daļiņu plūsma un elektromagnētiskā starojuma kvantā, kura caur vielu caurlaidība rada jonu un vides ierosinātāju jonizāciju un ierosmi.

kuru izotopi ir radioaktīvi. Šādi elementi ietver visus dabiskos elementus ar atomu skaitu virs 83 (Bi). Radioaktīvo elementu kaitīgo ietekmi nosaka jonizējošais starojums, kura raksturs ir atkarīgs no izotopa radioaktīvās sabrukšanas veida.

Ir dabiski radionuklīdi, kas veidojas kosmiskā starojuma ietekmē, kas pastāvīgi skar Zemi un ir cilvēka radīti.

Kodolreaktori, termoelektrostaciju darbība, kas sadedzina ogles, rada atmosfēras piesārņojumu ar radionuklīdiem. Tā vienmēr satur mazus piemaisījumus no urāna, torija un to sabrukšanas produktiem. Degot degvielu, šie radionuklīdi daļēji nonāk aerosolos un nonāk atmosfērā.

Fosfātu minerālmēslu izmantošana var izraisīt augsnes piesārņojumu ar radionuklīdiem. Urāna un torija piemaisījumi vienmēr ir izejvielās, ko izmanto šo mēslošanas līdzekļu ražošanā. Izejvielu apstrādes laikā radionuklīdi daļēji nonāk mēslošanas līdzekļos un no tiem nonāk augsnē un tiek tālāk tālāk pa trofiskajām ķēdēm.

Citi fiziski mutagēni ir dažāda rakstura daļiņas ar augstu enerģiju: radioaktīvo vielu alfa un beta starojums un neitronu starojums. Tiešās ietekmes uz DNS gadījumā diviem svarīgiem parametriem ir būtiska nozīme: aktīvās daļiņas enerģijas daudzums un bioloģiskā materiāla spēja absorbēt šo enerģiju.

DNS bojājumi var būt divu veidu: divkāršās un vienlīmeņu pārtraukumi.

Mutācijas var izraisīt arī augsta vai zema temperatūra. 1928. gadā Möller parādīja, ka temperatūras pieaugums par 10 ° C palielina mutāciju biežumu Drosophilā par 2-3 reizes. Ļoti zemas vai ļoti augstas temperatūras pārkāpj šūnu dalīšanos (rodas genoma mutācijas). Ekstremālās temperatūras pastiprina citu mutagēnu iedarbību, jo tās samazina remonta sistēmu fermentatīvo aktivitāti.

Fiziskie faktori izraisa tādas pašas mutācijas, kas rodas spontānas mutagēzes laikā.

Ķīmiskie mutagēni ietver daudzus visdažādākās struktūras ķīmiskos savienojumus. Vislielākā mutagēna aktivitāte izpaužas dažādos alkilējošos savienojumos, kā arī nitrozo savienojumos, dažās antibiotikās ar pretaudzēju darbību.

Ķīmiskās mutagēnas ir sadalītas tiešās darbības mutagēnos (savienojumi, kuru reaktivitāte ir pietiekama DNS, RNS un dažu olbaltumvielu ķīmiskai modifikācijai) un netiešas darbības mutagēni (promutagēni ir vielas, kas pašas par sevi ir inertas, bet pārveidojas mutagēnos organismā, galvenokārt oksidēšanās rezultātā).

Mērķa mutagēni šūnā ir DNS un daži proteīni. Vairāki mutagēni izraisa mutācijas, nesaistot tās ar DNS kovalenti. Šajā gadījumā matricas sintēze DNS notiek ar kļūdām. Sintēzes DNS ķēdē izrādās, ka viens nukleotīds ir vairāk vai mazāk nekā normāli un mutācijas notiek.

Ir mutagēni, kas inhibē DNS prekursoru sintēzi. Tā rezultātā DNS sintēze tiek palēnināta vai pat apturēta. Ķimikāliju mutagēnās un kancerogēnās īpašības ir cieši saistītas. Tāpēc iespējamo mutagēnu noteikšana vidē, rūpnieciskās sintēzes produktu mutagenitātes pārbaude (krāsvielas, zāles, pesticīdi uc) ir svarīgs mūsdienu ģenētikas uzdevums.

Ir konstatēts, ka vairākiem tūkstošiem ķīmisko savienojumu ir mutagēna aktivitāte. Tomēr, atšķirībā no jonizējošā un ultravioleto starojuma, ķīmiskās mutagēnas raksturo darbības specifika atkarībā no objekta rakstura un šūnu attīstības stadijas. Ķīmisko mutagēnu mijiedarbība ar iedzimtu struktūru sastāvdaļām (DNS un proteīniem) izraisa primāro kaitējumu pēdējam. Turklāt šie primārie bojājumi izraisa mutācijas.

Bioloģiskie mutagēni ietver DNS un RNS vīrusus, dažus polipeptīdus un proteīnus, piemēram, O-streptolizīnu un vairākus restrikcijas enzīmus, kā arī dažu DNS un noteiktu plazmīdu preparātus.

Mutāciju veidošanās mehānismi dažādu bioloģisko faktoru darbībā nav pilnīgi skaidrs, tomēr aģenti, kas satur nukleīnskābes, var izraisīt rekombinācijas procesu traucējumus, kas noved pie mutācijām. Restrikcijas enzīmu iedarbība tiek samazināta līdz DNS ķēžu "griešanai" konkrētā nukleotīdu sekvences vietā (lokusā), kas ir specifisks katram ierobežojumam.

Bioloģiskie mutagēni: - specifiskas DNS sekvences - transpononi;

- daži vīrusi (masalas, masaliņas, gripas vīruss); - vielmaiņas produkti (lipīdu oksidācijas produkti);

Transpozoni ir viena no genoma mobilo elementu klasēm, kas, ievadot genomā, var izraisīt mutācijas, tostarp tādas nozīmīgas kā hromosomu pārkārtošanās.

Viņiem ir svarīga loma medikamentu rezistences pārnesei starp mikroorganismiem, rekombināciju un ģenētiskā materiāla apmaiņu starp dažādām sugām gan dabā, gan gēnu inženierijas pētījumu gaitā.

Problēma ir tā, ka mutācijas frekvences paātrinājums izraisa to personu skaita pieaugumu, kurām ir iedzimts defekts un kaitīgas mantojuma novirzes, jo galvenais ģenētikas izraisītais vides piesārņojuma risks ir tas, ka jaunās mutācijas, kas nav „pārstrādātas” evolucionāri., negatīvi ietekmēs jebkura organisma dzīvotspēju. Vides mutagēni ietekmē iedzimtu molekulu rekombinācijas vērtības, kas ir arī iedzimtu pārmaiņu avots.

Bioloģiskie mutagēni (DNS transpozoni, vīrusi), to darbības mehānismi

8.9.5. Iedzimtu slimību profilakse, pamatojoties uz datiem no ģenētiskās pases.

Atslēgvārdi trīs valodās:

Izstrādātājs: Prep. Kydyrbaeva A.K.

SIW

8.1. 6. tēma. Pašreizējie dati par kancerogēniem faktoriem

8.2. Mērķis: veidot studentiem mūsdienīgu izpratni par kancerogēniem faktoriem un to nozīmi ļaundabīgo audzēju attīstībā.

MUTAGENESIS BIOLOĢISKIE FAKTORI

Papildus fizikālās un ķīmiskās dabas mutagēniem vidē ir bioloģiski mutagēzes faktori. Bioloģiskas izcelsmes mutagēni ir vīrusi, baktērijas (stafilokoki), sēnītes, vienšūņi, helminti un to vielmaiņas produkti, kas darbojas kā ķīmiski mutagēni, vakcīnas, serumi, steroīdu hormoni, nepietiekams uzturs, vecums.

Vīrusi. Faktus par vīrusu izraisītu mutagēno kaitējumu viņu šūnu infekcijas laikā konstatēja 20. gadsimta beigās. Vēlāk tika konstatēts, ka hromosomu pārtraukumi var izraisīt gripas vīrusus, herpes, bakas, vējbakas, masalas, masaliņas, encefalītu, poliomielītu utt. Nonpatogēni vīrusi, kas atrodas gandrīz visās šūnās, rada svešas DNS plūsmu, kas pastāvīgi ietekmē saimniekšūnas. Ir zināms, ka ārzemju DNS ir mutagēnas īpašības (traucē rekombinācijas procesu). Turklāt vīrusi, tāpat kā to saimnieks, ir pakļauti vides mutagēniem, jo ​​īpaši šūnās ar traucējumiem, kuriem ir bojājumu kompensācijas mehānismi, kā rezultātā rodas jaunas vīrusu sacīkstes ar mainīgām mutagēnām īpašībām. Ir konstatēta būtiska saikne starp dažu vīrusu slimību epidēmijām un turpmāko deguna vēža attīstību.

Baktērijas. Baktēriju toksīnu piemērs ir: botulīna toksīns, streptolizīns-O, hemolītiskais streptokoku toksīns, palielina mutāciju biežumu cilvēka embriju fibroblastu kultūrā.

Sēnes Mikotoksīnu piemēri: aflatoksīns - veidojas no pelējuma sēnēm Aspergilla flavus, kas aug uz riekstiem, garšvielām un graudaugiem, ir hepatotoksīns un kancerogēns; Patulīns - tiek sintezēts ar Penicillum expansum sēnēm, kas aug uz nogatavinātiem augļiem, graudiem, riekstiem, atrodami bojātos augļos un sulās, kam ir hepato-nefrotoksiska un kancerogēna iedarbība.

Cilvēka zarnas Helminth parazīti izdalās no vielmaiņas mutagēniem produktiem. Parazītu metabolīti iznīcina hromosomu telomērus, pārkāpj šķērsošanas procesu.

Nesen tika konstatēts, ka cilvēku vakcinācija un terapeitisko serumu lietošana var izraisīt arī hromosomu aberāciju līmeņa paaugstināšanos.

Ir pierādīta imunoloģiskā stresa mutagēna iedarbība transplantācijas un atgrūšanas gadījumā (audu nesaderības dēļ) pelēm.

Vecums Jo vecāks vecums, jo lielāka ir iedzimtu slimību, somatisko mutāciju un neviena orgāna funkcijas traucējumu iespējamība. Tādējādi Dauna sindroms ir 14 reizes biežāk sastopams bērniem no mātēm, kas dzemdējušas pēc 40 gadu vecuma, krūts vēzis biežāk sastopams sievietēm, kas nav nepārtas.

Pieaugošais vides mutagenitātes līmenis noved pie genoma aizsardzības faktoru meklējumiem un cilvēka ģenētiskās drošības nodrošināšanas.

Lai nodrošinātu ģenētisko homeostāzi dabā, ir spēcīga antimutācijas barjeru sistēma molekulārā, subcellulārā, šūnu un organisma līmenī:

1. DNS molekulas divu virzienu klātbūtne - izmaiņas, kas rodas vienā virzienā, var tikt atjaunotas, pateicoties otrai nemodificētai DNS virknei. Bojātas DNS molekulas labošanas procesu sauc par kompensāciju. Tas var būt vairāku veidu (iepriekš reflekss, pēcapstrāde, SOS remonts).

2. Aminoskābju līdzība funkcionālajā darbībā - mutācijas rezultātā viena aminoskābe tiek aizstāta ar citu, līdzīga funkcionālajai darbībai, tāpēc proteīna īpašības un funkcijas nav mainījušās.

3. Ģenētiskā koda deģenerācija - sakarā ar to, ka ir 64 tripleti un 20 aminoskābes, vairāki tripleti var atbilst tai pašai aminoskābei (līdz 6). Tāpēc daudzos gadījumos viena nukleotīda aizstāšana ar citu izraisa tripleta sinonīmu.

4. Gēnu dublēšanās - daudzi šūnu gēni tiek dublēti no 100 līdz 1 000 000 reižu (gēnu kopijas).

5. Kromosomu savienošana somatisko šūnu diploīdajā kopā eukariotos - pateicoties tam, recesīvās mutācijas neizpaužas.

6. Atlase - tā notiek visos līmeņos: molekulārā, šūnu, organisma (embrija nāves, nedzīvi dzimušo, nāves agrīnā bērnībā, neauglības) un mērķis ir aizsargāt iedzīvotājus no deģenerācijas. Tāpēc sugas pastāv jau ilgu laiku.

Antimutagēnu lietošana. Pirmie darbi, kas parādīja spēju samazināt mutagēna kaitējumu genomam, pieder 20. gadsimta 50. gadiem. Vielas, kas samazina inducēto mutāciju līmeni, sauc par antimutagēniem. Pašlaik ir zināmi vairāk nekā 300 aminoskābju dabiskie un sintētiskie antimutagēni (histidīns, metionīns), vitamīni (tokoferols, karotīns, retinols, askorbīnskābe), fermenti (oksidāze, katalāze), interferons. Saskaņā ar darbības mehānismu tos var iedalīt 4 grupās:

1. Desmutagens - vielas, kas inaktivē mutagēnus vai novērš to veidošanos ķīmiskās reakcijās in vivo. Šādas vielas ir askorbīnskābe, glutations, E vitamīns, vairāki dabīgi un sintētiski fenoli. Humīnskābe spēj adsorbēt benzopirēnu, 3-amino antracēnu. Daudzām dārzeņu sulām (kāpostiem, redīsiem, selerijām), kas satur īpašus termiski stabilus un termolabilus proteīnus, kas darbojas kā antioksidanti, piemīt desmutagēna īpašības. Mutagēni var veidot neaktīvus kompleksus ar uztura šķiedrām, kas ir divu veidu kompleksie ogļhidrāti - ūdenī šķīstoši un ūdenī nešķīstoši. Pirmais ir sastopams dārzeņos, augļos, dažos graudos (auzās). Tie kavē zarnu karcinogenēzi, ko izraisa kancerogēni pārtikā, novirzot zarnu vielmaiņu pret detoksikāciju. Turpretī kviešu, rīsu, ūdenī nešķīstošo diētisko šķiedru metabolizē zarnu floras fermenti, bet darbojas, izmantojot citus mehānismus, jo īpaši saglabājot ūdeni, „atšķaidot” kancerogēnus un tādējādi samazinot zarnu vēža sastopamību. Diētiskās šķiedras samazina krūts vēža sastopamību dzīvniekiem un cilvēkiem. Tādējādi labības, augļu izmantošana var novērst audzēju rašanos cilvēkiem.

2. Antimetabolīti - vielas, kas ietekmē mutagēnu metabolismu un transportēšanu. Dažas vielas samazina tiešo mutagēnu iedarbību vai vājina to kaitīgo ietekmi. Piemēram, selēns, kas inhibē benzapirēna metabolismu, vienlaikus samazina tā mutagēno iedarbību.

3. Reparogēni - vielas, kas ietekmē DNS remonta un replikācijas procesus. Native un rekombinanti interferoni stimulē DNS atjaunošanos un aizsargā kultivēto cilvēka šūnu ģenētiskās struktūras no radiācijas un ķīmiskās mutagēzes. Reparagēni ir para-aminobenzoskābe (B vitamīna prekursors), meksamīns, aktivizējot ligāžu sintēzi (enzīmus, kas saistīti ar ekskrementu remontu), interferonus, kobalta hlorīdu utt. Tātad, divvērtīgs kobalts, kas atrodas cilvēka un zīdītājos placentā, iekapsulē zīdītāju organismā utt. placentas ekstraktu aktivitāte.

4. Antioksidanti - vielas ar antioksidantu aktivitāti. Vairāku mutagēnu kaitīgo iedarbību pamatā ir brīvie radikāļi. Tas ļauj mērķtiecīgi meklēt farmakoloģiskos līdzekļus ģenētisko struktūru aizsardzībai. Vislabāk pētītās dabīgās antioksidantu aizsardzības sastāvdaļas ir: glutations, askorbīnskābe, tokoferols, A vitamīns. C vitamīns spēj pārņemt superoksīda anjonu radikāļu šūnu ūdens fāzē. Brīvo radikāļu „slazdi” ir E vitamīns (tā izmantošana pelēs palielina paredzamo dzīves ilgumu), A vitamīna grupas savienojumi un tās priekšgājēji, karotinoīdi. Lielākā daļa no dārzeņu un augļu antioksidantiem, to lietošana ievērojami samazina šūnas ģenētisko aparātu bojājuma risku.

Pasākumi, lai novērstu vides piesārņojumu ar mutagēniem un nodrošinātu ģenētisko drošību jāiekļauj:

· Mutagēnu kontrole vidē, novērtējot to mutagenitātes pakāpi, izmantojot testēšanas sistēmas. Tā kā pēdējās, biežāk tiek izmantotas prokariotes, pelējuma sēnes, augļu mušas, augu, dzīvnieku vai cilvēku šūnu kultūras. Zīdītāju, piemēram, peles, lietošana nav racionāla eksperimentu lielgabarīta un augsto izmaksu dēļ. Testus, kuros izmanto mikroorganismus, raksturo augsta caurlaidība un jutīgums pret mutagēno iedarbību. Tomēr galvenā problēma, piemērojot šos testus, ir rezultātu iegūšana, kas iegūti augstākiem dzīvniekiem un cilvēkiem.

· Pārtikas un narkotiku kontrole, vielu ražošanas ierobežošana ar mutagēnu iedarbību;

· Iespējami bīstamu uzņēmumu ģenētiskās drošības ievērošanas uzraudzība: atomelektrostacijas, ķīmiskās un mikrobioloģiskās iekārtas, zinātniskās un rūpnieciskās biotehnoloģijas iekārtas, t

· Demogrāfiskās politikas kontrole, t

· Populāciju ģenētiskā uzraudzība, t

· Medicīniskās un ģenētiskās konsultēšanas sistēmas izveide. Personai ir jāzina sava ģenealoģija un nosliece uz iedzimtām slimībām, jāizvairās no mutagēniem. No medicīnas viedokļa ir absolūti nepieciešams, lai katram cilvēkam būtu ģenētiskā pase (asinsgrupa, iedzimtas slimības utt.), Viņa ārstējošajam ārstam būtu jāzina.

Pievienošanas datums: 2017-02-13; Skatīts: 4958; PASŪTĪT RAKSTĪŠANAS DARBS

Bioloģiskie mutagēni

Fizikālās mutagēnas

• jonizējošais starojums;
• radioaktīvā sabrukšana;
• ultravioletais starojums;
• simulēti radio emisijas un elektromagnētiskie lauki;
• pārāk augsta vai zema temperatūra.

Ķīmiskās mutagēnas

• oksidētāji un reducētāji (nitrāti, nitrīti, reaktīvās skābekļa sugas);
• alkilējošie līdzekļi (piemēram, jodoacetamīds);
• pesticīdi (piemēram, herbicīdi, fungicīdi);
• dažas pārtikas piedevas (piemēram, aromātiskie ogļūdeņraži, ciklamāti);
• naftas produkti;
• organiskie šķīdinātāji;
• zāles (piemēram, citostatikas, dzīvsudraba preparāti, imūnsupresanti).
• Daudzus vīrusus parasti var attiecināt uz ķīmiskiem mutagēniem (vīrusu mutagēnais faktors ir to nukleīnskābes - DNS vai RNS).

Bioloģiskie mutagēni

• specifiskas DNS sekvences - transpononi;
• daži vīrusi (masalas, masaliņas, gripas vīruss);
• metaboliskie produkti (lipīdu oksidācijas produkti);
• dažu mikroorganismu antigēni.

1. RAŽOŠANAS VIDES MUTAGENES

Ķimikālijas darbā ir visplašākā antropogēno vides faktoru grupa, kas bieži ietver ļoti toksiskus savienojumus. Mutagenitātes ražošanas faktoru pārbaudei jābūt daļai no arodveselības. Iedzīvotāju skaita ziņā tas ir ļoti svarīgi, jo darbā ar plašu reproduktīvā vecuma cilvēku kontingentu saskaras ar ķīmiskiem savienojumiem.
Vislielākais pētījums par vielu mutagenitāti cilvēka šūnās tika veikts sintētiskiem materiāliem un smago metālu sāļiem.

Ražošanas vides mutagēni var iekļūt ķermenī dažādos veidos: caur plaušām, ādu, gremošanas traktu. Līdz ar to iegūtās vielas deva ir atkarīga ne tikai no tā koncentrācijas gaisā vai darba vietā, bet arī no personīgās higiēnas noteikumu ievērošanas. Lielākajai daļai ķīmisko vielu, ar kurām persona saskaras darbā, nav atkarīga no devas atkarības no hromosomu aberāciju biežuma, t.i., tās nevar klasificēt kā spēcīgas mutagēnas.

Vislielāko uzmanību piesaistīja sintētiskie savienojumi, kuru iedarbība ne tikai cilvēka šūnu kultūrā, bet arī organismā atklāja spēju izraisīt hromosomu aberācijas un māsas hromatīdu apmaiņu. Savienojumiem, piemēram, vinilhlorīdam, hloroprēnam, epihlorhidrīnam, epoksīdsveķiem un stirolam, protams, ir mutagēna iedarbība uz somatiskajām šūnām.

Vinilhlorīda monomēru ražo rūpniecība vairāk nekā 50 gadus. Vairāk nekā 95% no tā izmanto sintētisko sveķu ražošanai. Vinilhlorīds izraisa mutācijas dažādos testa organismos. Mutagēns nav pats vinilhlorīds, bet tā metabolīti, galvenokārt hloretilēna oksīds. Pēdējai ir spēcīgākās mutagēnas un kancerogēnas īpašības zīdītājiem.

Organiskie šķīdinātāji (benzols, ksilols, toluols), savienojumi, ko izmanto gumijas izstrādājumu ražošanā (maisītāji, tīrīšanas līdzekļi, vulkanizācijas paātrinātāji) izraisa citoģenētiskas izmaiņas in vitro un in vivo, īpaši cilvēkiem, kas smēķē. Sievietēm, kas strādā riepu un gumijas rūpniecībā, palielinās hromosomu aberāciju biežums perifērajos asins limfocītos.

Nav šaubu, ka mutagēna iedarbība uz smago metālu cilvēka somatiskajām šūnām, to sāļiem un citiem elementiem (svins, cinks, kadmijs, dzīvsudrabs, hroms, niķelis, arsēns, varš).
Darbinieku citoģenētisko pārbaužu vērtība neaprobežojas tikai ar mutagēnas ietekmes novērtējumu, ko rada ražošanas vides faktoru iedarbība. Ar savu palīdzību jūs varat noteikt toksisku ietekmi uz šūnām un audiem. Atsevišķu darba ņēmēju profesionālo grupu medicīniskajai pārbaudei jāietver jutīgas citoģenētiskās metodes, kas ļauj novērtēt faktisko vai iespējamo toksisko (tostarp mutagēno) rūpnieciskās ražošanas risku. Tas attaisno jaunas pieejas arodveselībai.

Polihloroprēna elastomēru ražošanā izmantotajam poliestera plastmasu un hloroprēna ražošanai izmantotajam stirolam ir mutagēna aktivitāte.

6-valentu hroma savienojumi izraisa mutācijas daudzās prokariotu un eukariotisko testu sistēmās gan in vivo, gan in vitro.

2. LAUKSAIMNIECĪBAI IZMANTOJAMĀS ĶĪMISKĀS VIELAS

Lauksaimniecības intensīvā ķīmiskā ķīmija palielināja ražu un vienlaikus arī vides piesārņojumu ar pesticīdiem un citiem ķīmiskiem savienojumiem. Pesticīdu ģenētiskās aktivitātes izpētes rezultātu analīze parādīja, ka daudzi no tiem ir mutagēni

No 400 pētītajiem pesticīdiem 262 vielas (65%) uzrādīja mutagēnu darbību uz testa priekšmetu.

Tiek veikta ģenētiskā pārbaude personām, kurām ir profesionāls kontakts ar pesticīdiem. Tajā pašā laikā tiek pētīta citoģenētisko traucējumu biežums perifērajos asins limfocītos. Zirāms, zinebs un TMTD pesticīdi ievērojami palielināja šūnu ar hromosomu aberācijām biežumu starp darbiniekiem, kas nodarbojas ar ražošanu vai to lietošanu.
Lielākā daļa pesticīdu ir sintētiskas organiskas vielas. Tā kā tie cirkulē biosfērā, migrē dabiskajās trofiskajās ķēdēs, uzkrājas dažos biocenozos un lauksaimniecības produktos, ne tikai ārsti, higiēnisti, bet arī ekoloģi ir iesaistīti to lietošanas seku prognozēšanā.
Augu aizsardzības ķimikāliju mutagēno risku prognozēšana un novēršana ir ļoti svarīga. Un mēs runājam par mutācijas procesa palielināšanu ne tikai cilvēkiem, bet arī augu un dzīvnieku pasaulē.

3. MEDICĪNĀ IZMANTOTĀS MEDICĪNAS UN CITAS VIELAS

Mutagēnās aktivitātes testēto zāļu saraksts tiek pastāvīgi atjaunināts un koriģēts.
Visvairāk izteikta mutagēna iedarbība ir citostatikai un antimetabolītiem, ko lieto ļaundabīgo audzēju un imūnsupresantu ārstēšanai. Līdzīgi rezultāti ir to mutagēnās iedarbības pārbaudei uz dažādiem testa objektiem (mikroorganismiem, augiem, kukaiņiem, somatisko zīdītāju un cilvēka šūnu kultūrām, zīdītājiem kaulu smadzenēs un dzimumšūnām). Daudzas citostatiskās vielas izraisa no devas atkarīgu hromosomu aberāciju un māsa hromatīdu apmaiņas biežumu cilvēka limfocītos. Pat onkoloģijas nodaļu medicīniskajam personālam, kas neveic piesardzības pasākumus, iepakojot citostatistus, var būt neliels mutagēns risks.
Pretvēža antibiotikas (aktinomicīns O, adriamicīns, bleomicīns, daunomicīns, mitomicīns C) cilvēka šūnās izraisa hromosomu aberācijas atkarībā no devas. Dažu no tiem mutagēnās iedarbības mehānisms, acīmredzot, ir saistīts ar to ievadīšanu DNS sintēzes procesā.
Tā kā vairumam pacientu, kas lieto šīs zāles, nav pēcnācēju, aprēķini rāda, ka šo zāļu ģenētiskais risks nākamajām paaudzēm ir neliels.
Daudzas ārstnieciskas vielas izraisa hromosomu aberācijas cilvēka šūnu kultūrā devās, kas atspoguļo reālos, ar kuriem cilvēki saskaras, bet neparādās skaidra atkarība no devas. Šīs zāles izraisa (2-3 reizes augstākas par spontāno līmeni) hromosomu aberācijas indivīdiem, kas saskaras ar viņiem. Šajā grupā ietilpst pretkrampju līdzekļi (barbiturāta komplekss), psihotrops (klozepīns), hormonāls (estradiols, progesterons, perorālie kontracepcijas līdzekļi), anestēzijas maisījumi, hloridīns, hlorpropanamīds, pretiekaisuma līdzekļi (butadions, acetilsalicilskābe, amidopirīns).
Atšķirībā no citostatikām, nav pārliecības, ka šo grupu zāles iedarbojas uz cilmes šūnām. To pārbaudes rezultāti eksperimentos pat somatiskajās šūnās ne vienmēr sakrīt. Piemēram, acetilsalicilskābe un amidopirīns palielina hromosomu aberāciju biežumu, bet tikai ar lielām devām, ko izmanto reimatisko slimību ārstēšanā.

Ir narkotiku grupa ar vāju mutagēnu iedarbību. To darbības mehānismi hromosomām ir neskaidri. Netiek izslēgta netieša darbība, mainoties dažu savienojumu metabolismam, kas ir līdzīgs spontānās mutagēzes paātrinātājam. Šādi vāji mutagēni ir metilksantīni, daži psihotropi medikamenti, baktericīdi un dezinfekcijas līdzekļi (tripoflavīns, heksametilēn-tetramīns, etilēnoksīds, levamizols, rezorcīns, furosemīds). Neskatoties uz to vāju mutagēno iedarbību, to plašās lietošanas dēļ ir nepieciešams rūpīgi novērot šo savienojumu ģenētisko iedarbību. Tas attiecas ne tikai uz pacientiem, bet arī uz medicīnas personālu, kas izmanto preparātus dezinfekcijai, sterilizācijai un anestēzijai.

4. GAISA AEROSOLI

Ir vairākas pieejas gaisa piesārņotāju mutagēno komponentu testēšanai un noteikšanai. Tie visi virst šādi: zināmu daudzumu gaisa izplūst caur stikla šķiedras filtriem, lai nogulsnētu suspendētās daļiņas; savāktās daļiņas ekstrahē ar šķīdinātājiem, tad šķīdinātājus iztvaicē, un sausais ekstrakts tiek izšķīdināts vēlākai testēšanai.

Gaisa piesārņotāju ekstrakti satur gan tiešas iedarbības mutagēnus, gan tiem, kam nepieciešama metaboliska aktivācija. Tie ietver svina un sēra savienojumus. Turklāt nitroaromātiskie savienojumi, piemēram, nitropirēni, nitronafacēns, nitrofluorēni un citi, arī tieši ietekmē mutagēnus.

Galvenie gaisa piesārņojuma avoti ir rūpniecības uzņēmumi, transportlīdzekļi un termoelektrostacijas.

Gaisa piesārņotāju ekstrakti izraisa hromosomu aberācijas cilvēku un zīdītāju šūnu kultūrās.

Līdz šim iegūtie dati liecina, ka gaisa aerosoli, jo īpaši dūmu vietās, ir mutagēnu avoti, kas nonāk cilvēka organismā caur elpošanas sistēmu.

5. MUTAGENES DZĪVNIEKĀ UN PĀRTIKĀ.

Pārbauda arī mutagēnās aktivitātes attiecībā uz vielām, kas ir pārtikas produktu sastāvdaļas un kuras tiek izmantotas ikdienas dzīvē. Šī vielu grupa tika pētīta saistībā ar pārtikas un mājsaimniecības paradumu (īpaši smēķēšanas) būtiskās nozīmes noteikšanu vēža sākumā.

Epidemioloģisko pētījumu rezultāti liecina, ka smēķēšana ir vissvarīgākā plaušu vēža etioloģijā. Pašlaik liela uzmanība tiek pievērsta tabakas dūmu un tā sastāvdaļu mutagēno aktivitāšu izpētei. Iegūti daudzi dati, ka tabakas dūmi satur genotoksiskus savienojumus, kas var izraisīt mutācijas somatiskajās šūnās, kas var izraisīt audzēju attīstību, kā arī dzimumšūnās, kas var izraisīt mantojumus. Lielākā daļa pētnieku saistīja tabakas dūmu mutagēnu aktivitāti ar proteīnu un aminoskābju pirolīzes augstiem mutagēniem produktiem, kā arī nitrētiem aromātiskajiem ogļūdeņražiem. Turklāt tabakas dūmos konstatēja specifiskus nitrozamīnus, kas ir tabakas alkaloīdu nitrozētie atvasinājumi.

Uztura bagātinātājiem, piemēram, saharīnam, AP-2 nitro-furāna atvasinājumam (konservants), krāsvielas floksīnam un citiem, ir vājas mutagēnas īpašības. Dati par alkohola mutagenitāti ir pretrunīgi. Acīmredzot tam ir vāja mutagēna iedarbība.
Liela uzmanība tiek pievērsta, lai pārbaudītu matu krāsu mutagenitāti.

Mutagēnās vielas pārtikas produktos, sadzīves ķīmijas vielas ir grūti noteikt, jo ir nelielas koncentrācijas, ar kurām persona saskaras reālos apstākļos. Tomēr, ja tās izraisa mutācijas dzimumšūnās, tas laika gaitā radīs ievērojamu ietekmi uz iedzīvotājiem, jo ​​katra persona saņem kādu devu pārtikas un mājsaimniecības mutagēniem.

Viens no dabisko genotoksisko produktu piegādātājiem ir mūsu pārtika. Analīze parādīja, ka mutagēnu un kancerogēnu avoti ir gaļas un zivju produkti cepšanas laikā, cukurā - karamelizācijas laikā, kā arī daži augu un dzīvnieku izcelsmes pārtikas produkti.

Mūsdienu apstākļos, kad notiek intensīva rūpniecības attīstība un vides piesārņojums, ir strauji palielinājies risks, ka cilvēks tiks pakļauts nozīmīgām nitrozamīnu devām.

Nitrozo savienojumu saturs pārtikas produktos ievērojami atšķiras un acīmredzami ir saistīts ar slāpekli saturošu mēslošanas līdzekļu izmantošanu, kā arī ēdiena gatavošanas tehnoloģijas un nitritu kā konservantu izmantošanu.

Tiek uzskatīts, ka aptuveni 80% nitrātu, kas nonāk organismā, ir augu izcelsmes. No tiem aptuveni 70% ir dārzeņos un kartupeļos un 19% gaļas produktos. Ar pārtiku persona saņem vidēji aptuveni 100 mg nitrātu dienā (aprēķina NO jonu₃). Nozīmīgs nitrītu avots ir konservi. Slāpekļa oksīdi no atmosfēras gaisa ir augšējo elpošanas ceļu un plaušu gļotādu veidošanās avots.

Tādējādi gan mutagēno, gan kancerogēno nitrozo savienojumu gan nitrozējamie, gan nitrozējošie prekursori tiek uzturēti ar pārtiku cilvēka organismā. Ja nitrozējošās vielas, piemēram, nitrīti un nitrāti, ir antropogēnas izcelsmes, tad nitrozējamie savienojumi ir dabiskas izcelsmes.

Attīstības procesā augi attīstīja spēju sintezēt vielas, kas tās aizsargā no slimībām un kaitēkļiem. Šīs vielas ir dabīgi pesticīdi, tie ir nepieciešami normālam augu dzīves laikam. Tomēr, ja šīs toksiskās vielas, kas atrodas pārtikā noteiktās koncentrācijās, nonāk cilvēka organismā, tās var izraisīt mutācijas. Tas pats notiek dzīvnieku organismā, kas saņem augu izcelsmes pārtikas produktus no dabīgiem pesticīdiem.

Mutagēnas un kancerogēnas ir daudzas dabiski sastopamas ķimikālijas. Piemēram, daži ārstniecības un pārtikas augi satur safrolu, estragolu, kam piemīt mutagēnas īpašības. Melnie pipari kopā ar estragolu satur ievērojamu piperīna daudzumu, kam piemīt arī genotoksiskas īpašības. Vēl viens pārtikas mutagēnu un kancerogēnu avots ir hidrosīni, kas lielos daudzumos atrodami ēdamajās sēnēs. Selerijas, pastinaki, pētersīļi, citrusaugļu eļļas satur psoralēnu, kas pārvēršas par mutagēnu un kancerogēnu pasaulē.

Pārtikas mutagenitāte var tikt iegūta sagatavošanas procesa laikā. Tauki, kas dažās valstīs veido līdz 40% vai vairāk no visu pārtikas produktu kaloriju satura, tiek vārīti ēdiena gatavošanas laikā, veidojot dažādus toksiskus produktus (holesterīna hidroperoksīdus, taukskābju epoksīdus, aldehīdus utt.). DNS graujošus produktus veido grauzdiņi, gaļa, zivis ar intensīvu sildīšanu.
Nesen tika lēsts, ka persona ar pārtiku iegūst neticamu daudzumu dabisko vielu, kas var izraisīt ģenētiskus traucējumus - dažus gramus dienā, kas ir 10 tūkstoši vairāk nekā sintētisko pesticīdu atliekas dažos produktos. Šādai summai vajadzētu radīt ļoti būtisku kaitējumu iedzimtajām struktūrām, bet tas nenotiek, jo kopā ar mutagēniem pārtikā ir arī antimutagēni, kas neitralizē pirmās.

Viena no visvairāk pētītajām pārtikas produktu grupām ir vitamīni un provitamīni. Protams, to efektivitāte nav vienāda, kā arī to zināšanu pakāpe, bet nav šaubu par A vitamīna un tā provitamīnkarotīna, tokoferola (E vitamīna), askorbīnskābes (C vitamīna), fenohinona (K vitamīna), folskābes (folikīnskābes) antimutagenitāti. vitamīnu b).

Lielākā daļa antimutagēnu nav specifiski. Daudzi antimutagēni ir universāli. Tas nozīmē, ka tas pats antimutagēns var samazināt dabisko (spontāno) un hromosomu aberāciju līmeni, ko izraisa dažādi faktori un gēnu mutācijas dažādos objektos. Šajā sakarā tiek ieviests antimutagēnu universāluma jēdziens. Antimutagēno iedarbību uz katru no mutācijas testiem (gēnu mutācijām un hromosomu aberācijām) dažādiem objektu veidiem (mikroorganismi, augi, zīdītāji un cilvēka šūnu kultūra) mutācijas indukcijas apstākļos, ko izraisa dažāda rakstura faktori (spontāna, starojuma, ķīmiskā), uzskata par universāluma indeksa vienību. Iegūtā summēšanas vērtība raksturo antimutagēna universāluma pakāpi.

Anti-mutagēni, piemēram, tokoferols, askorbīnskābe, nātrija selenīts uc, raksturojas ar visaugstākajiem universāluma rādītājiem, kas nomāc baktēriju, sēnīšu, augstāku augu, cilvēka leikocītu un zīdītāju kultūru, samazina hromosomu aberāciju un gēnu mutāciju līmeni, ko izraisa ķīmiskā iedarbība spontāni. Šo antimutagēnu universāluma rādītājiem ir maksimālā vērtība. Ņemiet vērā, ka, runājot par antimutagēna universālumu, tas nenozīmē, ka šī viela vai faktors obligāti samazinās mutāciju biežumu, lietojot jebkuru genotoksisku vielu. Indekss raksturo tikai universāluma pakāpi un to var izmantot, salīdzinot dažādus antimutagēnus.

Visi zināmie antimutagēni ir tikai mutācijas procesa stabilizatori.

Tagad ir konstatēts, ka dažādu antimutagēnu mutagenēzes pakāpe ir atšķirīga, bet nav zināms viens antimutagēns, kas pilnībā nomāc mutācijas procesu.
Mēs arī atzīmējam šādu ļoti svarīgu antimutagēnu īpašību kā fizioloģisku iedarbību.

Tika konstatēts, ka, demonstrējot antimutagēnās īpašības zemās koncentrācijās, dažas no šīm vielām lielās devās var darboties kā mutagēnas vielas, kā arī izraisīt citu struktūru un šūnu funkcijas traucējumus. Tas ir raksturīgs arginīnam, glutamīnskābei, nātrija selenītam, streptomicīnam, galskābes atvasinājumiem utt. Piemēram, nātrija selenītam ir ļoti augsts universāluma indekss, ir pietiekami efektīvs, lai samazinātu mutācijas biežumu. Tomēr augstām šīs vielas koncentrācijām ir spēcīgas mutagēnas īpašības. Un tas nozīmē blakusparādību iespējamību gadījumos, kad var rasties zāļu pārdozēšana. Vēl viens antimutagēns, jonols, kaut arī neparādās mutagēnas īpašības augstās koncentrācijās, tomēr izraisa dažādus traucējumus šūnu dalīšanās procesā. Fizioloģijas trūkums krasi ierobežo noteiktu antimutagēnu izredzes. Tajā pašā laikā citu antimutagēnu (tokoferola, karotīna, filohinona uc) koncentrācijas palielināšanās pat vairākos lielumos nemaina to darbības raksturu.

Ņemiet vērā, ka nitrozo savienojumu veidošanās inhibitori ne vienmēr ir viennozīmīgi efektīvi. Jo īpaši daži fenoli novērš nitrozo savienojumu veidošanos, bet piemērotos apstākļos tiem piemīt neatkarīgas mutagēnas un kancerogēnas īpašības.
Vēl viens antimutagēna darbības veids ir enzīmu sistēmu aktivitātes palielināšana, kas neitralizē mutagēnus, kancerogēnus un citus genotoksiskus savienojumus. Atšķirībā no dismutagēniem, tie nesaistās ar genotoksiskiem produktiem, bet tikai aktivizē dabiskās sistēmas, kas ir funkcionāli svarīgas svešzemju toksisko vielu detoksificēšanai no ārpuses. Šī antimutagēnu grupa, saukta arī par bloķējošiem līdzekļiem, ietver glutationu, dažus oksidāzes fermentus.

Īpaša antimutagēnu grupa ir vielas, kas ietekmē organisma redokspotenciālu. Daudzi mutagēni un kancerogēni rada genotoksiskus brīvos radikāļus, jo īpaši skābekļa radikāļus pārtikā esošo taukskābju oksidēšanas procesā. To aktivitāte palielinās sakarā ar pakļaušanu tādiem ekstremāliem faktoriem kā starojums, ķīmiskās toksicitātes, vīrusu un baktēriju infekcijas. Un tos novērš antioksidanti, kas ir ļoti efektīvi antimutagēni, kas inhibē oksidatīvos procesus organismā, kura laikā veidojas brīvie radikāļi.

7. VIDES POLITIKAS MUTAGENISKĀS IETEKMES NOVĒRŠANAS VEIDI

Dzīvo organismu evolūcijas procesā tika izveidoti dažādi pielāgojumi, kuru mērķis bija aizsargāt organismus no ekstremālu vides faktoru ietekmes. Aizsardzība tiek veikta dažādos līmeņos. Iedzīvotāju darba izvēle, migrācija un šķērsošana. Uz organisma veidojas dažādi integumentārie audi un detoksikācijas specifiskas fizioloģiskas reakcijas. Šūnu un molekulārā līmenī šūnu membrānai ir svarīga loma aizsardzībā, DNS remontam ir īpašs process, lai "izlabotu" šo būtisko molekulu utt.
Tomēr tehniskās revolūcijas temps pielāgoja bioloģisko evolūciju. Mūsdienās biotops ir piesārņots ar tik daudziem faktoriem, kuriem ir mutagēnas, teratogēnas un kancerogēnas īpašības, un ka dabiskās sistēmas, kas nodrošina organismu izturību pret ekstremāliem apstākļiem, var nebūt pietiekami ticamas.

Šajā sakarā ir skaidrs, ka viens no svarīgākajiem uzdevumiem - vides piesārņojuma ģenētisko seku novēršana - var tikt atrisināts dažādos veidos.
Tehnoloģiskajai pieejai ir nepieciešams izmantot (vismaz mutiski bīstamās nozarēs) bezproduktu tehnoloģiju, slēgtu (videi draudzīgu) ciklu visā ražošanā, lai bīstamās vielas netiktu nonāktas vidē un ka izejvielas un galaprodukti nebūtu kaitīgi ģenētiskajam aparātam.

Liela nozīme ir kompensācijas principam, lai novērstu mutagēnu vides piesārņojuma ģenētiskās sekas.
Kompensācijas princips pašreizējā posmā ietver divas pasākumu grupas, lai novērstu vides piesārņojuma ģenētiskās sekas. Pirmkārt, mutāciju varbūtības novēršana vai samazināšana, un, otrkārt, DNS jau notikušo un fiksēto izmaiņu novēršana ar tās "atjaunošanu" vai iedzimta aparāta reorganizāciju ar gēnu inženierijas palīdzību.
Arodslimību profilakse tiek veikta dažādos veidos, tostarp tehnoloģiskā un higiēnas jomā. Viens no higiēnas veidiem, kā novērst arodslimības, ir terapeitiska un profilaktiska uzturs.

Neskatoties uz problēmas sarežģītību, vispārēji ieteikumi jau ir izstrādāti. Tādējādi, saskaņā ar Starptautiskās vides aizsardzības pret mutagēniem un kancerogēniem komisijas ekspertu grupu, toksisko produktu ģenētiskā aparāta bojājumu risks ir ievērojami samazināts, ja viņi ievēro diētu, kurā ir daudz šķiedru graudaugu, dārzeņu un augļu, vienlaikus samazinot bagātīgu ar kaloriju bagātu pārtikas produktu patēriņu, kā arī alkohola. Ja darba vidē uzņēmumā ir nevēlami produkti, kuriem piemīt mutagēnas īpašības, tad attiecīgajiem darba ņēmējiem paredzētās terapeitiskās un profilaktiskās barības devas jāpapildina ar antimutagēniem. Šie papildinājumi var būt dabiski pārtikas produkti, īpaši augļi un dārzeņi, kā arī tīru vitamīnu veidā.

Tomēr viena terapeitiska un profilaktiska uzturs, lai cīnītos pret antropogēno mutagēzi, acīmredzot būs neliela. Visticamāk, jums būs nepieciešamas fundamentāli jaunas klases zāles ar antimutagēnām īpašībām. Šīs zāles būs efektīvas gadījumos, kad cilvēki ar mutagēniem saskaras ar epizodisku reakciju ražošanas vai sadzīves vidē vai ja pacients ir spiests lietot zāles ar nelabvēlīgām genotoksiskām īpašībām. Šādos gadījumos antimutagēnu pastāvīgu profilaktisku ievadīšanu var aizstāt ar ierobežotu laiku, bet intensīvāku devu to devu formā.
Vēl viena iespējama antimutagēnu lietošanas joma ir pesticīdu genotoksiskās iedarbības samazināšana uz kultūraugiem - īpašu šķirņu audzēšana ar augstu antimutagēnu saturu un tādējādi pielāgota lauksaimniecības produkcijas intensīvajai ķīmiskai izmantošanai.
Dzīvo populāciju un visas dabas gēnu kopuma aizsardzība tagad ir kļuvusi par vienu no vissvarīgākajām un akūtākajām problēmām visā pasaulē. Tas prasa visaptverošu risinājumu, bet šodien ir skaidrs, ka bez antimutagēzes metožu izstrādes tās risinājums nav iespējams.