1. Факторы, повреждающие генетический аппарат человека

Находящиеся во внешней среде вещества могут использоваться организмом для своих нужд и не использоваться. Последние являются для человека чужеродными веществами и называются ксенобиотиками. К ним чаще всего относятся искусственно синтезированные соединения, не представляющие для метаболизма никакого интереса. Случайно проникая внутрь с пищей, водой, воздухом в лучшем случае они могут оказаться нейтральными и выделиться без каких-либо последствий, в худшем, могут привести к поломкам различных структур и физиологических систем [Литвицкий П.Ф., 1997]. Ксенобиотики, повреждающие генетический аппарат человека подразделяются на экзо- и эндомутагены. Экзомутагены - это мутагены среды обитания человека. Попадая в организм человека они подвергаются атаке различных ферментов, в результате чего могут превращаться в другие вещества – метаболиты, обладающие или не обладающие мутагенной активностью. Если экзомутаген, не имеющий мутагенной активности, приобретает её в результате метаболической трансформации, то такой мутаген называют косвенным, непрямым мутагеном или промутагеном. Ксенобиотик, показавший мутагенную активность без метаболической активации, называют прямым мутагеном. Эндомутагены – собственные продукты метаболизма образующиеся в результате обменных реакций в организме и представляющие угрозу для генетического аппарата человека. В настоящее время мутагены называют ещё кластогены.

Классификация мутагенов достаточно обширная. Их классифицируют в зависимости от химической структуры, механизма действия, происхождения и т.д. Мы используем классификацию мутагенов достаточно часто применяемую на практике. По этой классификации мутагены делят на три группы [Дубинин Н.П., Пашин Ю.В.; 1978]: физические, химические и биологические. На человека как правило действует комбинация мутагенных факторов.

1.1. Физические мутагенные факторы

Среди них различают:

1.Ионизирующие излучения

2.Температурные воздействия

3.Высокое давление

4.Вибрация

5.Электромагнитные волны высокой частоты.

Рассмотрим некоторые из них.

1.1.1. Ионизирующие излучения

В настоящее время радиационный фон Земли постоянно повышается за счёт следующих факторов:

а) Не прекращающихся испытаний ядерных, водородных и нейтронных бомб.

В 1963 г. был заключён договор между государствами, имеющими ядерное вооружение, о частичном запрещении испытаний ядерного оружия. Государства, не подписавшие соглашение, продолжают испытывать ядерное оружие, насыщая среду жизни человека новыми порциями радиоактивных соединений. При взрыве бомб в окружающую среду поступают стронций-90, цезий-137, углерод-14. Попадая в организм человека, они депонируются в костях, и поступая оттуда в кровь могут повредить наследственный аппарат половых и соматических клеток [Литвицкий П.Ф., 1997].

Испытания ядерных бомб может оказаться опасным не только для страны – испытательницы.

Одно время Китай, не подписавший соглашения о прекращении ядерных испытаний, производил ядерные взрывы на своем полигоне. Радиоактивные вещества поднимались в верхние слои атмосферы, которые перемещались по направлению к Канаде, где они выпадали в виде осадков. Правительство Канады не раз направляло ноту протеста Китаю. Беспокойство канадцев понятно. Эта страна продаёт зерно практически всем странам мира. Кто же будет закупать радиоактивное зерно? В настоящее время в Канаде разработана долгосрочная программа развития здравоохранения. В ней сделан особый упор на строительство новых онкологических клиник, подготовку врачей – онкологов, выпуску необходимого оборудования. Взрывы в Китае не остались без последствий. Через несколько лет в Канаде ожидается повышение онкологических заболеваний [Дубинин Н.П., Пашин Ю.В., 1978].

б) Продолжающейся практике использования ядерных взрывов в мирных целях.

Ядерные взрывы при проведении больших геологических работ намного дешевле обычных взрывных работ. Поэтому ядерные взрывы используют при разработке полезных ископаемых, строительстве дамб, водохранилищ [Дубинин Н.П., Пашин Ю.В., 1978].

В 80-х годах на страницах журналов и газет в СССР обсуждалась грандиозная по масштабам идея, выдвинутая несколькими крупнейшими институтами: - при помощи ядерных взрывов перебросить полноводные северные реки в Волгу, испытывающую дефицит воды. Хорошо, что идея так и осталась проектом. В противном случае помимо экологических бедствий нас могло ожидать повышение радиоактивного фона в районах взрыва [Фешбах М., Френдли А., 1992].

Американцы и сейчас планируют при помощи ядерных взрывов проложить новый канал, параллельный Панамскому. Возможно особое значение будут иметь ядерные взрывы для борьбы с особо опасными стихийными бедствиями.

в) Не прекращающийся рост числа АЭС.

В этом случае опасность представляет хранение радиоактивных отходов. Ранее их в специальных железно-бетонных ёмкостях сбрасывали в океане. Однако в настоящее время появляется всё больше фактов, свидетельствующих об утечке радиоактивных отходов из мест океанического затопления.

За последние несколько лет поступило несколько сообщений от океанических научно-исследовательских судов России и других стран о том, что в некоторых местах океана обнаружены пласты радиоактивной воды на разных глубинах. Эти пласты перемещаются. Серьёзную тревогу вызывает то, что рыба, отловленная в этих радиоактивных водах, имеет повышенную радиоактивность и не пригодна для употребления. Предполагается, что некоторые контейнеры с радиоактивными отходами, лежащие на дне океана в необычных условиях (высокое давление, водная солевая среда) стали разрушаться. Смертельная радиация вырвалась наружу.

В настоящее время захоронение отходов производят в соляных копях.

г) Внедрение изотопных методов в лечение и рентгенодиагностику в медицине, промышленности и сельском хозяйстве.

Эти методы позволяют автоматически и дистанционно контролировать современные технологические процессы в металлургической, автомобильной и с/х производстве.

В медицине рентгенодиагностика общеизвестна. Применение кобальтовых и цезиевых “пушек” спасло или продлило жизнь не одной тысяче людей.

Но, несмотря на все положительные моменты, изотопы и рентгеновские лучи представляют угрозу для наследственного аппарата человека.

д) Экстремальными выбросами во внешнюю среду радиоактивных компонентов, обусловленных катастрофами на АЭС, утерей, кражами источников радиации и радиоактивным специальным загрязнением внешней среды в связи с террористическими актами. Наиболее близкий для нас пример — авария на Чернобыльской АЭС.

В 1 ч. 23 мин. ночи в субботу, 26 апреля 1986г. в результате 2-х взрывов на 4 блоке Чернобыльской АЭС произошёл выброс в атмосферу радиоактивного вещества. Его количество превышало то, что было выброшено в Хиросиме и Нагасаки. 30 млн. кюри рассеяно на территории охватывающей Швецию, Германию, Польшу, Австрию, Грецию и Югославию. 20 млн. выпали на территорию Белоруссии, Украины, Запада России до Ленинграда. После взрыва никакой информации от правительства в прессу не поступало. 28 апреля шведы обнаружили у себя резкое повышение радиоактивности. Они и подняли тревогу, заставив признать факт аварии на Чернобыльской АЭС. Разумеется, вклад аварии на ЧАЭС в естественный радиоактивный фон огромен.

По подсчётам учёных примерно 25% от общего числа естественных мутаций обусловлено энергией естественного фона радиации. Понятно, что удвоение энергии радиации в среде может существенно повлиять на здоровье нынешнего и будущего поколения.

1.1.2. Температурные воздействия

Предполагалось, что тепловое движение атомов в молекулярных структурах гена в некоторых случаях может привести к перестановкам атомов, появлением новых молекул, а следовательно - к мутациям. В таком случае, чем выше температура, тем выше интенсивность теплового движения, тем чаще будут происходить мутации. Это положение нашло хорошее экспериментальное подтверждение. Однако уже в работах, выполненных в 30-х годах было показано, что понижение температуры также вызывает мутации [Керкис Ю.Я., 1939].

Более опасным является воздействие температуры на вещества, с которыми контактирует человек. Так с увеличением температуры возрастает мутагенность конденсата сигаретного дыма [Crebelli R., Conti L., Fuselli S et all., 1981].

В 1985г. был проведён совместный японо-американский семинар по итогам исследований, посвящённых мутагенности, канцерогенности и метаболизму гетероциклических аминов, образующихся при термической обработке мяса и рыбы. В пиролизатах некоторых аминокислот и белков обнаружены производные пиридоимидазола, аминокарболина, имидазолхинолина и др. Большинство этих соединений являются промутагенами. Продукты их метаболизма связываются с макромолекулами и вызывают мутагенный эффект [Ленинджер А., 1985]. Во многих исследованиях показано наличие мутагенных соединений в моче и фекалиях человека, получавшего жареные или копчёные продукты [Ревазова Ю.А.,1994].

С присутствием гетероциклических аминов, по-видимому, связана также мутагенная активность в тесте Эймса разных образцов гамбургеров, "hotdogs" и других видов быстрой пищи.