Пояснительная записка
Тема устного журнала позволяет расширить представление о применении эколого-генетического подхода в медицинской практике, который предусматривает создание и внедрение системы, снижающей или полностью устраняющей воздействие на генотип организма человека факторов окружающей среды.
Форма устного журнала даёт возможность преподавателю осуществлять как индивидуальную работу с обучающимися, так и работу с малыми группами и группой в целом.
Устный журнал состоит из нескольких разделов (страничек).
Под руководством преподавателя определяется тема выпуска, разрабатывается содержание каждой странички, составляется сценарий мероприятия. Самостоятельно обучающиеся проводят сбор и анализ информации по темам для докладов и презентации, готовят сообщения для открытого мероприятия.
Время одного выпуска журнала: 45-60 минут.
Цели устного журнала
- Повысить интерес у обучающихся к изучению основы генетики человека.
- Привлечь внимание обучающихся к применению эколого-генетического подхода в медицинской практике.
- Развивать информационную компетентность: способность при помощи информационных технологий самостоятельно искать, анализировать, отбирать, обрабатывать и передавать необходимую информацию.
- Развивать коммуникативную компетенцию: владение навыками взаимодействия с окружающими людьми, умение работы в группе, овладение различными социальными ролями и т.д.
Сценарий
Вступительное слово преподавателя
Преподаватель объявляет открытие журнала, указывает цели и задачи его проведения. Вступления обучающихся:
- Химические мутагены в окружающей среде и генофонд человечества
- Пища и мутагенез
- Тератогены и здоровье человека
- Награждение участников
- Заключительное слово преподавателя
Выступления сопровождаются демонстрацией презентации.
Слайд 1 – заставка
Слайд 2 (ведущий)
Здравствуйте, уважаемые преподаватели, студенты и гости нашего устного журнала!
5 января 2016 года Президент Российской Федерации Владимир Путин подписал Указ о проведении в 2017 году в Российской Федерации Года экологии в целях привлечения внимания общества к вопросам экологического развития Российской Федерации, сохранения биологического разнообразия и обеспечения экологической безопасности.
Слайд 3 (ведущий)
Студенты колледжа хотят познакомить вас с важными открытиями в области экологической генетики.
Слайд 4 (ведущий)
На рубеже ХVIII и XIX вв. Т. Мальтус выдвинул теорию, согласно которой население Земли увеличивается в геометрической прогрессии, а прирост ресурсов - в арифметической. Таким образом, неизбежен момент, когда ресурсов нашей планеты уже не будет хватать для того, чтобы обеспечить нормальную жизнедеятельность населения.
У человечества есть выбор. Можно отказаться от благ цивилизации, но это едва ли будет возможно в современном мире.
Слайд 5 (ведущий)
Существует представление о том, что здоровье человека на 18-20% обусловлено генетическими факторами, на 30-40% - образом жизни, на 7-10% - состоянием медицинского обслуживания; оставшиеся 30-40% зависят от состояния окружающей среды. Оно базируется на подходах ВОЗ. Поскольку экологические проблемы в наши дни относятся к наиболее актуальным, в последние годы появились такие термины, как «экопатология», «экологические болезни».
Некоторые заболевания существенно зависят от факторов внешней среды и являются индикатором ее состояния. В первую очередь, это профессиональные болезни, онкологические заболевания, врожденная патология и генетические дефекты, токсические поражения и др.
Другая группа – это экологически зависимые заболевания, отличающиеся средней степенью зависимости от окружающей среды. К ним относятся нарушения иммунитета, хронические пневмонии у детей, некоторые поражения печени, обострение заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой системы при неблагоприятных погодных условиях и другие.
Развивается и фармакогенетика – наука, изучающая генетически обусловленную реакцию пациента на те или иные лекарства. Учет индивидуальных особенностей позволит повысить эффективность лечения и одновременно избежать нежелательных побочных эффектов.
Экологическая генетика человека изучает влияние факторов среды обитания на наследственность. Одна из парадигм медицинской генетики состоит в том, что во всех жизненных проявлениях действие любых генов осуществляется в тесном взаимодействии с факторами среды.Генетики-экологи большое значение придают изучению мутагенной активности физических и химических агентов, которые использует человек. Ежегодно различным отраслям предлагаются новые вещества. Эколого-генетический подход предусматривает создание и внедрение системы, снижающей или полностью устраняющей воздействие на генотип организма человека факторов окружающей среды.
Мы предлагаем вам познакомиться с некоторыми аспектами влияния факторов окружающей среды на генетику и здоровье человека.
Давайте же начнём листать странички нашего журнала!
Слайд 6, 7 (докладчики)
Загрязнение окружающей среды представляет собой планетарную проблему, которую регулярно обсуждают в новостях и научных кругах. На данный момент о загрязнении окружающей среды известно многое – написано большое количество научных работ и книг, проведены многочисленные исследования. Создано множество международных организаций, направленных на борьбу с ухудшением природных условий. Но в решении экологических проблем человечество продвинулось совсем незначительно.
Экологическая проблема современного мира не только остра, но и многогранна. Она появляется практически во всех отраслях материального производства, имеет отношение ко всем регионам планеты.Загрязнение природы по-прежнему остаётся важным и актуальным вопросом современности.В связи с интенсивной индустриализацией общества загрязнение окружающей среды особенно обострилось в последние десятилетия.
Состав воздуха неоднороден и отличается в зависимости от географического положения – в индустриальных районах и крупных городах высокий уровень вредных примесей.
Слайд 8 (докладчики)
Основные источники химического загрязнения атмосферы:
- химические заводы
- предприятия топливно-энергетического комплекса
- транспорт
Эти загрязнители являются причиной содержания в атмосфере тяжёлых металлов, таких как свинец, ртуть, хром, медь. Они – постоянные компоненты воздуха в промышленных зонах.Современные электростанции ежедневно выбрасывают в атмосферу сотни тонн углекислого газа, а также сажу, пыль и золу.Увеличение числа автомобилей в населённых пунктах привело к повышению концентрации целого ряда вредных газов в воздухе, которые входят в состав машинного выхлопа. Из-за антидетонационных присадок, добавляемых к транспортному топливу, происходит выброс свинца. Автомобили вырабатывают пыль и золу, которые загрязняют не только воздух, но и почву, оседая на земле. По некоторым подсчётам, 1 тыс. автомобилей в день выбрасывает с выхлопными газами в воздух. 3,2 т окиси углерода, от 200 до 400 кг других продуктов неполного сгорания топлива, 50—150 кг соединений азота.
Слайд 9 (докладчики)
Химия создала огромное число веществ. Ежегодно в окружающую среду поступает более тысячи вновь синтезированных соединений, с которыми человек в процессе эволюции не сталкивался, и к которым еще нет и, возможно, не будет адаптаций.
Атмосферу загрязняют очень токсичные газы, которые выбрасываются предприятиями химической промышленности. Отходы химзаводов, например, оксиды азота и серы, являются причиной кислотных дождей и способны вступать в реакции с компонентами биосферы с образованием других опасных производных. Химические предприятия выбрасывают в атмосферу канцерогенные вещества - вещества, воздействие которых на организм при определенных условиях вызывает рак и другие опухоли.
Слайд 10 (докладчики)
Среди химических веществ, которые в немалых количествах попадают в окружающую среду и являются мутагенами, выделяют мономер винилхлорида и его производные, использующиеся при производстве синтетических смол и пластмасс. Установлено, что они вызывают мутации у млекопитающих.
К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ, образующихся при сжигании различных материалов, древесины и топлива.
Металлургические предприятия загрязняют атмосферу сернистым газом, окислами азота, сероводородом, галогенами и их соединениями.
В результате человеческой деятельности регулярно происходят лесные пожары, во время которых происходит выброс колоссальных количеств диоксида углерода.
Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.
Слайд 11 (докладчики)
В сельских областях человек постоянно контактирует с биологически активными веществами (гербициды и пестициды).
Они накапливаются в тканях животных, растений и человека, их концентрация кумулируется по мере продвижения в пищевых цепях.
Одним из высокотоксичных антропогенных соединений является диоксин (содержится в ряде гербицидов как побочный продукт промышленного синтеза).
Диоксин помимо токсичности проявляет канцерогенное, тератогенное и мутагенное действие.
О токсичности диоксина известно многое: во время войны во Вьетнаме было распылено около 5 тонн диоксина. В середине 70-х годов более 6% вьетнамских детей рождались с синдромом Дауна, гидроцефалией и аномалиями конечностей, что как считается, было, последствием действия диоксина, входящего в состав гербицидов, использованных армией США.
Слайд 12 (докладчики)
Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение вод Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности.
С каждым годом воды Мирового океана все чаще загрязняются отходами химической промышленности. Так была замечена тенденция увеличения количества мышьяка в океанических водах. Значительно экологический баланс подрывают тяжелые металлы свинца и цинка, никеля и кадмия, хрома и меди. Еще урон наносят пестициды. Загрязненная вода становится причиной многих заболеваний людей и животных. В результате сокращаются популяции флоры и фауны, а некоторые даже вымирают. Все это приводит к глобальным изменениям экосистем всех акваторий.
Слайд 13 (докладчики)
Но в природе все процессы взаимосвязаны, и, в конечном счете, варварское отношение человека к природе является губительным для него самого.
Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух или воду, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, попадая, в конце концов, в организм человека.
Из-за ухудшения экологической обстановки повышается уровень заболеваемости, ухудшается самочувствие и качество жизни человека, уменьшается продолжительность жизни, увеличивается смертность.
Слайд 14 (докладчики)
Действие загрязняющих химических веществ, являющихся выраженными мутагенами, может приводить к:
- рождению больных детей
- росту спонтанных абортов
- мертворождению
- сокращению продолжительности жизни
Исследования показали, что спонтанные абортусы имели мутантные кариотипы, они несли хромосомные аберрации.
Оценивая химическую опасность, на первое место следует поставить химические вещества воздушного бассейна, на второе – антропогенные загрязнители водоемов и продуктов питания, а на третье – загрязнение литосферы, особенно почвы (как путь поражения растений и грибов) и подземных вод (поражение человека и животных).
Слайд 15 (докладчики)
Последствия загрязнения окружающей среды для человека могут быть катастрофические:
- отравления (токсическое действие);
- развитие раковых опухолей (канцерогенное действие);
- изменение функций (токсическое и мутагенное действие);
- появление мутаций, уродств, сокращение продолжительности жизни (мутагенное действие);
- увеличению производства химических продуктов для лечения отрицательных последствий действия уже существующих веществ антропогенной природы.
При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихические 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 людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени.
Достоверно установлено, что такие отходы производства, как хром, никель, бериллий, асбест, многие ядохимикаты, являются канцерогенами. Медики установили прямую связь между ростом числа людей, болеющих аллергией, бронхиальной астмой, раком, и ухудшением экологической обстановки в данном регионе.
Слайд 16 (докладчики)
К числу наиболее серьезных последствий мутагенного действия химических веществ относятся врожденные пороки развития. По заключению научного комитета ООН 6% врожденных аномалий обусловлено факторами окружающей среды и в 50% их происхождение индуцировано многофакторными воздействиями.
Слайд 17 (докладчики)
Взаимодействие атмосферных загрязнителей и кислотных дождей приводит к развитию фиброза легких, облысению детей 2-4 лет (в основном страдают голубоглазые и светловолосые дети).
Это может свидетельствовать о том, что генотипы таких детей наиболее восприимчивые к действию модифицированных кислотными дождями химических загрязнителей или об активировании ранее молчавших генов.
Слайд 18 (докладчики)
Действие химических мутагенов приводит к увеличению генетического груза:
- нарушение метаболизма и структуры ДНК
- нарушение метаболизма и структуры белков-регуляторов
- повышение уровня мутаций в человеческих популяциях - генных (точечных), геномных (изменение числа хромосом, хромосомные перестройки)
Рост генетического груза наблюдается как в городских, так и сельских человеческих популяциях.
Причиной этого явления является промышленные загрязнения городской среды и повсеместное засорение сельской местности.
Слайд 19 (докладчики)
Учитывая темпы загрязнения окружающей среды, возникла необходимость прогнозирования генетических эффектов, вызываемых действием химических веществ.
Несмотря на то, что огромное количество научно-исследовательских и медицинских учреждений проводят мониторинговые исследования воздействия вновь синтезированных веществ на природу и человека, биологическая активность многих из них все еще не проанализирована. Кроме того, практически не изучены отдаленные последствия действия этих веществ, как в чистом виде, так и их производных, которые возникают в природе.
При исследовании крови рабочих горячих цехов, вдыхающих металлические пары, обнаружены транслокации (хромосомные мутации) в лимфоцитах периферической крови.
У жителей окрестностей металлургических предприятий и алюминиевых производств в крови присутствовали лимфоциты с хромосомными дефектами.
На предприятиях по производству резиновых изделий и лакокрасочных материалов обнаружена достоверно более высокая частота заболеваний раком мочевого пузыря
Слайд 20 (докладчики)
Исследование распределения частоты мутантного гена, приводящего к развитию фенилкетонурии у детей, показало многократное повышение частоты мутирования этого гена в районах с высокоразвитой промышленностью.
Анализ динамики мертворожденных, динамики спонтанных абортов, динамики множественных врожденных пороков развития выявил достоверное снижение рождаемости, рост патологий внутриутробного развития в загрязненных областях.
Предполагается обусловленность этих патологий доминантными генными мутациями, хромосомными аберрациями, гетероплоидиями (исследования проведены в Самарской губернии).
Слайд 21 (докладчики)
При исследовании влияния производственных препаратов на частоту появления хромосомных поломок у человека, было выявлено увеличение частоты хромосомных аберраций у сотрудников по сравнению с населением, не контактирующим с данными веществами. Так, частота хромосомных аберраций у сотрудников, контактирующих с формальдегидом, цитостатиками, стиролом составляла, соответственно, 3,68; 6,56; 5,25 (по сравнению с не контактирующими, соответственно, 1,8; 2,05; 1,7).
Слайд 22, 23 (докладчики)
При исследовании характера хромосомных повреждений при воздействии различных химических мутагенов (на тест-животных) выявлены различные типы мутаций:
- транслокации, разрывы хромосом, делеции, пикноз ядер в половых и соматических клетках крыс, мышей, обезьян
- все типы хромосомных аберраций у мышей
- хромосомные аберрации у собак
- генные летальные мутации у мышей, крыс
Слайд 24 (докладчики)
Положение, в котором оказались современные популяции людей, осложняются тем, что с огромным количеством мутагенов человек сталкивается в быту, не представляя опасности, которую несут с собой эти соединения.
Мутагенность многих таких веществ для млекопитающих доказана многочисленными исследованиями:
- гидрохинон, катехол, прогаллол (область применения – фотография) вызывают транслокации, разрывы хромосом, делеции, пикноз ядер в половых и соматических клетках крыс, все типы хромосомных аберраций у мышей, крыс, собак;
- резорцинол, крезолы, каптан, тирам, этиловый спирт (область применения – парфюмерия) вызывают хромосомные мутации у крыс, мышей, обезьян в соматических и половых клетках.
Это не полный перечень существующих в бытовой химии мутагенов, которые являются для человека генотоксическими веществами.
В последние годы возник значительный разрыв между высокой способностью современной цивилизации создавать новые химические продукты и ограниченными возможностями человека и биосферы воспринять действие этих продуктов без серьезных отрицательных последствий.
Слайд 25 (докладчики)
Загрязнение окружающей среды приводит к увеличению ее мутагенной активности. В настоящее время предполагается обусловленность многих патологий генными, хромосомными и геномными мутациями. Ухудшение эколого-генетической ситуации может вызывать изменение генофонда, влекущее за собой нарушение наследственного здоровья населения.
Слайд 26 (докладчики)
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.
Все жители планеты сегодня должны сознавать, что в мире, где окружающая среда ухудшается с каждым днем, невозможны здоровое общество и долголетие. Конечно, промышленное развитие не может остановиться, но оно должно пойти по иному пути. Для достижения устойчивого развития защита окружающей среды должна составлять неотъемлемую часть процесса развития.
Достижение стабильной экологической обстановки станет возможным, когда люди осознают, что здоровье, благополучие и развитие человеческой цивилизации в целом зависят только от них и их действий.
Слайд 27, 28 (ведущий)
Для того чтобы жить, надо есть. Это не новость. Однако мало кто знает, что пища необходима не только для обеспечения нормального протекания основных жизненных функций, но и для нормальной экспрессии генов, то есть, попросту говоря, - для нормальной работы генов. Было доказано, что включение определенных генных комплексов под влиянием пищи происходит через нервные и гуморальные механизмы. Отсюда можно сделать странный, на первый взгляд, но подтвержденный многочисленными фактами вывод: если питаться непривычной, в эволюционном смысле, пищей, - возможен мутагенный ответ. Таким образом, не всякая пища безопасна. Причем мы говорим не о ядах, а о пище.
Слайд 29 (докладчики)
Можно много и бесплодно рассуждать вредно или полезно есть те или иные продукты. Надо помнить только одно, что в силу изменчивости в любой человеческой популяции возникает генотипы, то есть индивиды, которые оказываются невосприимчивы к определенному типу пищи.
Давайте поговорим о молоке. Человек является млекопитающим животным. Однако животные употребляют молоко только в определенный период жизни. В процессе эволюции человек приспособился употреблять молоко, прирученных им животных, в пищу в течение всей жизни. Человечество использует не только пресное молоко, но и молочные продукты, творог, простокваша, кефир, сыры. Долгий опыт использования этого продукта приучил человечество к мысли, что молоко очень полезно.
Между тем врачам и биологам давно известно, что у многих людей после 14-15 лет возникают невосприимчивость молока, которая выражается в том, что принятие пресного молоко вызывает у человека диарею. Однако, существуют группы людей вообще не способные употреблять молоко после года жизни. Почему? Оказалось, что у этих людей либо выключается ген фермента лактазы, который сбраживает лактозу до глюкозы и галактозы, либо вообще отсутствует, в результате мутации, этот ген.Если такие люди выпьют сырого молока, то оно послужит субстратом для либо нормальной кишечной палочки, но при этом не должны присутствовать другие сахара, либо для размножения гнилостных микроорганизмов. Мутации по этому локусу могут быть самыми различными: от делеций, до возникновения аллелей различного типа, которые кодируют фермент, не способный сбраживать лактозу.Было обнаружено, что у европейцев частота гомозигот по этой мутации невелика - 5-10%, а у восточных народов - до 95-100%, среди американских негров и индейцев - 70-75%.
Слайд 30 (докладчики)
Существуют и другие типы невосприимчивости тех или иных продуктов питания. У некоторых людей употребление сыра вызывает сильную мигрень, у других - мигрень вызывает шоколад. Оказалось, что у первых понижена концентрация тиромина, у вторых - низкая активность моноаминоксидазы.
Известно, что у многих людей на алкоголь появляется специфическая реакция. У большинства монголоидов употребление алкоголя приводит к отравлению, выражающегося в покраснении лица, тахикардии, мышечной слабости и тому подобное. Это свойство врожденное и не зависит от привыкания к алкоголю. Оказалось, что токсическая реакция свойственна людям, у которых отсутствует одна из форм фермента алкогольдегидрогеназы -ALDH-1.
Кстати, склонность к алкоголизму, встречаемая у европеоидов, генетически детерминирована. Если в роду были алкоголики, людям вообще следует избегать употребления алкоголя, так как для них очень высока вероятность приобрести зависимость от спирта, если они наследуют мутантный ген. А то, что алкоголь - это яд доказывать сегодня не нужно. Кроме того, есть данные, что использование алкоголя достоверно повышает риск рождения детей с различными врожденными аномалиями развития, о чем вы узнаете далее.
Слайд 31 (докладчики)
Итак, длительная эволюция в отсутствие определенных продуктов питания, при введении их в употребление может привести к нестабильности генома и к мутациям.Некоторые экзотические продукты питания, получаемые из морских животных, например голотурии, обладали мутагенным действием.Даже традиционный продукт - чеснок - в определенные периоды приводит к развитию митотического блока и нарушению расхождения хромосом.Было показано, что мускусная амбра, используемая как пищевая добавка, а также бета-нафтилизобутиловый эфир, применимый в кулинарии обладают мутагенной активностью для млекопитающих.Выраженным мутагенным действием обладает сахарин, он вызывает хромосомные аберрации. А между тем его рекомендуют как безопасный заменитель сахара.
Слайд 32 (докладчики)
Вообще в последние годы возникло огромное количество синтетических и природных так называемых пищевых добавок.В настоящее время в России может использоваться в производстве пищевых продуктов около 250 видов отдельных пищевых добавок.Многие пищевые добавки безвредны, многие, несомненно полезны, например, в районах с дефицитом по йоду, необходимо использование специальных препаратов, для предотвращения развития, например базедовой болезни.
В странах Европы все пищевые добавки имеют трехзначный или четырехзначный код с предшествующей литерой «Е». Коды, или идентификационные номера, используются только в сочетании с названиями функций классов, отражающих группировку пищевых добавок по технологическим функциям, например, антиокислитель Е300 - аскорбиновая кислота или краситель Е110 - краситель желтый «солнечный закат» и т.д.
По-видимому, каждый здравомыслящий человек в состоянии узнать, что за пищевая добавка используется, ну, например, в качестве красителя лимонада, и принять для себя решение - использовать ли данный продукт. Количество пищевых добавок растет, и ежегодно публикуется список запрещенных к применению в пищевой промышленности Российской Федерации пищевых добавок.
Кстати, многие из этих добавок, оказалось, имеют канцерогенное действие, то есть скажутся на жизни уже существующего поколения. Мы, конечно, не собираемся утверждать, что все канцерогены являются мутагенами, но для многих химических канцерогенов это доказано. Можно привести список кодов веществ, запрещенных к использованию и обладающих выраженным канцерогенным действием: Е240, Е131, Е142, ЕЗЗО, Е210 - Е213, Е215, Е216.
Слайд 33 (докладчики)
Итак, мы говорили о пищевых добавках, изобретенных человеком, а теперь вернемся к продуктам питания, довольно часто используемым человеком.
Сейчас нам хочется поговорить о грибах. Давно известно, что в пищу можно использовать только съедобные грибы, но впоследнее время люди начали использовать не ядовитые, но и не съедобные грибы, например рядовки. Казалось бы, ну что такого, ну выйдут не переваренными, однако многовековой опыт показал: можно есть только то, что можно.
Кроме того, существует огромное количество плесневых грибов, которые паразитируют на растениях, и при употреблении в пищу вместе с этим растением вызывают не только отравления, но и мутации, причем как в клетках эпителия кишечника, так и в половых клетках.
Так, грибы рода Lactarius широко используются как продукт питания, а между тем показано, что экстракты этих грибов повышают мутагенность в 2-6 раз. Природа мутагенных веществ, содержащихся в этих грибах неизвестна.
Слайд 34 (докладчики)
Мутагенная активность пищи зависит от способа приготовления ее. Как известно, мясо само по себе не является мутагеном, однако если его жарят, то образующийся при этом аминоимидазоарен является сильным мутагеном. Особую опасность представляют многократно использованный жир при приготовлении мяса и рыбы, так как в нем накапливаются продукты пиролизатов мяса и рыбы. Масла, употребляемые для жарки, могут вызывать мутации у человека. Исследование клеток эпителия кишечника показало, что употребление перегретого подсолнечного масла вызывает разрывы хромосом.
Слайд 35 (докладчики)
В последние годы в развитых странах стали очень модными различные диеты. Создалось парадоксальное положение, в то время как половина человечества голодает, или недоедает, вторая половина мучается от избытка веса.
К сожалению, многие люди не знают, что голодание по определенным типам веществ - аминокислотам, витаминам, углеводам приводит к самым различным мутациям, которые могут вызвать не только нарушения в функционировании органов, но и развитие раковых опухолей, что, так или иначе, приведет к сокращению жизни. Изменение рациона или просто ухудшение питания приводит к мутациям во всех тканях, в том числе и в гонадах. Интересно, что у мышей после голодания резко возрастало число сперматозоидов с аномалиями головки.
У людей при белковом голодании наблюдаются самые различные патологии клеточного метаболизма, так как не хватает ферментов репарации. Было показано, что у истощенных детей, при белковом голодании или получение только растительных белков, резко возрастает число лимфоцитов с различными хромосомными нарушениями.
По-видимому, особый интерес представляют собой исследования, где изучалось влияние специальных диет на генетический аппарат млекопитающих. Так, использование в последние годы спортсменами искусственных протеинов может в будущем существенно сказаться на их здоровье, потому что искусственные протеины содержат не все аминокислоты. При отсутствии в пище аминокислот: цистеина, тирозина, аргинина, лизина, гистидина, триптофана, метионина, глютамина и аспарагина подавлялось клеточное деление, вызывались хромосомные аномалии различного типа в клетках крови и других тканях.
Слайд 36 (докладчики)
О пользе витаминов сегодня говорить даже как-то странно, так, как всем известно, что витамины являются важнейшими элементами регуляции обмена веществ в организме. Давайте просмотрим на витамины глазами генетика.
Известно, что витамин С человек не может синтезировать, а следовательно, его он должен постоянно получать с пищей. Почему постоянно? Выяснилось, что витамин С предотвращает повреждение хромосом. Однако, избыток витамина С усиливает мутагенез в клетках млекопитающих. Голодание по фолиевой кислоте у людей индуцировало структурные повреждения определенных локусов хромосом.Добавление к рациону пожилых людей ежедневно витамина Е увеличивало у них в крови всех классов иммуноглобулинов.Вообще, наибольшей антимутагенной активностью обладали рибофлавин, ретинол, менадион; есть мнение, что витамины влияют на микросомные ферменты печени, которые принимают активное участие в модификации химических веществ. Вытяжки из многих растений, в составе которых есть витамины, оказались антимутагенами.
Слайд 37 (докладчики)
Итак, мы рассмотрели как обыкновенная, но непривычная (в эволюционном смысле) пища или неправильное приготовление пищи может вызывать у человека генетические повреждения, которые могут передаваться следующим поколениям.
А теперь обратимся к экологическим проблемам сегодняшнего дня.
Было показано, что в жире, печени и мозге рыб накапливаются соли тяжелых металлов и другие биологически активные вещества антропогенной природы. Так, в тканях рыб и моллюсков был обнаружен бензпирен в количестве 0,1 мг/кг, один из самых мощных канцерогенов, и это были виды рыб, наиболее часто употребляемые в пишу. Например, в тканях рыб, пойманных в прибрежных водах Нидерландов, содержание солей ртути составило 10-55 мг/кг. Это привело к тому, что ртуть накапливалась в теле птиц и тюленей, питающихся рыбой. В печени тюленей, выловленных у побережья Нидерландов, концентрация ртути уже достигла 765 мг/кг сырой массы. Кстати, именно отравленная солями тяжелых металлов рыба легче всего и попадает в сети, вследствие нарушения у нее двигательной функции. Производное ртути - метилртуть - образуется в организме и накапливается в тканях рыб; употребление такой рыбы в пищу приводило к появлению генетических аномалий у детей.
Пестициды, призванные сократить ущерб, наносимый сельскохозяйственным культурам различными вредителями, внезапно выступили для человека как источник угрозы для генофонда человечества.
Большинство пестицидов разлагаются очень медленно. Накапливаясь в почве, мигрируя в грунтовые воды, пестициды включаются в пищевые цепи и поэтому неизбежно попадают в организм человека.
Многие из них, помимо высокой стойкости, обладают выраженными кумулятивными свойствами, что создает условия для отдаленного проявления в виде мутагенного действия. Так было показано, что у работников сельского хозяйства, имеющих профессиональный контакт с пестицидами, увеличивается уровень хромосомных аберраций в клетках периферической крови.
Таким образом, формируется цепь, по которой передаются мутагены и токсиканты: почва - растения (продукты питания) - человек.
Слайд 38 (докладчики)
Мы говорили, что многие синтетические пищевые добавки весьма отрицательно влияют на генофонд человека.
Сегодня нужно сказать еще об одной грозной опасности - это упаковочные материалы и одноразовая посуда, которые вследствие миграции из них различных химических веществ в продукты питания, делают последние мутагенными. В частности, было показано, что в бумаге могут накапливаться диоксины, а многократно использованные полиэтиленовые пакетики - канцерогенно опасные.
Слайд 39 (докладчики)
Развитие общества требует внедрения в нашу жизнь новых технологий.
Производство генно-модифицированных продуктов – важнейшее достижение современной науки. Оно может принести пользу, но также и огромный вред. Возможно, эти продукты помогут ликвидировать угрозу голода, нависшую над человечеством, содержат ценные питательные вещества, которые в обычных продуктах были в недостатке, имеют более привлекательный вид и, наконец, они – потенциал развития экономики. Но вероятно и то, что новое «чудо науки» может вызвать волну экологических катастроф, опасных заболеваний и мутаций человека.
ГМО – это генетически модифицированный организм, то есть организм, в генотип которого были внесены определенные изменения.
Слайд 40 (докладчики)
Первое трансгенное растение было получено в 1983 г. в Институте растениеводства в Кельне. В 1994 г. на прилавках американских супермаркетов появился первый генетически модифицированный овощ – помидор, который не боится транспортировки и долго сохраняет товарный вид. С виду эти помидоры обычные: круглые, красные, с лаковой кожицей, мясистые, с малым количеством влаги. Они размножаются с необычайной скоростью, устойчивы к пониженным температурам и болезням. Сорта, полученные с помощью генной инженерии, дают урожай в 4–5 раз больший, чем обычные.
Следующим чудом биоинженерии стал картофель, о котором просто мечтают российские огородники. Его не может одолеть колорадский жук – в геном картофеля «вмонтирован» ген бактерии, которая вырабатывает смертельный для вредителя яд: у жуков растворяется хитин, твердые части тела становятся мягкими, и они умирают. Однако ученые почему-то не подумали о других насекомых, садящихся на картофель, и были удивлены, когда на нем стали погибать мотыльки, бабочки, божьи коровки, наконец, пчелы.
На данный момент в США выращивается уже более 100 наименований культур с пересаженными «генами». Морковь стала более сладкой, сочной и хрустящей, сельдерей освободился от компонентов, раздражающих вкус. Кукуруза синтезирует собственные токсины, чтобы убивать насекомых-вредителей и личинок кукурузной моли-точильщика. В Канаде получена свекла, устойчивая к гербицидам. В виноград пересадили ген от капусты, повысивший его морозостойкость.
Слайд 41 (докладчики)
Население Земли быстро растет. Современные темпы роста производства продуктов питания отстают от темпов прироста населения. Поэтому только широкое использование трансгенных продуктов дает надежду на преодоление голода на планете. Урожай трансгенных растений на 15–20% выше, чем у традиционных культур, т.к. трансгенные растения обладают повышенной устойчивостью к вредителям и болезням. При этом снижения питательной ценности полученных из них продуктов не наблюдается. Трансгенные растения позволят более эффективно использовать сельскохозяйственные угодья, в них заложены качества, необходимые для выращивания в районах с нестабильными погодными условиями.
Слайд 42 (докладчики)
В настоящее время общепринятым является мнение о том, что ГМО продукты не представляют опасности для человеческого организма. Однако у противников этого мнения существуют весьма веские аргументы.
Генная инженерия – совсем юная наука, соответственно, методы определения безопасности продукта еще несовершенны. Сам механизм создания генетически модифицированных организмов не поддается пока полному контролю. Эти продукты – бомба с замедленным действием. Они появились 15 лет назад, и до сих пор не доказана их безопасность для человека.
Культивирование ТГК может нарушить биологическое разнообразие регионов, вытеснив из среды обитания привычные виды. Неизвестно, как семена трансгенных растений, перенесенные птицами на далекие расстояния, поведут себя в других биоценозах. Перенос генов измененных растений в хромосомы сорняков может привести к появлению новых организмов с непредсказуемыми, в том числе потенциально опасными, свойствами.
Употребление в пищу ГМП может привести к возникновению побочных эффектов:
- появлению аллергических реакций, притом вовсе не безобидных.
- нарушению структуры слизистой желудка, появлению устойчивой к антибиотикам микрофлоры кишечника.
- снижению иммунитета всего организма (70% иммунитета человека – в кишечнике), а также нарушению обмена веществ.
- продукты с ГМО могут провоцировать рак. Трансгены имеют свойство встраиваться в генный аппарат микроорганизмов кишечника, а это уже мутация. Как известно, именно мутации клеток приводят к развитию раковых клеток.
Поэтому каждый ГМП и последствия его длительного использования должны быть тщательно изучены.
Слайд 43, 44 (ведущий)
Но кроме мутагенов есть ещё факторы вирусной, химической и радиационной природы, которые вызывают очень тяжёлые последствия своего действия. Это тератогены - факторы, которые действуют во время беременности и приводят к возникновению врожденных пороков развития у детей. Тератогенные факторы могут изменять способность клеток к делению, дифференцировке. В результате отдельные органы развиваются неправильно. Подавляющее большинство врожденных аномалий развития связано с последствиями вредного воздействия разных факторов на беременность.
Слайд 45 (докладчики)
Тератогенез (от греческого слова «чудовище») – это появление аномалий у плода. Причиной их могут быть как внешние воздействия, так и спонтанные нарушения эмбриогенеза.
Врожденные пороки развития (ВПР) известны с глубокой древности. Об этом свидетельствуют сделанные много тысячелетий назад наскальные рисунки сросшихся близнецов (Австралия), изображение больного с ахондроплазией (Египет), врожденная косолапость у египетских фараонов и другие примеры.
Слайд 46, 47 (докладчики)
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. И, наконец, 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.
Слайд 48, 49 (докладчики)
Рассмотрим, какие нарушения могут возникать у ребенка, если будущая мать подвергалась действию тератогенов. Тератогенные факторы могут изменять способность клеток к делению, дифференцировке. В результате отдельные органы развиваются неправильно. Например, облучение, введение кортизона, нехватка кислорода могут вызвать появление сходных дефектов – заячьей губы или волчьей пасти, если воздействовать этими факторами на определенных стадиях развития.
Тератогенный фактор приводит к возникновению порока в том случае, если он воздействует 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.
Слайд 50 (докладчики)
Наиболее распространенную опасность для здоровья потомства представляют вирусные инфекции. На первом месте по значимости среди них, несомненно, стоит краснуха. Основными пороками развития, которые наблюдаются при врожденной краснухе, являются катаракта, глухота, врожденные порок сердца. Поэтому так важно проводить вакцинацию девушек против этого опасного заболевания.
Слайд 51 (докладчики)
Доказано, что у потомства матерей, употребляющих во время беременности алкоголь, развиваются аномалии лица, дети отстают в умственном и физическом развитии, страдают врожденным пороком сердца.
Как тут не вспомнить о мудрости наших прапрабабушек, считавших, что беременные женщины должны думать только о приятном, смотреть только на красивое и т.д. Ну а об употреблении алкоголя и курении тогда и речи быть не могло.
Слайд 52 (ведущий)
На протяжении сотен тысяч лет окружающая человека среда постоянно менялась.
Одна из парадигм медицинской генетики состоит в том, что во всех жизненных проявлениях действие любых генов осуществляется в тесном взаимодействии с факторами среды.Так давайте же помнить о том, что в мире, где загрязнение окружающей среды и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами, невозможны здоровое общество и долголетие.
Сохранение генофонда, здоровье, благополучие и развитие человеческой цивилизации в целом зависят от активного отношения человекак экологическим проблемам - проблемам взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды.
Студентам медицинских колледжей, будущим медицинским работникам предстоит выполнение очень важной миссии – участие в программах по распространению всеобщего экологического образования и мировоззрения, что является залогом успеха в изменении взглядов человечества на природу и в формировании бережного к ней отношения.
Вот мы и закончили наш устный журнал. Надеемся, что полученную информация пригодится вам при подготовке к занятиям и в повседневной жизни. Теперь мы должны попрощаться с вами, до скорой встречи!
Список использованной литературы.
- 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.
- Инге-Вечтомов, С. Г. Экологическая генетика и теорияэволюции / С. Г. Инге-Вечтомов // Вестник ВОГиС. — 2009.— Т. 13. № 2. — С. 362–370.
- Николаевский В.А. Отрицательное действие лекарственных средств. Комбинированное применение лекарственных средств. Взаимодействие лекарственных средств и пищи: учебно-методическое пособие / В.А. Николаевский, А.В. Бузлама.- Воронеж: ЛОП ВГУ, 2006.- 99 с.
- Прохорова И.М. Генетическая токсикология: учебноепособие / И.М. Прохорова, М.И. Ковалева, А.Н. Фомичева.— Ярославль, 2005.
- Селезнева Е.С. Экогенетикачеловека: проблемы и факты / Е.С. Селезнева. — Самара, 2005.
- Экологическая генетика: учебно-методическое пособие / сост. М.И. Ковалева; Яросл. гос. ун-т им. П.Г. Демидова. — Ярославль: ЯрГУ, 2015. — 52 с.
Интернет-ресурсы.
- Большая медицинская энциклопедия http://бмэ.орг/index.php
- Архивы Российской академии наук http://www.arran.ru/?q=ru/exposition10_2
- Биоуроки http://biouroki.ru/rebus/42.html
- Экологическая генетика. — URL: http://ecolgenet.ru/