Генотип, болезни и среда обитания

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 изме­рил генетического материала (мутационного процесса ге­нов)- Повышение уровня наших знаний о биологии человека и _овершенствовании методов диагностики современной меди­цины также способствует '"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 было откры­то еще в 1927 г., а химических веществ гораздо позже - в 1944 г., причем последние представляют даже большую опасность в связи с их огромным разнообразием и количеством, а также из-за 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.

Мировой опыт показал, что созданные человеком и приме­няемые в больших масштабах в сельском хозяйстве пестици-Дьг 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.

Генетическая матрица всех видов живой материи состоит ¹¹³ одних и тех же четырех оснований, входящих в ДНК, а от-личие по конкретным видам заключается только в различной,°^Чередности этих оснований в определенных генах, контроли-признаки. Более того, отдельные гены (около одной

тысячи пар нуклеотидов) кишечной палочки по очередности оснований абсолютно идентичны гену человека. На протяже^ нии 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, зоо-цид, дефолиант и т.д. вредны бактериям, грибам, насекомым ц 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 "встра-иваясь" 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, расположенных вокруг Красноярска, использовались гербициды на полях за три-пять лет до выращивания здесь овощных культур - капу­сты, свеклы, моркови и т. д. Анализ показал, что содержание пестицидов в овощах при уборке превышало ПДК (предельно допустимые концентрации) в 5-15 раз [43]. Другой пример: за три года до закладки плантации миндаля в Молдавии в поле под кукурузу были внесены гербициды; в силу сухости почв ядохимикат в нужный срок полностью не разложился, что привело к гибели посадок миндаля.

В 1986 г. в бывшем СССР в среднем на гектар пашни вно­силось по два килограмма пестицидов; по планам 1990 г. это количество удвоилось. А в районах хлопкосеяния масса пести­цидов уже в 1989 г. превышала 200 кг на гектар [43]. Послед­нее является причиной того, что население этих районов во много раз чаше жителей других регионов страдают заболева­ниями печени.

Научный подход требует всестороннего изучения любого нового химического вещества перед тем, как внедрять его в хозяйство, в среду обитания человека. Для этого необходимо прежде всего изучить мутагенные (на генном, хромосомном 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. Данные исследований подтвер­ждают, что на настоящий момент все без исключения приме­няемые в хозяйстве гербициды обладают большой мутагенной активностью.

Мировая практика показывает, что степень изученности внедряемых в хозяйство пестицидов незначительна. Напри­мер, в США только 10% используемых ядохимикатов было проверено на мутагепную, 38% - на канцерогенную актив­ность и 40%- на тератогенные свойства. В бывшем СССР по­ложение.^ этом плане было еще хуже. Лаборатории Госком-гидромста из 500 применяемых в народном хозяйстве пести­цидов способны были контролировать лишь менее 25% [43]. К тому же фактически ни в одной стране пестициды не прове­ряются комплексно - на мутагенный, канцерогенный, терато-генный эффекты, что объясняется достаточной сложностью и трудоемкостью 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, ассортимент минеральных удобрений, исполь­зуемых в сельскохозяйственном производстве, с каждым го­дом увеличивается. 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 состав 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 ме-тагемоглобину, не обладающему способностью переносить кислород и, таким образом, сильно затрудняющему тканевое дыхание.

В-третьих, избыток нитратов приводит к образованию нит-розоаминов - сильных мутагенов и канцерогенов, которые на­носят огромный вред организму.

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

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.