Мутаційний процес
Генетично популяції характеризуються певними генофондами. У великих популяціях стан генетичної рівноваги відповідає закону Харді-Вайнберга. Рівняння Харді-Вайнберга застосовується у медико-генетичній практиці для визначення частоти патологічного гена і частоти гетерозигот - носіїв цього гена, для аналізу дії добору на генотипи. Генетичну рівновагу в популяціях порушують елементарні еволюційні фактори - мутаційний процес, міграція, популяційні хвилі, ізоляція, дрейф генів. Соціальність людини вносить в їх дію певну специфіку.
Мутаційний процес у людини, як і в інших організмів, веде до виникнення шкідливих алелів. Спонтанна частота мутацій залежить від багатьох факторів, наприклад, від віку батьків, особливо чоловіків. У жінок після 35 років різко підвищується (до 10 разів) ймовірність народження дітей з хромосомними мутаціями (синдром Дауна).
У даний час мутаційний процес у людини відбувається на фоні підвищеної концентрації мутагенних факторів, створених виробничою діяльністю. Перелік мутагенних для людини хімічних факторів включає речовини з промислового оточення, сільського господарства. Мутагенну дію можуть викликати і лікарські препарати. Мутації можуть викликатися біологічними факторами (віруси, живі вакцини), неповноцінним харчуванням. Останнім часом серед мутагенів зросла роль іонізуючого опромінення в зв’язку з широким використанням джерел іонізуючого випромінювання у промисловості, сільському господарстві. Мутаційні процеси суттєво впливають на народжуваність населення, що може сприяти поступовому виродженню та загибелі окремих популяцій. З метою профілактики мутагенезу з 1979 р. кожна хімічна сполука, яку передбачають застосовувати (ліки, барвники, харчові домішки, пластмаси) випробуються на мутагенний ефект. Ведуться також пошуки антимутагенів, але їх число, порівняно з кількістю мутагенних забруднювачів, невелике.
У зв'язку з реалізацією міжнародної програми «Геном людини» – міжнародний науково-дослідний проект, головною метою якого було визначити послідовність нуклеотидів, які складають ДНК, та ідентифікувати 20-25 тис. генів в людському геномі, встановлено, що число відомих на січень 2000 р. менделівських спадкових хвороб складає 11062.
Спонтанна частота хвороб цього типу дорівнює 2,4%, в тому числі: 1,5% аутосомно-домінантних, 0,75% аутосомно-рецесивних і 0,15% зчеплених з Х-хромосомою.
Частота хромосомних і геномних мутацій набагато вища. Якщо 41,5% всіх вагітностей переривається спонтанними абортами, то у зв'язку з хромосомними порушеннями - 5-6 %, що у 10 разів більше від кількості дітей, які народилися живими з хромосомними синдромами (0,5-0,6 % серед живонароджених).
Дослідження з радіаційної генетики показали, що не існує порогової генетично безпечної дози іонізуючих випромінювань. Це означає, що індукція мутацій відбувається за будь-яких доз, а зі збільшенням дози пропорційно зростає число мутацій. Генетичний ефект малих доз сумується. Відомості про частоту індукованих іонізуючими випромінюваннями мутацій у людини дуже обмежені. Для оцінки ризику опромінювання використовують модель людина/миша, яка базується на оцінці спонтанного мутаційного процесу в людини й індукованого радіацією мутагенезу миші.
За орієнтовними даними, доза 1 Гр, одержана при низькому рівні радіації чоловіками, індукує від 1000 до 2000 мутацій з серйозними фенотипними наслідками на кожний мільйон живих новонароджених. У жінок ця цифра нижча - 900.
Існує природна радіація, вплив якої поступово нагромаджується впродовж життя. Всі іонізуючі випромінювання характеризуються біологічною дією. Проникаючи через тканини людського організму, вони передають свою енергію атомам у цих тканинах, викликають їх збудження й іонізацію. Особливо чутливими є проліферуючі тканини - лімфоїдні і кровотворні. Іонізуюче опромінення діє на всі компоненти клітини, але особливо вразливими є хромосоми ядра. У молекулах ДНК виникань розриви, з'являються хромосомні аберації; число точкових мутацій зростає у лінійній залежності від дози та ефекту положення генів. Будь-яке застосування іонізуючого випромінювання потребує додержання правил радіаційної безпеки і протипроменевого захисту пацієнтів і медперсоналу.
Лікар повинен знати, що мутації в статевих клітинах можуть передаватися нащадкам, а соматичні мутації дають початок мутантному клону клітин і це може призвести до онкологічних захворювань. Перелік мутагенних для людини хімічних факторів включає речовини з промислового оточення: ацетальдегід, бензол, важкі метали (кадмій, нікель, ртуть, свинець, цинк), формальдегід, побутові засоби (адгезивні аерозолі, лаки, фарби), епоксидні смоли тощо. У сільському господарстві мутагенну дію мають інсектициди (малатіон, трихлорфон, метилпаратіон), пестициди (фталафос, гардона, валексон, ДДТ). Лікар повинен також знати, що мутагенну дію мають деякі лікарські препарати, в тому числі: цитостатики (уретан, сарколізин), протисудомні препарати, наркозні гази, психотропні (клозепін), хлоридин, хлорпропанамід, метилксантини (кофеїн), фуросемід, хлоралгідрат тощо.