Роль генетических факторов в процессах формирования адаптационных способностей организма

Многочисленными эпидемиологическими исследованиями, проводившимися в различных странах, выявлена достаточно убедительная связь между показателями загрязнения производственной среды и увеличением частоты профессиональных болезней органов дыхания, пищеварения, кожи, эндокринных заболеваний, иммунодефицитных состояний, онкологических заболеваний (Гичев, 2001).

Западной Европы и- США функционирует «Международный проект по исследованию генов внешней среды». По мнению руководителя программы Кеннета Олдена исследования генов внешней среды у представителей разных рас и этнических групп дадут бесценную информацию для здравоохранения в отношении оценки предрасположенности индивидов к различным распространенным заболеваниям и будут первым шагом к развитию индивидуальной (предиктивной, профилактической) медицины, как одного из направлений Молекулярной Медицины XXI века (Баранов с соавт., 2000).

В связи с неблагоприятными тенденции динамики здоровья населения, для понимания процессов адаптации к моногофакторному воздействию токсических факторов, актуальными являются комплексные молекулярно- генетические исследования, направленные на поиск маркеров экологического риска нарушений здоровья. Поскольку невозможно охватить все действующие факторы окружающей среды, представляется целесообразным выделить только производственные для изучения профессиональных забсваний в качестве модели. Кроме того, актуальность и необходимость решения проблемы генотической компаненты предрасположенности к профессиональным заболеваниям очевидна сама по себе, поскольку такая заболеваемость достаточно рапространена.

За последние годы специалистами в области экологической генетики и генетической токсикологии показаны основные принципы в оценке опасности для человека химических загрязнений окружающей среды (Рахманин, 2002; Ревазова, Журков, 2002). В большом числе публикаций по оценке риска влияния на здоровье факторов окружающей и производственной среды широко обсуждается проблема выявления и использования показателей, отражающих чувствительность индивида (Кузьмина, 2001; Pavanello, Clonfero, 2000; Orphanides, Kimber, 2003). В

качестве таких показателей используют биомаркеры «воздействия» (аддукты ДИК в различных тканях, аддукты белка, генотоксиканты и/или их метаболиты в крови, моче и т.д.), биомаркеры генетической «экспозиции» (хромосомные абберации, мутации сцепленные с Х-хромосомой гена HPRT и аутосомного гена HLA) и биомаркеры «восприимчивости» или «чувствительности» к которым относят в яачтности - гены ферменты биотрансформации ксенобиотиков (Реазова, Журков, 2002).

Известно, что при воздействии вредных производственных факторов заболевание определяется не у всех рабочих, а проявившиеся болезни характеризуются разной позолотей, неодинаковым течением, осложнениями и исходами (Тарасова, 1998). С точки зрения генетики эти различия объясняются индивидуальными особенностями, в основе которых лежит генетический полиморфизм человека. На рис. 1 приведена современная концепция взаимодействия генотипа и окружающей среды.

т

Модуляция фермента метаболизма

_______________ (нндукция/ингнбирование)________________

ФБК* - ферменты биотрапсформацин ксенобиотиков Рисунок 1.

Доказано, что у человека существует генетический контроль метаболизма поступающих в организм химических соединений, поэтому в зависимости от особенностей генома различные индивиды могут сохранять устойчивость, либо, наоборот, обнаруживать повышенную чувствительность к внешнесредовым агентам (Баранов с соавт., 2000).

Известно, что большинство чужеродных веществ (ксенобиотиков), попадая в организм человека, не оказывает прямого биологического эффекта, но вначале подвергается различным превращениям - биотрансформации или метаболизму (Баранов с соавт., 2000).

Согласно классическому определению под биотрансформацией ксенобиотиков понимают энзиматическое превращение жирорастворимых экзогенных и эндогенных соединений в полярные водорастворимые метаболиты, легко выводимые из организма. Биотрансформация ксенобиотиков является многоступенчатым процессом, в котором одновременно или поочередно участвуют многие ферменты детоксикации. 3 типичном варианте система защиты организма от ксенобиотиков представлена 3-х этапным процессом, включающим активацию (фаза 1), детоксикацию (фаза 2) и выведение (фаза 3) (Nerbert, Gonzalez, 1987; Nebert, 1997; 2001) (рис. 2).

Современные представления о механизмах контроля метаболизма ксенобиотиков указывают на взаимосвязь патогенеза профессиональных заболеваний, вызванных воздействием химического фактора со способностью организма к детоксикации токсических веществ, что позволяет рассматривать гены биотрансформации ксенобиотиков в качестве «биомаркеров чувствительности» человека к влиянию фактора производственной среды (Гичев, 2002).. Любые качественные или количественные отклонения функций составляющих эту систему неизменно ведут к нарушению процессов детоксикации с непредсказуемыми, зачастую вредными последствиями для организма работающего (Баранов с соавт., 2000; Кузьмина, 1998,2001).

ФЛ і Л 1

ФАЗА И

1Ьпо\|к»1>>1 1*4511. ніоксн.іі н іро. 1U tl.l II .ip.

Г

I j\ні і нон і рлнсфера іi.i, Vtiicni i ірлнсфсрп u.i, it ip.

Активация ксснобноінков c обрачоїчанічс.ч акініип.іх ирочсжуТОЧНЫХ KICK І|Хн|)И.ІІ.ІІІ.І\ МСІІИККТИІЧВ

1 Ірсобра мванис ак і инных метаболитов в водорастворимые неюкснчнис компоненты и выведение и і оріавнч.ча

v.................................. .

'I

Оксидаї нвный

стресс, >

ІОКСИЧІІОСТЬ j

Рисунок 2. Основные фазы аепюкенкацин (Ьаронон, 2