ФАКТОРЫ СРЕДЫ И НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

АННОТАЦИЯ

По мере прогресса в области биологических и медицинских наук в экологической генетике человека сформировалось несколько направлений, которые базируются на достижениях международной программы «Геном человека».

Главными итогами являются секвенирование последовательности ДНК, идентификация новых генов, новая информация о структурных и функциональных характеристиках генома. Исследования в области фармакогенетики в сочетании с бурным прогрессом функциональной геномики привели к возникновению нового направления — фармакогеномике, в задачи которой входит разработка индивидуальных фармпрепаратов с учетом уникальности генома каждого человека; в области генетической токсикологии — к разработке подходов к прогнозированию токсических проявлений отдельных факторов среды у лиц с определенными генотипами на основе информационных технологий (токсикогеномике).

Ключевые слова: Факторы среды, наследственность, генетика, геном, фармокинетика, мутагенез, мультифакторные заболевания.

Другие фундаментальные и прикладные направления, возникшие в «постгеномную эру», включают социальную геномику, призванную решать этические, правовые и социальные проблемы, порожденные исследованиями генома человека; функциональную геномику, целью которой является комплексный анализ взаимодействия генов и их продуктов в онтогенезе; генетическое разнообразие человека, направленное на исследование генетического полиморфизма в геноме и популяциях человека. Закономерным итогом фундаментальных исследований генома человека стала молекулярная медицина, основу которой составляют молекулярные методы диагностики, профилактики и лечения наследственных и мультифакториальных болезней.

Огромный вклад исследований генома человека в современную медицинскую науку и их использование в современной медицинской практике позволяет рассматривать проблемы экологической генетики человека с позиций медицинской генетики, которая изучает роль наследственности в патологии человека и во всех своих разделах касается проблем взаимодействия между геномом человека и факторами внешней среды. При этом следует подчеркнуть, что любая патология у человека (различные болезни, нарушения репродуктивной функции, пороки развития, ранняя смертность) может быть обусловлена как мутациями, так и повреждающим действием на организм различных неблагоприятных внешних факторов на разных стадиях онтогенеза.

Не только возникновение болезней, но и их манифестация могут приходиться на разные периоды онтогенеза. Так, лишь около 50% наследственных болезней регистрируются при рождении, тогда как остальные проявляются в детском, зрелом и даже пожилом возрасте. Уместно отметить также, что термины «врожденные», «наследственные» и «семейные» болезни не являются синонимами.

В связи с многообразием и сложной природой наследственной и врожденной патологии человека предложено несколько вариантов ее классификации. Согласно одной из классификаций, построенной по принципу относительного вклада наследственности и среды в развитие патологии, все болезни человека можно подразделить на три группы: наследственные, с наследственной предрасположенностью (мультифакториальные) и ненаследственные. Учитывая значительную долю наследственных болезней в общей структуре патологии, особое внимание уделяется механизмам возникновения генных, хромосомных и геномных мутаций, их роль в этиологии и патогенезе болезней человека.

Генетический груз определяется как часть наследственной изменчивости в популяциях человека. Следует отметить важность критериев оценки общей величины генетического груза и его отдельных составляющих для генетического мониторинга. В обобщенной форме представить современные данные об эффектах действия известных мутагенов и новых потенциально опасных для генома факторов среды, трудности дифференциации спонтанного и индуцированного мутагенеза в приложении к человеку. Необходимо подчеркнуть, что для генетического мониторинга разработаны различные методические подходы (лабораторные тесты, регистры наследственной и врожденной патологии), однако проследить динамику генетического груза и выявить реальную угрозу вредных факторов внешней среды для человека позволяет только комплексный подход с привлечением разнообразных методов сбора и оценки популяционных данных.

Значимость медико-биологических последствий индуцированного мутагенеза на современном этапе рассматривается через триаду: мутагенез g канцерогенез g тератогенез. При рассмотрении экзогенных (физических, химических, биотических) и эндогенных факторов обсуждается проблема дискриминации факторов среды в возникновении различной патологии у человека. Особенно это касается врожденных пороков развития, которые могут возникать как в результате мутаций, так и вследствие нарушений процессов морфогенеза на любом этапе реализации генетической информации в клетках, тканях, органах под повреждающим действием факторов экзогенной природы (тератогенов). Не менее сложными являются также вопросы репродуктивного здоровья, которое рассматривается как наиболее чувствительный показатель повреждающего действия окружающей среды на организм человека, а нарушения репродуктивной функции имеют различные проявления (бесплодие, самопроизвольные аборты и др.).

Особого внимания заслуживают мультифакториальные болезни. Эти полигенные со сложным типом наследования болезни служат наиболее наглядным примером экогенетических болезней, так как их развитие провоцируется неблагоприятными факторами среды у лиц с определенным генотипом. Гены, мутантные аллели которых совместимы с внутриутробным развитием и жизнью в постнатальном периоде, но при определенных условиях способствуют развитию болезни, получили название генов «предрасположенности», а их специфические ансамбли, определяющие тот или иной процесс в норме и при патологии — «генные сети». Для каждого заболевания характерен свой набор аллельных вариантов таких генов, своя «генная сеть». Вместе с тем, выделяются несколько «универсальных» групп генов предрасположенности, входящих в сети многих болезней: гены системы детоксикации (метаболизма), ответственные за деградацию и выведение из организма всех инородных веществ (ксенобиотиков), включая лекарственные препараты; гены-рецепторы, определяющие поступление веществ в клетки, их транспорт, характер и типы межклеточных взаимодействий; гены-«триггеры», продукты которых играют роль метаболических шунтов сразу в нескольких ключевых биохимических реакциях; гены эндокринной и иммунной систем; гены, ответственные за воспалительные реакции и др. Все эти гены характеризуются значительным полиморфизмом первичной молекулярной структуры, обнаруживают существенные популяционные, этнические и расовые вариации, связанные с историческими сложившимися традициями, различиями продуктов питания, географической среды обитания, эпидемиями инфекционных заболеваний и пр.

Обсуждается новое направление в области молекулярной генетики — тестирование аллельного полиморфизма «генов предрасположенности», его преимущества и недостатки. Обосновывается целесообразность создания «генетического паспорта», который представляет собой индивидуальную базу данных о геноме человека, а также специализированных «генетических карт здоровья», основу которых составляет тестирование генов предрасположенности к определенным заболеваниям. Рассматриваются медицинские и социально-экономические проблемы их внедрения в практику.

Генетические основы 3-х уровней профилактики. Первичная профилактика включает комплекс мероприятий и рекомендаций, связанных с улучшением среды обитания и с планированием деторождения (преконцепционная профилактика, медико-генетическое консультирование, генетическая карта репродуктивного здоровья). Вторичная профилактика включает в себя весь комплекс методов пренатальной диагностики (скринирующие программы, неинвазивные и инвазивные методы исследования, дополненные анализом плодного материала цитогенетическими, молекулярными и биохимическими методами).

Основой пренатальной диагностики, по сути, является искусственный внутриутробный отбор (элиминация) плодов с тяжелыми, не поддающимися лечению врожденными пороками развития, хромосомными и генными болезнями. Третичная профилактика направлена на предупреждение или коррекцию проявления патологии, обусловленную генотипом. Для этих целей обычно используются различные варианты лечения. Особенно важное значение имеет досимптоматическая (доклиническая) диагностика болезней с поздней манифестацией и мультифакториальных (экогенетических) болезней. Логичным завершением этого раздела является ознакомление с основами предиктивной (предсказательной) медицины, в задачи которой входит тестирование аллельного полиморфизма с целью выявления повышенной чувствительности к тому или иному заболеванию, адекватная интерпретация полученных результатов и разработка на основании полученных данных эффективных схем индивидуальной профилактики и лечения.

Список литературы:

1. Адлер А. Понять природу человека СПБ, 2000
2. Ананьев Б. Г. Человек как предмет познания. Л.: ЛГТУ, 2004
3. Левонтин Р. Человеческая индивидуальность: наследственность и среда, М., 2003
4. Роль среды и наследственности/ Под ред. И. В. Равич - Щербо М., 2002