Мутагенное загрязнение окружающей среды

Предлагаем ознакомится с материалом в статье: "Мутагенное загрязнение окружающей среды". Здесь собрана и обработана информация из авторитетных источников. Если вы все же не найдете ответ на свой вопрос, дочитайте статью до конца, если же и после этого не получите ответ, то обратитесь к дежурному консультанту.

Действие мутагенных и тератогенных факторов на эмбриогенез человека

Сохранение генофонда, благополучие и развитие человеческой цивилизации в целом зависят от активного отношения человека к экологическим проблемам — проблемам взаимоотношения общества и природы, сохранения окружающей среды, сохранения своего здоровья. При проведении внеаудиторных мероприятий, посвященных проблемам здоровья человека целесообразно расширить представление о факторах, приводящих к нарушению онтогенеза на ранних этапах и появлению врожденных пороков развития и возможных мерах профилактики этих патологий.

Одна из парадигм медицинской генетики состоит в том, что во всех жизненных проявлениях действие любых генов осуществляется в тесном взаимодействии с факторами среды. Необходимо знать и помнить о том, что в мире, где загрязнение окружающей среды и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами, невозможны здоровое общество и долголетие. Человек может подвергаться воздействию неблагоприятных факторов ещё до рождения, во время внутриутробного развития.

К числу наиболее серьёзных последствий мутагенного действия химических веществ относятся врождённые пороки развития (ВПР) они известны с глубокой древности. Об этом свидетельствуют сделанные много тысячелетий назад наскальные рисунки сросшихся свидетельствуют сделанные много тысячелетий назад наскальные рисунки сросшихся близнецов (Австралия), изображение больного с ахондроплазией (Египет), врожденная косолапость у египетских фараонов и другие примеры.

Мутагены (от лат. mutatio — изменение и греч. – genes — рождающий, рожденный), химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом.

Среди физических факторов наиболее сильное мутантное действие оказывает ионизирующая радиация – рентгеновские лучи, α-, β-, γ-лучи. Облучение вызывает как генные, так и хромосомные перестройки. Ультрафиолетовое излучение приводит к ошибкам в репликации ДНК.

К химическим веществам, вызывающим мутации, можно отнести органические и неорганические вещества, такие, как кислоты, щелочи, перекиси, соли металлов, формальдегид, пестициды, дефолианты, гербициды, колхицин и др. Химические мутагены могут вызывать нарушение мейоза, приводящее к нерасхождению хромосом, разрыву хромосом, точковым мутациям.

Кроме мутагенов физической и химической природы, в окружающей среде имеются биологические факторы мутагенеза: вирусы оспы, кори, ветряной оспы, эпидемического паротита, гепатита, краснухи и др.

Действие мутагенов приводят к рождению больных детей, росту спонтанных абортов, мертворождению, сокращению продолжительности жизни, увеличению частоты наследственных патологий и онкологических заболеваний.

Повышение уровня мутаций в популяциях человека при увеличении загрязнения среды мутагенными факторами признается вредным, и поэтому необходимо проведение комплексной системы мероприятий по генетическому мониторингу популяций в сочетании со скринингом химических соединений на мутагенную активность.

Нормальный ход онтогенеза во время внутриутробного развития может быть нарушен и тератогенными факторами. Тератогенез – (от греч. teratos – урод, чудовище) – возникновение уродств (уродов) у плода.

В России начало тератологии было положено Указом Петра I от 13 февраля 1718 года о создании музея уродливостей в Санкт-Петербурге (Кунсткамера), где с музейными экспонатами работали эмбриологи К.Ф.Вольф и К.М.Бэр.

Первой русской работой по тератологии было «Обозрение разнообразных человеческих уродств» (П.А.Загорский, 1811). Однако интенсивное развитие отечественная тератология приобрела в начале XX века после вторичного открытия в 1900 году законов наследственности. Современный этап развития тератологии, начавшийся в середине 80-х годов прошлого столетия, связан с расшифровкой причин и механизмов врожденных болезней как одной из форм наследственной патологии человека.

Тератогены – это факторы, которые действуют на будущую мать во время беременности и приводят к возникновению врожденных пороков развития у детей, они могут изменять способность клеток к делению, дифференцировке. В результате отдельные органы развиваются неправильно. Так же, как и мутагены, тератогены могут быть различной природы.

Негативные факторы, влияющие на развития плода:

Тератогены приводят к возникновению порока в том случае, если воздействуют до окончания формирования органа. Если орган уже сформирован, повреждающее действие не приводит к его дефекту. В связи с этим в тератогенезе выделяются критические периоды наиболее интенсивного формирования органов и систем организма.

Первый критический период приходится на конец первой – начало второй недели беременности. В этот период большая часть поврежденных зародышей удаляется путем спонтанных абортов. Частота гибелей зародышей в первые 15 дней беременности достигает 35-50% от всех оплодотворенных яйцеклеток. Возникающие в этот период аномалии развития называются бластопатиями; к ним, в частности, относятся неразделившиеся сиамские близнецы.

Второй критический период включает время с 3-й по 8-ю недели беременности. Нарушения развития эмбриона называются эмбриопатиями. Это нарушения формирования органов, которые заканчиваются либо гибелью эмбрионов, либо появлением больших и малых аномалий развития у новорожденного.
Повреждения плода, возникающие в более поздние сроки беременности, называют фетопатиями. В это время пороки возникают в том случае, если орган не закончил своего развития. К таким органам относятся мозг, легкие, зубы, половые органы. Вместе с тем могут развиться и вторичные пороки уже сформировавшихся органов.

На первом месте по значимости среди вирусных инфекций матери стоит краснуха. Основными пороками развития, которые наблюдаются при врожденной краснухе, являются катаракта, глухота, врожденные порок сердца. Тяжесть последствий для плода зависит от того, в какой период беременности будущая мать заболела краснухой.

Доказано, что у потомства матерей, употребляющих во время беременности алкоголь, развиваются аномалии лица, дети отстают в умственном и физическом развитии, страдают врожденным пороком сердца.

Врожденная гипоплазия – недоразвитие органа, проявляющееся дефицитом его относительной массы или размеров, существенно превышающих отклонение от средних показателей.

На первом месте по частоте встречаемости находятся изолированные пороки развития (пороки невральной трубки — 8,4-22,3%, пороки сердца — 10,9-21,0%, пороки конечностей — 7,4-24,5%, пороки гениталий — 2,4-7,5%). Пороки развития, одновременно выявляемые в двух и более системах организма, называются множественными пороками. Их частота составляет 7,9-18,2%.

Устойчивое сочетание двух или более пороков развития, выявляемых в разных системах организма, выражается в формировании синдрома.

Таким образом, мутагенные и тератогенные факторы являются причинами нарушения онтогенеза, возникновения аномалий у плода. В связи с этим в целях профилактики наследственной патологии необходимо информировать будущих родителей о возможном воздействии мутагенных и тератогенных факторов на плод.

Читайте так же:  Потерпевший его права обязанности и ответственность

Использованная литература

  1. Генетика человека с основами медицинской генетики: учебник/ Е.К.Хандогина, И.Д.Терехова, С.С.Жилина, М.Е.Майорова, В.В.Шахтарин. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 192 с.: ил.
  2. Валькович Э.И. Беременность и тератогенное действие лекарственных препаратов и ряда химических соединений / И.Э.Валькович, Е.А.Олейник// Анатомия и гистопатология. — 2012. — №2. С. 62-78.
  3. Инге-Вечтомов С.Г. Экологическая генетика и теория эволюции / С.Г.Инге-Вечтомов // Вестник ВОГиС. — 2009.— Т. 13. № 2. — С. 362–370.
  4. Прохорова И.М. Генетическая токсикология: учебное пособие / И.М.Прохорова М.И.Ковалева, А.Н.Фомичева.— Ярославль, 2005.

http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/673306/

Опасность загрязнения окружающей среды мутагенами

Во второй половине ХХ века над биосферой нависла угроза загрязнения мутагенами. Любая популяция способна выдержать лишь определенный груз мутаций. Увеличение частоты мутаций может привести к снижению устойчивости популяций из-за нарушения генетического гомеостаза. Необходимо дальнейшее усиление эколого-генетического мониторинга – контроля за состоянием окружающей среды на популяционно-генетическом уровне. В качестве профилактических мер следует использовать развитие «безотходных» технологий, ограничение производства веществ с мутагенным действием, усиление всех видов контроля за состоянием потенциально опасных предприятий: АЭС, химические и микробиологические производства, научно-промышленные установки биотехнологического характера.

Существуют факторы, которые снижают частоту мутаций – антимутагены. К антимутагенам относятся некоторые витамины–антиоксиданты (например, витамин Е, ненасыщенные жирные кислоты), серосодержащие аминокислоты, а также различные биологически активные вещества, которые повышают активность репарационных систем. Установлено, что мутагены при определенных условиях оказывают канцерогенное и тератогенное действие.

Канцерогены – это факторы, провоцирующие развитие онкологических заболеваний; тератогены – это факторы, провоцирующие развитие различных аномалий, уродств. Тератогенный эффект дают многие лекарственные препараты. Например, в 1960-е гг. на Западе широко использовалось снотворное талидомид, применение которого привело к рождению большого числа детей с недоразвитыми конечностями. Наряду с тератами – уродствами – часто встречаются морфозы – изменения, которые не ведут к утрате органом его функций.

Отличить мутагенное действие от тератогенного сравнительно легко: тераты (уродства) являются ненаследственными модификациями, они предсказуемы (направлены) и не сохраняются в последующих поколениях. Например, серая окраска тела у дрозофилы – это нормальный признак. В то же время известна мутация yellow – желтое тело (эту мутацию легко получить искусственно, обрабатывая родительских особей различными мутагенами; при этом разные мутагены могут давать одинаковый фенотипический эффект). Если же личинкам дрозофилы добавлять в корм азотнокислое серебро, то все эти личинки разовьются в мух с желтым телом.

Но, если от этих желтых мух получить потомство и выращивать его на обычной питательной среде, то все потомки вновь станут серыми. Таким образом, в данном случае «пожелтение» тела мух – это не мутация, а модификация, или фенокопия (модификация, по фенотипу копирующая мутацию); азотнокислое серебро в данном случае является не мутагеном, а тератогеном.

Классификация

Мутагенами могут быть различные факторы, вызывающие изменения в структуре генов, структуре и количестве хромосом. По происхождению мутагены классифицируют на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения мутагены классифицируют на физические, химические и биологические:

Физические мутагены

· ионизирующее излучение; потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество.

· К ионизирующему излучению не относят видимый свет и ультрафиолетовое излучение, которые в отдельных случаях могут ионизировать вещество. Инфракрасное излучение, излучение сантиметрового и радиодиапазонов не является ионизирующим, поскольку их энергии недостаточно для ионизации атомов и молекул в основном состоянии

· радиоактивный распад; спонтанное изменение состава (заряда Z, массового числа A) или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц, гамма-квантов и/или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие ядра (нуклиды, изотопы и химические элементы) радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра

· ультрафиолетовое излучение; (электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм (7,5·10 14 —3·10 16 Гц). Термин происходит от лат. ultra — сверх, за пределами и фиолетовый. В разговорной речи может использоваться также наименование «ультрафиолет»).

· чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены

  • некоторые алкалоиды: колхицин — один из самых распространённых в селекции мутагенов, винкамин, подофиллотоксин;
  • окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода);
  • алкилирующие агенты (например, иодацетамид);
  • нитропроизводные мочевины: нитрозометилмочевина, нитрозоэтилмочевина, нитрозодиметилмочевина — часто применяются в сельском хозяйстве;
  • этиленимин, этилметансульфонат, диметилсульфат, 1,4-бисдиазоацетилбутан (известный как ДАБ);
  • некоторые пестициды;
  • некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты);
  • продукты переработки нефти;
  • органические растворители;
  • лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

К химическим мутагенам условно можно отнести и ряд вирусов (мутагенным фактором вирусов являются их нуклеиновые кислоты — ДНК или РНК).

http://megaobuchalka.ru/4/28638.html

Мутагенное загрязнение.

Под загрязнением окружающей среды понимают поступление в биосферу любых твердых, жидких и газообразных веществ или видов энергии (звука, теплоты, радиации и т.п.) в количествах, оказывающих вредное влияние на человека, животных, растения, как непосредственно, так и косвенным путем.

Источники загрязнения разнообразны; многочисленны также виды отходов и характер их воздействия на компоненты биосферы. Она загрязняется твердыми отходами, газовыми выбросами, сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и машиностроительных.

Среди загрязнителей среды, окружающей человека, имеется целый ряд факторов, которые способны проникать в клетки и изменять их генетическую программу. Такие факторы называются мутагенами.

Мутагены — это факторы физической, химической и биологической природы, повреждающие наследственные структуры любых живых организмов от бактерий до высших позвоночных, в том числе и человека. В клетках мутагены могут вызывать грубые повреждения хромосом (абберации) или тонкие мономолекулярные реакции с возникновением генных (точковых) мутаций. Мутагенами могут быть радиация, химические вещества и биологические факторы. В окружающей среде есть также вещества, которые сами не являются мутагенами, а усиливают их действие. Имеется также группа промутагенов – нетоксичных веществ, приобретающих мутагенность при обмене в растительных и животных организмах.

Все мутагенные факторы подразделяются на естественные и искусственные. Естественные являются природными факторами, играющими основную роль в изменчивости организмов в процессе эволюции. Они существуют и теперь, но благодаря деятельности человека концентрации многих из них стали значительно выше. Что приводит к увеличению влияния на изменчивость наследственного материала. Искусственные мутагенные факторы (ксенобиотики) — это новые факторы, результат научной и хозяйственной деятельности человека.

Как естественные, так и искусственные мутагенные факторы по своей природе могут быть физическими, химическими и биологическими.

Читайте так же:  Что является возбуждением административного дела

Источниками мутагенных факторов называют те стороны или области деятельности человека или отдельные природные ресурсы, которые их содержат. Они могут быть общими (глобальными) или функционирующими только в определенной местности (локальными).

В настоящее время мутагены содержатся во всех природных средах: атмосферном воздухе, воде, почве. Наиболее опасным и значительным является мутагенное загрязнение гидросферы, поскольку, во–первых, большинство загрязняющих веществ атмосферы и литосферы в результате круговорота веществ оказывается именно в гидросфере, во–вторых, ни одно живое существо не может обходиться без воды.

Основные источники мутагенных факторов и возможные пути их действия представлены на рис.1. Каждый источник заключает в себе десятки и сотни известных мутагенов.

На наследственность популяций растений, животных и человека прямым путем действует естественная и искусственная радиация, естественные химические мутагены, средства химизации сельского хозяйства (пестициды и минеральные удобрения), промышленная химия, детергенты, отходы транспорта и другие всевозможные загрязнители воздуха и воды. Имеются мутагенные факторы, характерные только для человека. Это радиологические процедуры, ультрафиолетовое облучение, почти все противоопухолевые соединения, многие лекарственные препараты, ряд пищевых добавок, промышленная загрязненность на производстве, бытовая химия, курение и др.

Немутагенные факторы, модифицирующие действие мутагенов

Рис. 1. Основные источники мутагенных факторов и возможные пути их действия на генофонды человека и животных.

Таким образом, и в отношении количества мутагенных источников, и самих мутагенных факторов, которые действуют на генетическую информация, человечество находится в худшем положении, чем все другие живые организмы. Однако это не говорит о меньшей опасности загрязнения для генофондов дикой природы. Известны факты, когда в результате накопления высоких концентраций мутагенов в некоторых районах Земли катастрофически снизилась численность многих видов животных, а некоторые популяции совсем исчезли, необратимо нарушился генетических баланс некоторых экосистем суши и воды.

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ МУТАГЕНЕЗА

Существует несколько групп физических мутагенов:

· Ионизирующее излучение (рентгеновские лучи; a, b, g-излучение; магнитное поле). Пороговая доза при действии радиации отсутствует, и даже самые небольшие дозы повышают вероятность возникновения мутаций в популяции. Предполагается, что ионизирующие излучения могут действовать на наследственные структуры клеточного ядра двумя путями: непосредственно, ионизируя и возбуждая атомы и молекулы ДНК и белков, и через воздействие на них ионизированных молекул воды. Ионизирующие излучения наносят вред здоровью человека, повреждая его генетический аппарат, они поражают молекулу ДНК, индуцируя в ней структурные изменения и замены оснований, разрывы обеих нитей молекулы, однонитевые разрывы и другие повреждения.

· Ультрафиолетовые лучи. Вызывают точковые мутации, хромосомные перестройки, причем оказывают влияние не только на генетический материал, но и на ферментные системы, отвечающие за его функционирование. Исследование действия УФ на мутационный процесс у бактерий показало, что облучение даже не самого объекта, а лишь среды, на которой развиваются клетки, может индуцировать мутации. В отличие от рентгеновских УФ-лучи не обладают достаточной энергией для индукции ионизации атомов. Однако они поглощаются входящими в состав ДНК пуринами и пиримидинами, переводя их в возбужденное состояние. Ультрафиолетовые лучи обладают малой проникающей способностью: не могут проникать через ткани животных, окружающие гонады, неэффективно и ультрафиолетовое облучение семян. Тем не менее, УФ-лучи довольно сильный физический мутаген, особенно для одноклеточных организмов.

· Слабые факторы – изменение температуры, рН среды, парциальное давление газов и др. Имеют менее выраженный негативный эффект, но влияют на активность других факторов мутагенеза.

Развитие технологий, приводящее к новым физическим воздействиям на окружающую среду — действие ультразвука, токов высокой частоты, переменного магнитного поля и т.д. — требует постоянного генетико-токсикологического контроля для своевременного выявления и предотвращения генетических последствий действия этих факторов. Распределение энергии от источников радиации неравномерно, В результате взрыва ядерных боеприпасов и реактивов имеются районы, где среда загрязнена высокими концентрациями радионуклидов. Известно, что растения способны концентрировать изотопы через корневую систему (W, Мn, Sr и др.).

2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ МУТАГЕНЕЗА

В окружающей среде содержатся биологические факторы мутагенеза.

Хромосомные разрывы — признак мутагенности среды — могут индуцировать вирусы, вызывающие оспу, корь, ветряную оспу и др. Вирусы могут также усиливать темп мутаций клеток хозяина за счет подавления репарационных систем.

Особое место в этой проблеме занимают живые вакцины. Благодаря применению живых вакцин в сочетании с другими лечебно-профилакти-ческими мероприятиями достигнуты огромные успехи в борьбе с опасными инфекциями. При этом возникает реальная опасность индукции мутаций у вакцинируемых. Непатогенные вирусы, всегда присутствующие в клетках, создают поток чужеродной ДНК, который постоянно воздействует на клетку хозяина (доказана мутагенная активность чужеродной ДНК).

Различные токсины биологической природы могут давать мутагенный эффект. В этом отношении различные простейшие, гельминты и пр., паразитирующие у миллионов людей, могут, вводя токсические продукты своей жизнедеятельности в человека, существенно изменять его метаболические процессы и этим модифицировать мутагенез.

3. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ МУТАГЕНЕЗА

В настоящее время известно огромное количество мутагенов, принадлежащих к весьма разнообразным классам химических соединений.

Несмотря на то, что в окружающей среде населенных пунктов в настоящее время присутствуют сотни различных химических веществ, эффективные действия по обеспечению химической безопасности в нашей стране проводятся в отношении ограниченного количества приоритетных веществ. К критериям приоритетности относятся: высокая токсичность вещества, способность к накоплению в трофических цепях, устойчивость в окружающей среде: канцерогенность, мутагенность вещества.

Большинство химических мутагенов обладают универсальным действием у животных, растений, микроорганизмов и вирусов. Химические мутагены, отличающиеся по своей структуре и реакционной способности, вызывают разные первичные повреждения ДНК, которые по – разному влияют на химию и биологию клетки.

В соответствии с принципами механизма действия химических мутагенов их делят на несколько основных классов:

1. Алкилирующие соединения. Алкилирующие соединения представляют собой в настоящее время наиболее обширную группу химических мутагенов. Биологические алкилирующие агенты – это химические соединения, которые переносят алкильные группы на биологически важные макромолекулы в физических условиях. Сущность их мутагенного действия связана с тем, что при реакциях метилирования, этилирования и т.д. они являются источником введения в молекулу ДНК радикалов. Примером может служить алкилирующий агент метилметансульфонат, алкилирующий гуанин, т.е. добавляющий группы СН3– С2Н5– к кислороду в 6-й позиции, в результате чего образуется О 6 – алкилгуанин или О 6 –метил-гуанин. Метилированный гуанин будет соединяться с тимином, а не с цитозином, как раньше, давая транзицию G-C в А-Т .

Читайте так же:  Административное наказание за вождение в нетрезвом виде

2.Пероксиды, альдегиды.Примером мутагенного действия окисли-телей и восстановителей служит действие йода, фенола, пероксида водорода в присутствии формальдегида и других соединений.

Видео (кликните для воспроизведения).

3.Гидроксиламины. Мутагеном, модифицирующим основания, является гидроксиламин (NH2OH), который специфически реагирует с цитозином, добавляя гидроксильную группу, в результате он соединяется с аденином, а не с гуанином. Таким образом, обработка гидроксиламином индуцирует транзицию С-G в Т-А.

4.Азотистая кислота. Азотистая кислота (НNО2) осуществляет окислительное дезаминирование, т.е. удаляет аминогруппы из таких оснований как гуанин, цитозин и аденин. В результате дезаминирования гуанина азотистой кислотой образуется ксантин, но, т.к. это пуриновое основание имеет тот же тип спаривания, мутация не проявляется. Однако когда модифицируется цитозин, получается урацил (который соединяется с аденином). В итоге происходит транзиция от С-G к Т-А в ходе акта репликации. Мутации, индуцируемые азотистой кислотой, могут ревертироваться повторной обработкой.

5.Антиметаболиты (в том числе аналоги оснований ДНК). Аналоги оснований по молекулярной структуре очень похожи на основания, нормально входящие в цепи ДНК. Эти соединения приводят к мутациям потому, что они могут существовать в альтернативных состояниях. В каждом их 2х состояний аналоги спариваются с разными нормальными основаниями, в результате чего может произойти их замена.

6.Соли тяжелых металлов – в настоящее время считаются одним из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды в связи с множественностью источников их поступления, сохранения и накопления в биогеоценозах. Большое количество исследований посвящено изучению мутагенной активности тяжелых и ряда других металлов, содержание которых в воздухе промышленных городов достигает критического уровня. Установлена мутагенная активность соединений свинца, ртути, хрома и других металлов. Немалую долю промышленных отходов составляют соли кадмия и цинка. Накапливаясь в растительных и животных тканях, они приводят к весьма существенным нарушениям в жизнедеятельности животных и человека, а иногда и к летальному исходу.

7. Красители, обладающие основными свойствами. К ним относятся пиронин, акридины.

8. Лекарственные вещества. Наиболее выраженным мутагенным действием обладают цитостатики и антиметаболиты, используемые для лечения онкологических заболеваний и как иммунодепрессанты. К ним можно отнести препараты алкилирующего действия, такие как тиофосфамид, циклофосфан, тренимон и другие. Мутагенной активностью обладает и ряд противоопухолевых антибиотиков (актономицин Д, адриамицин и другие). Число лекарств с выявленной мутагенной активностью продолжает расти.

9. Гербициды, инсектициды и т.п. Многие пестициды встречаются повсеместно в различных объектах внешней среды, в том числе в пищевых продуктах, а также в тканях и органах растений, животных и человека. Прежде всего, пестициды увеличивают мутабельность у культур, на которых они применяются. Мутагенный эффект их весьма существенен, и целый ряд пестицидов по степени своей генотоксичности превосходит действие классических химических мутагенов, в частности алкилирующих соединений. Пестициды оказывают влияние и на темпы мутирования и человека.

10. Компоненты пищи. Многие мутагены попадают в организм животных и человека путем прямого загрязнения ими пищи или через пищевую цепочку. Например, растительный продукт синигрин, выделенный из различных растений (индийская горчица, некоторые разновидности цветной капусты и т.д.), после ферментативного гидролиза превращается в мутаген – аллилизотицианат.

Дата добавления: 2015-08-05 ; просмотров: 1690 | Нарушение авторских прав

http://mybiblioteka.su/5-115958.html

Мутагенное загрязнение окружающей среды

Если эта ошибка остается неисправленной, синтез белка и репликация ДНК усложняется во много раз — это и есть мутагенез. Солнечный свет нужен для выработки витамина D. Однако образование пиримидиновых димеров является одной из основных причин меланомы. Помимо этого, ультрафиолетовое излучение вредно для глаз. Вывод: длительное пребывание на солнце вредно. Солнечные ожоги опасны. Пренебрегать кремами с UV-фильтрами и находиться под прямыми солнечными лучами — легкомысленно, а ходить в солярий запрещено категорически. Прочее взаимодействие с солнцем (пробежка по пляжу на рассвете, например) нужно и полезно.

Враг №2: активные формы кислорода Самый распространенный мутаген. Хитрость заключается в том, что эти активные формы генерируются в ходе самых обычных химических реакций, которые протекают в человеческом теле. Тут может возникнуть недоумение, ведь кислород — это газ, который содержится в атмосфере нашей планеты, с ним ассоциируется дыхание полной грудью, свежесть и еще какие-то приятные ощущения из рекламы стиральных порошков.

Разгадка кроется в названии. Кислород окисляет вещества, которые встречает на своем пути. Вспомните перекись водорода, которую выливают на разбитую коленку — примерно то же самое происходит в клеточных масштабах при выделении активных форм кислорода. Активные формы кислорода разрушают мембраны, из которых построены живые клетки, выдергивают отдельные основания из цепи ДНК и вносят разрывы. Страшно не только то, что они делают, но и то, как изощренно это происходит. Поскольку выделение АФК осуществляется постоянно, при поломке нейтрализующего их механизма клетки постоянно подвергаются бомбардировке мутагенами и гибнут в муках.

Доказано: от окисления и активных радикалов спасают антиоксиданты. Это вещества, которые содержатся в свежих ягодах и фруктах, зеленом чае, орехах и красном вине. Они переводят радикалы в неактивную форму. Иными словами, антиоксиданты — это такие альтруисты. Они выходят на улицу, видят, как хулиганы разрушают стены, и принимают удар на себя. Антиоксиданты обладают множеством чудесных свойств, одно из которых — защита от старения. Согласно некоторым гипотезам, старение ассоциировано с выделением АФК. Отдельно выделяется легион — витамин Е — собирательное название для нескольких жирорастворимых веществ, обладающих антиоксидантной активностью. При поступлении в пищеварительную систему ингредиенты витамина Е проходят отбор в печени, и уже в круг обмена веществ вступает в основном альфа-токоферол.

Важно учитывать собственную генетическую предрасположенность к усвоению витаминов, так как антиоксиданты при чрезмерном потреблении вредны: они могут препятствовать усвоению других микроэлементов.

Враг № 3: афлатоксины. Название принадлежит группе ядов-канцерогенов, вырабатываемых некоторыми видами плесени. Афлатоксины — это ответ на детский вопрос: «Почему нельзя есть землю и опавшие листья?», на взрослый вопрос: «Почему у чая есть срок годности?» и на старческий вопрос: «Почему нельзя есть заплесневевшую крупу?» Когда условия хранения не соблюдаются, на продукте, как на питательной среде, растут плесневые грибы рода Aspergillus. Опасность может подстерегать в крупах, специях, орехах, чае, молоке, яйцах, мясе, сухофруктах, хлебе и промышленных соках. Плесень может вырасти в результате неправильного или длительного хранения, а ароматизирующая добавка заглушит неприятный запах. Если доза афлатоксинов не смертельная, но регулярная, это может послужить причиной для развития цирроза и рака печени. Особую опасность продукты с афлатоксинами представляют для будущих матерей: помимо общего отравления, афлатоксины могут нарушить эмбриогенез.

Читайте так же:  Мсч мвд реквизиты для оплаты административных штрафов

Доказано: полезные пищевые привычки помогут избежать этого врага. Будьте аккуратны и не ешьте просроченные продукты. Старайтесь тщательно мыть продукты и готовить еду непосредственно перед употреблением. Впрочем, люди с непереносимостью глютена, лактозы или кофеина в отношении афлатоксина чувствуют себя немного спокойнее: больше половины продуктов из группы риска уже исключены из их меню. Такая особенность пищевого поведения, как привычка переедать, может быть вдвойне вредна в данной ситуации.

Враг №4: бензол. Бензол — химическое соединение, без которого невозможно представить современную жизнь. Это токсин и канцероген, который входит в состав нефти и бензина, а также широко применяется в производстве лекарств, пластмасс, резины и красителей. Если поместить человека в замкнутое пространство и постепенно закачивать туда бензол, то сначала он почувствует эйфорию. Затем появятся сонливость, тошнота, головная боль, мышечные подергивания. Если оставить испытуемого в этой камере на длительное время, то он умрет, если же его выпустить, то можно будет наблюдать целый комплекс расстройств, вызванных отравлением бензолом. Однако нам интересно не это. Бензол часто встречается в некачественной косметической продукции и пластмассовых изделиях, то есть не исключено систематическое отравление бензолом в небольших количествах, что может провоцировать возникновение различных видов гемато-онкологических заболеваний.

Доказано: витамины группы В — Ниацин, фолат и кобаламин — необходимы для репарации ДНК. Дефицит этих витаминов в первую очередь заметен при отравлении бензолом. Зачастую люди получают витамины этой группы с мясом животных. Подробнее узнать о том, на какие процессы влияют витамины группы В и как диагностировать их недостаток, можно по ссылке.

Берегите себя. Враги в лице мутагенов могут быть повсюду. Когда речь заходит о здоровом образе жизни, тем, кто пытается изменить все своими силами, приходится балансировать между массой советов и здравым смыслом. Граница зыбкая и устоять на ней больше шансов у того,, кто знает себя и не наносит себе вред.

http://blog.genotek.ru/why-mutagens-are-dangerous-research

Вредное влияние мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический аппарат клетки

На генетический аппарат клетки оказывают негативное влияние разные стороны асоциального поведения. Так, при употреблении алкогольной продукции, никотина и наркотиков, а также отдельных лекарств, в генетическом аппарате возможно появление различных перестроек. Очень опасны мутации, затрагивающие половые клетки, так как их генетический ресурс способен передаваться по наследству.

Мутагенами именуют особую группу факторов, способных вызывать появление мутаций у живых существ.

Мутаген — вещества, вызывающие изменения в ДНК, генов

Самыми крупными категориями мутагенов служат:

  • биологические (вирусы);
  • химические (токсины);
  • физические (температура, излучения).

Мутагенам присущи следующие свойства:

  • ненаправленный характер мутирования;
  • активность в небольших количествах;
  • универсальность воздействия на живое.

Если человек длительное время болеет вирусными инфекциями, дышит и вкушает токсичные соединения, а также подвергает свое тело различным воздействиям, то в его организме повышается риск мутирования генов. Мутации стимулируют риск развития в теле онкологических заболеваний.

Защита среды от загрязнения мутагенами

После выявления отрицательного воздействия мутагенов на все живое, человек всерьез задумался о защите окружающей среды от этих опасных факторов. На сегодняшний день мерами защиты человеческого организма и природы от вредных мутагенных воздействий являются:

  1. Изъятие с последующей нейтрализацией мутагенных факторов.
  2. Создание в промышленности безотходных технологий с замкнутыми циклами производства.
  3. Прохождение тестирования на наличие мутагенных свойств пестицидами и фармацевтическими препаратами.
  4. Выведение устойчивых сортов растений, способных произрастать без применения средств химзащиты.
  5. Применение в сельском хозяйстве биологических средств защиты вместо химических.

С целью снижения темпов мутационного процесса в природе и человеческом организме принято решение применять антимутагены (соединения, снижающие частоту мутаций). Установлено более 200 природных синтетических соединений:

Их действие позволяет нейтрализовать мутагены по отношению к молекулам ДНК либо снимать повреждения ДНК, вызванные мутагенными частицами. Наиболее известными антимутагенными свойствами обладают:

Защититься от вредных мутагенов помогают иммунные свойства организма. Поэтому рекомендуется приниматься как можно раньше за лечение хронических заболеваний организма, способных ослаблять иммунитет и усиливать действие мутагенов. Во взрослом состоянии рекомендуется периодически очищать печень травяными сборами, способными биотрансформировать вредные вещества. Среди таких сборов особенно полезны:

  • володушка золотистая;
  • расторопша пятнистая.

Не рекомендуется пить разные медикаментозные средства, не проконсультировавшись предварительно с врачом. Особенно следует опасаться антибиотиков! При возникновении необходимости их приема рекомендуется параллельно принимать медикаменты с полезными бактериями, обеспечивающими защиту от мутагенов.

Усилению вредного действия мутагенов способствуют «комутагенамы», к которым относят:

  • отдельные фармакологические препараты;
  • кофеин;
  • гельминтные токсины.

Отдельные пищевые добавки также могут вызывать развитие в организме мутаций. Это:

  • натриевый нитрит (Е250);
  • натриевый цикламат (Е952);
  • сахарин (Е954);
  • аспартам (Е 951);
  • натриевый глутамат (Е621).

Не рекомендуется употреблять часто и в больших количествах пищу, богатую данными соединениями. Вредное мутагенное влияние на человеческий геном усиливает современное состояние биосферы. Поэтому человек должен остановить загрязнение биосферы мутагенами!

Выявление источников мутагенов в окружающей среде (косвенно) и оценка возможных последствий их влияния на собственный организм.

Источники мутагенов способны оказывать косвенное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Рассмотрим основные категории данных опасных соединений и особенности их воздействия:

  1. В быту
    • Выраженной мутагенностью обладают красители для волос, бытовая химия и отдельные продукты питания. Для защиты организма от этих веществ необходимо меньше употреблять в пищу «сомнительных» продуктов питания, а моющие средства использовать в перчатках.
  2. На производстве.
    • Мутагенное воздействие на производстве способно проникать в человеческий организм посредством пищеварительного тракта, кожи и легких. Наиболее опасными признаны следующие соединения: стирол, эпоксидные смолы, эпихлоргидрин, хлоропрен и винилхлорид. Поэтому люди, работающие с такими веществами, одевают специальные средства защиты и раньше уходят на заслуженный отдых.

http://bingoschool.ru/manual/287/

Мутагены, их классификация и характеристика. Генетическая опасность загрязнения природной среды мутагенами.

Мутагены — химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Впервые искусственные мутации получены в 1925 году Г. А. Надсеном иГ. С. Филипповым у дрожжей действием радиоактивного излучения радия; в 1927 году Г. Мёллер получил мутации у дрозофилы действием рентгеновских лучей. Способность химических веществ вызывать мутации (действиемиода на дрозофилы) открыта И. А. Рапопортом. У особей мух, развившихся из этих личинок, частота мутацийоказалась в несколько раз выше, чем у контрольных насекомых.

Читайте так же:  Ответственность директора за неисполнение решения суда

По происхождению (:) на эндогенные, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма и экзогенные — все прочие факторы, в том числе и условия окружающей среды.

По природе возникновения (:) на физические, химические и биологические:

Физические мутагены: 1ионизирующее излучение; 2радиоактивный распад; 3ультрафиолетовое излучение; 4чрезмерно высокая или низкая температура.

Химические мутагены: 1некоторые алкалоиды: колхицин — один из самых распространённых в селекции мутагенов. 2окислители и восстановители (нитраты, нитриты, активные формы кислорода); 3нитропроизводныемочевины — часто применяются в сельском хозяйстве;

этиленимин, этилметансульфонат, диметилсульфат, 1,4-бисдиазоацетилбутан (известный как ДАБ);

некоторые пестициды; некоторые пищевые добавки (например, ароматические углеводороды, цикламаты); продукты переработки нефти; органические растворители;

лекарственные препараты (например, цитостатики, препараты ртути, иммунодепрессанты).

Биологические мутагены:специфические последовательности ДНК — транспозоны; некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа);продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

антигены некоторых микроорганизмов.

Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации

— это разные виды излучений: ионизирующее излучение, радиоактивный распад, ультрафиолетовое излучение.

Первичный их эффект в образовании одиночных или двойных разрывов в молекуле ДНК. УФ сильно поглощается тканями и вызывает мутации лишь в поверхностно расположенных клетках многоклеточных животных, однако на одноклеточных он действует эффективно. Ионизирующее излучение – это поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.

изотопы, которых радиоактивны. К таким элементам относятся все естественные элементы с атомным номером выше 83 (Bi). Вредное воздействие радиоактивных элементов определяется ионизирующим излучением, характер которого зависит от типа радиоактивного распада данного изотопа.

Существуют естественные радионуклиды, образующиеся под действием постоянно попадающего на Землю космического излучения и техногенные.

К загрязнению атмосферы радионуклидами приводят ядерные реакторы, работа тепловых электростанций, сжигающих каменный уголь. Он всегда содержит небольшие примеси урана, тория и продукты их распада. При сжигании топлива эти радионуклиды частично переходят в аэрозоли и попадают в атмосферу.

К загрязнению почвы радионуклидами может приводить использование фосфорных минеральных удобрений. Примеси урана и тория всегда есть в исходном сырье, которое используют при производстве этих удобрений. При переработке сырья радионуклиды частично переходят в удобрения, а из них и в почвы и передаются дальше по трофическим цепям.

Другими физическими мутагенами являются частицы разной природы, имеющие высокую энергию: это альфа- и бета-излучения радиоактивных веществ и нейтронное излучение. В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два параметра: величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию.

Повреждения ДНК могут быть двух типов: двунитевые и однонитевые разрывы.

Мутации может вызывать также высокая или низкая температура. В 1928 г. Меллер показал, что повышение температуры на 10 градусов по С повышает частоту мутаций у дрозофил в 2-3 раза. Очень низкие или очень высокие температуры нарушают деление клетки (возникают геномные мутации). Экстремальные температуры усиливают действие других мутагенов, поскольку снижают ферментативную активность репарационных систем.

Физические факторы вызывают те же мутации, которые возникают и при спонтанном мутагенезе.

К химическим мутагенам относятся многие химические соединения самого разнообразного строения. Наибольшую мутагенную активность проявляют различные алкилирующие соединения, а также нитрозосоединения, некоторые антибиотики, обладающие противоопухолевой активностью.

Химические мутагены делят на мутагены прямого действия (соединения, реакционная способность которых достаточна для химической модификации ДНК, РНК и некоторых белков), и мутагены непрямого действия (промутагены — вещества, которые сами по себе инертны, но превращаются в организме в мутагены, в основном в результате ферментативного окисления).

Мишенью действия мутагенов в клетке являются ДНК и некоторые белки. Ряд мутагенов вызывают мутации, не связываясь ковалентно с ДНК. В этом случае матричный синтез на ДНК протекает с ошибками. В синтезируемой нити ДНК оказывается на один нуклеотид больше или меньше обычного и возникают мутации.

Существуют мутагены, ингибирующие синтез предшественников ДНК. В результате происходит замедление или даже остановка синтеза ДНК. Мутагенные и канцерогенные свойства химических веществ тесно связаны между собой. Поэтому выявление возможных мутагенов в окружающей среде, испытание на мутагенность продуктов промышленного синтеза (красители, лекарственные средства, пестициды и др.) — важная задача современной генетики.

Установлено, что мутагенной активностью обладает несколько тысяч химических соединений. Однако в отличие от ионизирующего и ультрафиолетового излучений для химических мутагенов характерна специфичность действия, зависящая от природы объекта и стадии развития клетки. При взаимодействии химических мутагенов с компонентами наследственных структур (ДНК и белками) возникают первичные повреждения последних. В дальнейшем эти первичные повреждения ведут к возникновению мутаций.

К биологическим мутагенам относят ДНК- и РНК-содержащие вирусы, некоторые полипептиды и белки, например О-стрептолизин и ряд ферментов рестриктаз, а также препараты некоторых ДНК и определенные плазмиды.

Механизмы образования мутаций при действии различных биологических факторов не вполне ясны, однако агенты, содержащие нуклеиновые кислоты, могут вызывать нарушение процессов рекомбинации, что приводит к возникновению мутаций. Действие рестриктаз сводится к «разрезанию» цепей ДНК в месте (локусе) определенной последовательности нуклеотидов, специфичном для каждой рестриктазы.

Биологические мутагены: — специфические последовательности ДНК – транспозоны;

— некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа); — продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

Транспозоны – один из классов мобильных элементов генома которые, встраиваясь в геном, могут вызывать мутации, в том числе и такие значительные как хромосомные перестройки.

Они играют важную роль в процессах переноса лекарственной устойчивости среди микроорганизмов, рекомбинации, и обмена генетическим материалом между различными видами как в природетак и в ходе генно-инженерных исследований.

Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству.Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не «переработанные» эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. Мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Видео (кликните для воспроизведения).

http://studopedia.ru/12_191889_mutageni-ih-klassifikatsiya-i-harakteristika-geneticheskaya-opasnost-zagryazneniya-prirodnoy-sredi-mutagenami.html

Мутагенное загрязнение окружающей среды
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here