40. Мутагенные факторы. Тератогенные факторы. Канцерогены.

Любые мутации могут возникнуть спонтанно или быть индуцированными. Спонтанные мутации появляются под влиянием неизвестных природных факторов и приводят к ошибкам при репликации ДНК. Индуцированные мутации возникают под воздействием специальных направленных факторов, повышающих мутационный процесс. Мутагенным действием обладают факторы физической, химической и биологической природы.

Среди физических мутагенов наиболее сильное мутантное действие оказывает ионизирующая радиация – рентгеновские лучи, α-, β-, γ-лучи. Облучение вызывает как генные, так и хромосомные перестройки. Ультрафиолетовое излучение характеризуется меньшей энергией, не вызывающей ионизацию тканей. Действие УФ-излучения приводит к образованию тимидиновых димеров. Присутствие димеров в ДНК приводит к ошибкам при ее репликации.

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

Кроме мутагенов физической и химической природы, в окружающей среде имеются биологические факторы мутагенеза. Вирусы оспы, кори, ветряной оспы, эпидемического паротита, гепатита, краснухи и др. способны вызывать разрывы хромосом.

Для предотвращения негативных последствий, связанных с действием различных мутагенных факторов среды, проводят мероприятия, снижающие вероятность возникновения мутаций. С этой целью используют вещества, называемые антимутагенными. В настоящее время выделено около 200 природных и синтетических соединений, обладающих антимутагенной активностью. Это аминокислоты (гистидин, метионин и др.), витамины (токоферол, каротин, ретинол, аскорбиновая кислота и др.), ферменты (оксидаза, каталаза и др.), интерферон и др. Потребляемая пища содержит большое количество мутагенов и антимутагенов. Их соотношение зависит от способов обработки пищи, сроков ее хранения и т.д. Правильное питание – один из путей предотвращения вредного воздействия мутагенных факторов среды.

Тератогенные факторы — это факторы внешней среды, которые, воздействуя в течение беременности, вызывают развитие врожденных пороков. Любой фактор или вещество, которое может способствовать или увеличивать риск возникновения врожденного порока развития, называется тератогенным фактором.

Тератогенными факторами являются облучение, некоторые лекарства и яды (токсины). Различные тератогенные факторы могут вызывать одинаковые дефекты, если воздействие тератогенного фактора пришлось на определенный этап развития плода. С другой стороны, влияние одного и того же тератогенного фактора в разные сроки беременности может вызывать различные дефекты. Беременная женщина перед приемом любого препарата должна проконсультироваться с врачом; воздержаться от курения или употребления алкоголя.

Во время беременности следует избегать рентгенологических исследований, которые делают только в случае абсолютной необходимости. Если такое исследование все же проводится, женщина должна сообщить радиологу, что она беременна, чтобы обеспечить защиту плода в максимально возможной степени.

Инфекции, приобретенные во время беременности, также могут оказать тератогенное действие, особенно краснуха.

Канцерогены — это мутагены, которые превращают нормальные клетки в раковые (все канцерогены представляют собой мутагены, но не все мутагены бывают канцерогенами). Примерами канцерогенов могут служить различные химические вещества, ионизирующая радиация и (как подробно упоминается в главе 11) вирусы. Требуются, по крайней мере, две ступени, чтобы вредоносное действие канцерогенов увенчалось успехом.

1. Инициация. Начальная мутация, возникающая после первого контакта клетки с канцерогеном. Она подготавливает клетку к раковому перерождению, но еще не вызывает рака.

2. Промоция (подкрепление). Включает повторное действие канцерогена или различных канцерогенов (или даже веществ, которые не считаются канцерогенами), называемых промотерами. Промотеры вызывают необходимое количество мутаций, которые превращают клетку в раковую. Это процесс постепенный, он может неделями длиться у лабораторных крыс и годами — у людей.

Итак, вслед за первой мутацией должны последовать повторные мутации и другие изменения, прежде чем разовьется рак. Рак прямой кишки, например, развивается только после активации одного онкогена и повреждения трех генов супрессоров роста клеток, включая p53. Вот почему этот рак развивается годами и чаще случается у пожилых людей.

Для активации некоторых канцерогенов требуется их химическое изменение в организме. Эта метаболическая активация обычно осуществляется ферментами в различных тканях, особенно в печени.

Причиной того, что отдельные вещества могут вызывать рак у одних видов организмов, а у других не вызывают, является отсутствие у некоторых видов ферментов, превращающих неактивные преканцерогены в активные канцерогены.

Процесс развития рака невероятно сложен и все еще плохо изучен. Но новые открытия происходят почти каждый день, в результате чего появляются перспективы более эффективных методов лечения рака. Многие из них основываются на накапливающихся знаниях в области генетики этой ужасной болезни, что вселяет надежду на светлые перспективы в борьбе с ней.