Защита окружающей среды от загрязнения мутагенами

Предлагаем ознакомится с материалом в статье: "Защита окружающей среды от загрязнения мутагенами". 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.

Загрязнение природной среды мутагенами, его последствия.

1. Мутагены — факторы, вызывающие мутации (рентгеновские лучи и другие виды излучения, различные химические вещества, в том числе алкоголь, никотин, токсические и наркотические вещества).

2. Источники загрязнения окружающей среды мутагенами: промышленные и бытовые отходы, ядерные взрывы, бесконтрольное использование удобрений и ядохимикатов.

3. Последствия загрязнения окружающей среды мутагенами: появление наследственных заболеваний у организмов, в том числе у человека вследствие мутаций.

4. Мутации — стойкие изменения генов и хромосом.

5. Причины мутаций: увеличение или уменьшение набора хромосом (например, вместо двойного набора хромосом в клетках 2п = 18 появление клеток с увеличенным вдвое набором хромосом 4л = 36); изменение числа отдельных хромосом (наличие в ядре на одну хромосому больше или меньше, чем у родительских организмов, например вместо 18 — 17 или 19 хромосом); нарушение структуры хромосом (например, потеря хромосомой какого-либо участка); изменение числа генов и др.

6. Наследственные заболевания человека: болезнь Дауна, обусловленная добавлением одной лишней хромосомы (2п = 47 вместо 2л = 46) и проявляющаяся в задержке умственного развития, врожденных заболеваниях сердца; гемофилия (не свертываемость крови), карликовость, появление лишних пальцев, отсутствие зубов или ногтей.

7. Профилактика наследственных заболеваний. Отказ от вредных привычек, здоровый образ жизни, употребление в пищу экологически чистых продуктов, предотвращение загрязнения окружающей среды путем строительства очистных сооружений, внедрения малоотходных и безотходных технологий.

Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

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!

1.docx

Факторы, вызывающие мутации на генном уровне. В естественных условиях мутация появляется под влиянием факторов внешней и внутренней среды и обозначается термином «естественные (или спонтанные) мутации».
Причиной генных, или так называемых точечных, мутаций является замена одного азотистого основания в молекуле ДНК на другое, потеря, вставка, или перестановка азотистых оснований в молекуле ДНК. Отсюда следует — ген мутирующий у человека могут развиться патологические состояния, патогенез которого различен.
На факторы вызывающие мутации на генном уровне оказало соответствующее влияние окружающей среды (подагру, некоторые формы сахарного диабета). Подобные заболевания чаще проявляются при постоянном воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (нарушение режима питания и др.). Мутация гена может повлечь за собой нарушение синтеза белков, выполняющих пластические функции.
Генные мутации могут быть причиной нарушения транспорта различных соединений через клеточные мембраны. Они связаны с нарушением функций мембранных механизмов и с дефектами в некоторых системах.
Если мутация на генном уровне возникает при действии различных физических, химических, биологических факторов, то это называютмутагенезом.

5. Генетические последствия загрязнения окружающей среды

Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество — лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни — Homo sapiens (человек разумный). Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а делать ее удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе для животного.
Загрязнение окружающей среды — нежелательное изменение ее свойств в результате антропогенного поступления различных веществ и соединений.
Источники загрязнения среды различны:
. Добыча природных ресурсов

. Возвращение в природу огромной массы отходов хозяйственной деятельности человека.

Все эти изотопы включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки.
Кроме радиоактивного заражения, у испытаний и тем более применений ядерного оружия в военных целях есть еще одна отрицательная сторона. При ядерном взрыве в атмосферу поднимается огромное количество пыли. Эта пыль в течении длительного времени может задерживать солнечную радиацию. В результате этого может произойти похолодание, которое приведет к гибели все живое на земле.

Читайте так же:  Порядок заполнения протокола об административном правонарушении

6. Химические загрязнения среды и здоровье животного

При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихического отклонения: быстрое утомление или чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, рассеянность, забывчивость, сильные колебания настроения.
При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных животных могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени.
Сходные признаки наблюдаются и при радиоактивном загрязнении окружающей среды. Так, в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате Чернобыльской катастрофы, заболеваемость среди животных, увеличилась во много раз.

7. Биологические загрязнения и болезни человека

8. Мутационный процесс и проблема генетической безопасности

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

Как физические, так и химические мутагены негативно влияют не только на саму материальную основу наследственности — ДНК, вызывая ее разрывы, перестройки и замещение одних нуклеотидов другими, но и подавляют активность ферментов репарации ДНК. Некоторые из этих веществ способны разрушать микротрубочки веретена деления и приводить к неправильному расхождению хромосом при митозе и мейозе. Вызванные таким образом мутации могут приводить к развитию у живущих особей раковых заболеваний, а у их потомков — наследственных заболеваний, таких как синдром Дауна.

Особую опасность для окружающих представляет курение, поскольку большая часть вредных веществ оседает не в легких курильщика, а в легких других людей, которых называют «пассивными курильщиками». Среди этих веществ содержатся многие канцерогенные (вызывающие рак) соединения, а также ионы тяжелых металлов.

Защита среды от загрязнения мутагенами

На современном этапе развития общества практически немыслим отказ от химической промышленности, интенсивных технологий в сельском хозяйстве, атомной энергетики и других источников мутагенов, однако степень загрязнения среды достигла такого критического уровня, что даже льды Антарктиды подвержены результатам хозяйственной деятельности человека. Это приводит не только к усилению процесса мутагенеза, но и к ухудшению состояния здоровья. Поэтому становятся все более актуальными вопросы очистки окружающей среды от загрязнения мутагенами. Для этого на государственном уровне устанавливаются предельные нормативы загрязнения вредными выбросами и отходами производства атмосферы, воды и почвы, а также значительные штрафные санкции за нарушение данных норм. В ряде стран мира вводятся даже ограничения на въезд в центр городов автомобилей и на курение в общественных местах, запрещается реклама продукции табачной и ликеро-водочной промышленности, проводятся интенсивные агитационные кампании по борьбе с курением и употреблением наркотиков.

Кроме того, вся продукция, поступающая на рынок, проверяется на соответствие установленным нормам содержания вредных веществ и изымается из продажи в случае нарушения данных норм. Постоянно контролируется и уровень загрязнения воды, атмосферы и почвы в крупных городах, а в случаях аварий проводится быстрая очистка окружающей среды от загрязнения с целью недопущения ухудшения условий жизни населения и нарушения экологического баланса. Например, после крушения в результате шторма десятка судов в Керченском проливе были собраны и откачаны более 1500 тонн мазута, которые уже вызвали гибель многих тысяч водоплавающих птиц и рыбы, но тем самым был предотвращен еще более существенный ущерб окружающей среде.

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

При всем разнообразии мутагенов существует только три основных пути их проникновения в тело человека: через дыхательные пути с воздухом, через пищеварительную систему с водой и пищей, а также через кожу. В связи с этим можно провести поиск источников мутагенов по тем средам, которые они загрязняют: воздух, вода и почва.

Загрязнение атмосферы осуществляется в основном автотранспортом и промышленными предприятиями. Его можно обнаружить по угнетению растительности вдоль автодорог, по быстро образующемуся слою пыли на окружающих предметах, по неприятному запаху. Определенную трудность в идентификации представляют некоторые источники ионизирующего и других видов излучения, например электромагнитного (станции мобильной связи, мобильные телефоны, мониторы телевизоров и компьютеров и т. д.), однако, например, в районе высоковольтных линий зачастую наблюдается либо угнетение, либо усиленный рост растений. Существенную угрозу жизни и здоровью окружающих представляют и курильщики, поэтому места, где они собираются, могут быть источниками химических мутагенов.

Выбросы загрязняющих веществ в водную среду могут приводить к изменению цвета воды, ее прозрачности, запаха и вкуса. Кроме того, в воде может наблюдаться усиленный рост водорослей («цветение» воды) с последующим замором рыбы и появлением гнилостного запаха.

Загрязнение почвы приводит чаще всего к тому, что нарушаются нормальные процессы роста и развития растений, появляются разнообразные уродства, меняется также видовой состав флоры. Например, всхожесть черной редьки на загрязненных территориях гораздо ниже, чем на незагрязненных. Отличается на таких территориях и видовой состав животного мира. Так, индикаторным видом является дождевой червь — он исчезает при увеличении степени загрязнения.

В зависимости от выявленных источников загрязнения определяют характер загрязнения и его степень, что может служить основанием для прогноза развития различных заболеваний (респираторных, аллергических, раковых и др.), а также мутагенного эффекта.

Селекция, ее задачи и практическое значение. Вклад Н. И. Вавилова в развитие селекции: учение о центрах многообразия и происхождения культурных растений; закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Методы селекции и их генетические основы. Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 1590 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

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.

Читайте так же:  Административный арест со скольки лет

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).

Генетическая опасность загрязнения окр .среды.

За всю историю своего развития человечество накопило (главным образом за счет естественного мутационного процесса) так называемый генетический груз, проявляющийся в наследственных, генетически обусловленных заболеваниях.

Генетическая адаптация популяций человека к возрастающему загрязнению биосферы мутагенными факторами принципиально невозможна.

Больше шансов на выход из генетического кризиса имеют биологические виды с высокой численностью особей, с быстрой сменяемостью поколений, например микроорганизмы.

Видео (кликните для воспроизведения).

Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что их многократное и длительное контактное действие приводит к возникновению мутаций — стой­ких изменений в генетическом материале. С накоплением мутаций клетка приобретает способность к бесконечному делению и мо­жет стать основой развития онкологическо­го заболевания (раковой опухоли). Процесс развития мутаций мо­жет быть растянут на годы. Например, резкое увеличение количества людей с лейкозами среди жителей Хиросимы и Нагасаки, подвергшихся атомной бом­бардировке, отмечалось только через 8 лет. Другим примером может служить хи­мический мутаген бензопирен — компо­нент табачного дыма и угольной смолы. По данным статистики для курильщиков, чья дыхательная система постоянно кон­тактирует с бензопиреном, вероятность возникновения рака легкого, в основе ко­торого лежат мутации, резко возрастает не сразу, а через 10 -20 лет курения. Мутагенными свойствами обладают не только различного типа излучения, но и многие химические соединения .Употребление в пищу растений, грибов и ягод, собранных вблизи автомагистра­лей, может привести к пищевому отравле­нию свинцом, а через несколько лет эф­фект может проявиться в виде мутации.

Меры защиты

Такая возможность существует, но она связана с решением сложнейших проблем. Пример тому — поиск путей защиты продуктов питания и здоровья человека от мутагенов, поступающих в окружающую среду в результате использования пестицидов и минеральных удобрений, играющих важную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур.
Самый радикальный путь — предотвращение мутагенного загрязнения окружающей среды. На этом пути наиболее эффективно

изъятие выявленных скринингом заведомо мутагенных химических соединений и замена их безвредными (нейтральными, генетически неактивными аналогами).

Снижение химических веществ, используемых в хозяйстве, медицине, быту.

Вопрос №60:Регенирация как свойство живого к самообновлению и восстановлению.Физиологическая регенерация,ее биологическое значение.
Регенерация
— процесс восстановления организмом утраченных или поврежденных структур. Регенерация поддерживает строение и функции организма, его целостность. Физиологическая регенерация — восстановление органов, тканей, клеток или внутриклеточных структур после разрушения их в процессе жизнедеятельности организма.
Репаративная регенерация — восстановление структур после травмы или действия других повреждающих факторов. При регенерации происходят такие процессы, как детерминация, дифференцировка, рост, интеграция и др., сходные с процессами, имеющими место в эмбриональном развитии.
Физиологическая регенерация представляет собой процесс обновления функционирующих структур организма. Поддерживается структурный гомеостаз, обеспечивается возможность постоянного выполнения органами их функций. Является проявлением свойства жизни, как самообновление (обновление эпидермиса кожи, эпителия слизистой кишечника).

Читайте так же:  Конфискация орудия совершения или предмета административного правонарушения

Дата добавления: 2018-09-20 ; просмотров: 516 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Опасность загрязнения окружающей среды мутагенами

Проблемы генетической безопасности

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.

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 89 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

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.

Меры по защите генома человека от вредных мутагенных воздействий

В наше время выделяют несколько основных подходов к организации социальной защиты генома человека от вредных мутагенных воздействий:

  • создание безотходных технологий, замкнутых циклов производства в промышленности;
  • переход от химических средств борьбы в сельском хозяйстве до безвредных биологических;
  • создание устойчивых сортов растений, не требуют химических средств защиты;
  • тестирование на мутагенность фармацевтических препаратов, пестицидов;
  • изъятие или нейтрализация мутагенных факторов в окружающей среде и др.

Наиболее реальным средством для индивидуальной защиты ДНК человека от необратимых изменений является использование антимутагенов для снижения темпов мутационного процесса. Антимутагены — вещества, снижающие частоту мутаций. Они нейтрализуют мутаген к его реакции с молекулой ДНК или снимают повреждения ДНК, обусловленные мутагеном. Антимутагенное действием обладают витамины, каротин, глутамин, серотонин, а также некоторые физические факторы (дневной свет). Известно более 500 соединений, для которых доказана способность к защите генома от действия мутагенов. Так, прием каротина, витамина С и витамина Е уменьшает спонтанное повреждения ДНК в лимфоцитах крови. Антиоксиданты, содержащиеся в зеленом чае, снижают частоту хромосомных мутаций. Для предотвращения вредного мутагенному влияния с помощью антимутагенов человеку нужно употреблять больше натуральных свежих продуктов, особенно капусты и зелени, круп, хлеба с отрубями. В их составе есть витамины и клетчатка. Употребление клетчатки ускоряет процесс прохождения пищи пищеводом и, как следствие, ограничивает разрушительное действие на кишечник некоторых вредных веществ, содержащихся в пище.

Большое значение для предотвращения вредных мутагенным воздействиям имеет состояние иммунной системы человека. Поэтому не следует откладывать в «долгий ящик» лечения хронических болезней, это ослабляет иммунитет и усиливает вредное мутагенный влияние. Взрослым людям следует периодически использовать травяные сборы для очищения печени, в которой происходят основные процессы биотрансформации вредных веществ. Особенно полезны гепатопротекторные свойства имеют расторопша пятнистая (Silybummarianum), Володушка золотистый (Bupleurum aureum). Не следует употреблять без консультаций с врачом неизвестные лекарственные препараты, особенно антибиотики, а если уже проходите антибиотический курс лечения, то обязательно нужно принимать препараты с полезными бактериями, которые обеспечивают определенную защиту от мутагенов. Вредное воздействие мутагенов могут усиливать некоторые вещества, называют комутагенамы. Они сами по себе не способны к мутагенного действия, не имеют собственной мутагенной активности. Так, комутагенамы считаются кофеин, токсины гельминтов, некоторые фармакологические препараты.

Источником вредных мутагенных воздействий есть и некоторые пищевые добавки. Так, при консервировании используют натрий глутамат (Е621). Опасным при нагревании также может быть натрий нитрит (Е 250), содержащийся в вареных колбасах. Натрий нитрит — очень вредное вещество, особенно в нагрева. Доза в 2 г способна убить человека. И эта проблема актуальна, учитывая привычку многих людей варить сосиски и жарить докторскую колбасу. Вредным станет даже обычный сахар, если его термически обработать: по его длительного нагревания образуется опасная для здоровья органическое соединение гидроксиметилфурфурол. Анализируя современное состояние в сфере использования пищевых добавок, можно сделать вывод, что полностью обезопасить себя от вредного воздействия опасных продуктов невозможно. Но нам вполне по силам уменьшить риски, связанные с употреблением вредных добавок. Для этого стоит запомнить следующие правила:

  • нельзя покупать продукты кустарного производства;
  • покупая продукты, следует избегать содержащих яркие синтетические красители, не употреблять сладостей, соков и газированной воды с синтетическими красителями;
  • не стоит злоупотреблять продуктами, содержащими консерванты;
  • следует избегать употребления продуктов, содержащих заменители сахара, например аспартам (Е 951), натрий цикламат (Е 952), сахарин (Е 954).
Читайте так же:  Кодекс республики казахстан об административных правонарушениях

Обычно эти добавки содержатся в дешевых сладких напитках и в жевательных резинках.

Итак, вреден мутагенный влияние на геном человека усиливается в связи с современным состоянием биосферы. Основной задачей является предупреждение дальнейшего загрязнения биосферы мутагенами и поиск способов защиты ДНК человека от поражающего действия мутагенов.

Генетические последствие загрязнения окружающей среды и защита животных от мутагенов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Декабря 2012 в 10:02, реферат

Краткое описание

Генетика представляет собой одну из основных, наиболее увлекательных и вместе с тем сложных дисциплин современного естествознания. Место генетики среди биологических наук и особый интерес к ней определяются тем, что она изучает основные свойства организмов, а именно наследственность и изменчивость.
Генетика — это наука о наследственности и изменчивости живых существ. Ее начало заложено в XIX веке работами Ч. Дарвина и Г. Менделя. В последние 40-50 лет осуществляется изучение генетики разнообразных форм органического мира: вирусов, фагов, растений, животных и человека. При этом явление наследственности и изменчивости связывается с различными уровнями жизнедеятельности организмов.

Прикрепленные файлы: 1 файл

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.

Меры защиты

Такая возможность существует, но она связана с решением сложнейших проблем. Пример тому — поиск путей защиты продуктов питания и здоровья человека от мутагенов, поступающих в окружающую среду в результате использования пестицидов и минеральных удобрений, играющих важную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур.
Самый радикальный путь — предотвращение мутагенного загрязнения окружающей среды. На этом пути наиболее эффективно

изъятие выявленных скринингом заведомо мутагенных химических соединений и замена их безвредными (нейтральными, генетически неактивными аналогами).

Снижение химических веществ, используемых в хозяйстве, медицине, быту.

Генетические последствия загрязнения окружающей среды и защита животных от мутагенов

Последние десятилетия характеризуются интенсификацией производственных процессов в промышленном и сельском хо­зяйстве. В результате этого в окружающей среде — воздухе, почве, воде — накапливаются огромные количества веществ, часть из которых обладает мутагенной и тератогенной активнос­тью. Среди них особое значение имеют химические мутагены — ДДТ, гексахлорбензол и другие пестициды из класса хлорирован­ных углеводородов, которые способны накапливаться в живых организмах. В районах интенсивного сельского хозяйства источ­ником мутагенов являются нитраты.

Перевод животноводства на промышленные технологии в нашей стране сопровождался концентрацией поголовья живот­ных на ограниченных территориях ферм и комплексов, что вы­зывает повышение концентрации микрофлоры, в том числе воз­будителей различных болезней.

Вирусы, непосредственно внедряясь своим генетическим ап­паратом в геном клеток животных или через свои биологические субстраты, обладающие антигенными свойствами, могут стать сильным фактором индуцированного мутагенеза. Для профилак­тики и лечения бактериальных и вирусных инфекций, инвазий используют инактивированные, а также живые вакцины, сыво­ротки, широкий арсенал синтезированных фармакологических средств, что, безусловно, дает положительный эффект. Однако следует оценивать и побочные результаты ветеринарной терапии,

что может проявляться в повышении частоты нарушений хромо­сом и ДНК в половых и соматических клетках самих животных, изменениях программы развития их эмбрионов.’

Вместо повышения жизнеспособности из-за такого рода мута­ций будут происходить ослабление резистентности, снижение продуктивности животных и т. д.

Особенно серьезную опасность представляют химические за­грязнения среды разведения животных. Если всего три десятиле­тия назад основным удобрением полей был перегнивший навоз, то сейчас в основном используют химические удобрения. Это приводит к концентрации в кормах нитритов и нитратов, вред­ное действие которых на организм известно. Второй фактор — борьба с вредителями полей, садов и огородов. Она основана также на применении химических соединений — пестицидов, ко­торые обладают очень сильными мутагенными свойствами. От­мечается, что большинство пестицидов устойчивы к химическо­му и биологическому разложению и имеют высокий уровень токсичности. Перечень вредных химических веществ, с которы­ми контактируют животные, огромен.

В этой связи важное значение имеет экологический мониторинг среды разведения животных, предусматривающий определение ха­рактера и уровня химических веществ в почве, воде, кормах и теле животных. Необходимо создание экологических карт хозяйств и ре­гионов, на которые наносится соответствующая информация.

Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению огромных территорий РФ, Украины и Белоруссии. Возникла глобальная проблема оценки генетических последствий этой катастрофы на различные биологические объекты, в том числе сельскохозяйственных животных.

Нами проведен анализ хромосом у коров швицкой породы в совхозе «Труд» Клинцовского района Брянской области. Хозяйство относится к зоне сильного загрязнения окружающей среды радио­нуклидами. В исследованных метафазах обнаружено 38,94 % аберра­ций. Соотношение разных типов аберраций было следующим:

Аберрации хромосомного типа, %

В том числе парные фрагменты

Аберрации хроматидного типа, %

В том числе одиночные фрагменты

Радионуклиды, как отмечено выше, сами по себе являются мощным фактором индукции мутаций, прежде всего повреждая целостность хромосом и вызывая аберрации.

Но оказалось, что они при взаимодействии с химическими му­тагенами способны усугублять ситуацию. Во НИИ ветеринарной генетики и селекции (НИИВГиС) проводятся комплексные иссле­дования по эколого-ветеринарной генетике. Это раздел ветеринар­ной генетики, изучающий влияние различных экологических фак­торов на наследственность животных, устойчивость к заболевани­ям, сопряженную эволюцию микро- и макроорганизмов, генетическую обусловленность накапливать или выводить из орга­низма вредные вещества, генетически детерминированные реакции животных на лекарственные препараты и т. д. Одна из задач эко­лого-ветеринарной генетики — селекция животных на устойчивость к вредным физическим, химическим и биологическим факторам. Сотрудники НИИВГиС установили негативное влияние радиации и химических загрязняющих веществ на хромосомную нестабиль­ность, иммунный ответ к некоторым антигенам, гормональный статус и накопление химических элементов в тканях крупного рогатого скота. Проводится цитогенетический, иммуногенетичес-кий, иммунологический, химический и биохимический монито-ринги популяций сельскохозяйственных животных в экологически чистых и загрязненных районах Западной Сибири.

Читайте так же:  Разрешение на ношение травматического оружия госуслуги

Неблагоприятная экологическая среда, характеризующаяся возрастанием уровня ионизирующей радиации, интенсивным ультрафиолетовым излучением и особенно действием токсичес­ких химических соединений, которыми сейчас в ряде регионов перенасыщены воздух, вода, почва и растения, повышенная кон­тактность животных с ретровирусами приводят к снижению уровня иммунитета и увеличению нестабильности генетического аппарата животных. Это может проявляться в форме образова­ния мобильных генетических элементов, способных к трансфор­мации в вирусы иммунодефицита — СПИДа у человека и анало­гичные им у животных.

Ученые подчеркивают, что проблема СПИДа (и родственных ему заболеваний, вызываемых ретровирусами — автономными генами, которые во многом сходны с вирусом иммунодефицита у человека) — это совершенно новая биологическая ситуация, с которой начинается широкое распространение приобретенной генетической патологии. При этом резкое ухудшение экологи­ческой ситуации можно считать ведущей причиной того, что именно во второй половине XX в. стали выходить из-под кон­троля процессы образования подвижных генов.

Методы эколого-генетячесжого мониторинга в животноводстве. Увеличение частоты ранее известных или появление новых мутаций в последующих поколениях животных — показатель возрастающего действия мутагенов среды. В условиях конкретной экологической среды разведения животных важное значение имеет определение мутагенной активности как отдельных факторов, так и всего их комплекса. Здесь речь может идти о генетической активности лекарственных препаратов, применении нетрадиционных кормовых до­бавок, гормональных обработок животных. Главное внимание, очевидно, должно уделяться анализу влияния на стабильность ге­нома того или иного уровня загрязнения окружающей среды.

В настоящее время рекомендуется использовать следующие тесты генетической активности веществ: 1) генные мутации; 2) хромосомные аберрации; 3) обмены между сестринскими хрома­тидами; 4) микроядерный тест и др.

Для оценки частоты новых и старых возникших ранее (гене­тический груз) мутаций рекомендуется использовать цитогенети-ческий метод, анализ мономорфных систем белков, учитывать частоту врожденных аномалий, спонтанных абортов и мертво-рождений, соотношение полов в потомстве животных. Образова­ние хромосомной аберрации или необычного типа белка, кото­рых не было у родственных животных, служит доказательством вновь образовавшейся мутации.

Анализ частоты сестринских хроматидных обменов в лимфо­цитах крови дает возможность установить наличие генетической активности при воздействии на организм того или иного химичес­кого агента. Этот метод в 1972 г. предложили А. Ф. Захаров и Н. А. Еголина. Сущность его состоит в том, что в культивируемые in vitro лимфоциты, стимулированные для прохождения митозов фитогемагглютинином, вводят аналог тимидина 5-бромдезокси-уридин (БДУ). В зависимости от времени его добавки в среду (первый или второй клеточный цикл) он включается в одну или обе сестринские хроматиды. При соответствующей обработке пре­паратов и использовании красителя Гимзы под микроскопом можно видеть хромосомы с одной окрашенной (БДУ включился) и с другой неокрашенной хроматидами. В отдельных хромосомах наблюдают дифференциальную окраску хроматид — чередование темных и светлых участков. Это значит, что произошли измене­ния, т. е. обмены между сестринскими хроматидами (СХО). Вы­сокая частота СХО свидетельствует о мутагенном действии изуча­емого вещества, с которым контактировали клетки крови.

Этот метод дополняют анализом частоты разрывов хромосом, других аберраций, полученных от тех же животных, но лучше при сплошной окраске.

В последнее время предложен еще один чувствительный метод выявления мутагенности факторов среды — так называе­мый микроядерный тест. Дело в том, что дополнительные ма­ленькие ядра (микроядра) на окрашенных мазках крови образу­ются за счет целых хромосом или их фрагментов, которые при делении не включаются в основное ядро из-за повреждений. Наблюдается возрастание числа микроядер в эритроцитах млеко­питающих при воздействии мутагенов. Для этих же целей аде­кватные результаты может дать анализ частоты нерасхождений хромосом в клетках костного мозга на стадии анафазы.

Возрастание частоты злокачественных новообразований, в том числе и лейкозов у человека и животных, ученые обоснованно связывают с загрязнением окружающей среды. Установлено, что многие мутагены одновременно являются и канцерогенами — факторами, ведущими к злокачественной трансформации клеток. Следовательно, распространение в среде разведения животных генетически активных агентов может приводить не только к повышению частоты мутаций, но и к возрастанию частоты зло­качественных новообразований.

Эта проблема в ветеринарии — одна из актуальных и очень непроста для решения. Исследования ученых показали существо­вание РНК-содержащих или ретровирусов, способных при ин­фекции встраиваться в геном клеток животных и нарушать их генетическую программу. С другой стороны, в нормальных клет­ках млекопитающих признано существование участков ДНК, сходных по строению с РНК ретровирусов. Это так называемые протоонкогены, принимающие участие в контроле клеточного цикла. Последние, как полагают ученые, превращаются в онкоге­ны, что приводит к нарушению их экспрессии и развитию раково­го процесса. Толчком этого события могут быть вирусные инфек­ции, действие на организм физических и химических мутагенов.

Видео (кликните для воспроизведения).

Генетическая резистентность организмов при этом имеет зна­чение. Одни животные остаются только инфицированными рет-ровирусами, что обнаруживают по реакции иммунодиффузии или с помощью ДНК-зондирования, у других вскоре развивается лей­коз или другая форма рака. Для выявления устойчивости живот­ных к лейкозам важное значение имеет оценка стабильности ге­нома. Одними из таких критериев могут быть частота полиплои­дии, разрывов хромосом, изменчивость хромоцентров. По нашим данным, последний показатель у крупного рогатого скота, пред­расположенного к лейкозу, достоверно отличается от нормы.

Источники

Защита окружающей среды от загрязнения мутагенами
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here