Мутагены канцерогены аллергены антимутагены реферат

Обновлено: 04.07.2024

Что такое канцерогены?

Согласно определению ВОЗ, канцерогены – это различного рода агенты, способные вызвать необратимые изменения (или повреждения) генетического аппарата, контролирующего жизнедеятельность соматических клеток. Другими словами – это вещества или факторы, которые нарушают программу нашей ДНК, что приводит к сбоям в работе всех клеток организма (кроме гамет) и, как следствие, может спровоцировать развитие канцерогенеза – патофизиологический процесс образования и развития раковой опухоли. Таким образом, канцерогены – это потенциально опасные для организма человека агенты, воздействие которых увеличивает вероятность развития злокачественной опухоли. Но что же представляют собой эти агенты?

Какие вещества и факторы относят к канцерогенам?

Специалисты Международного агентства по изучению рака ВОЗ постоянно проводят исследования, в ходе которых анализируют причины, которые потенциально опасны для человека и могут спровоцировать развитие онкологических патологий. Список канцерогенов постоянно изменяется и имеет непростую классификацию. На сегодняшний день в него входит пять категорий веществ и факторов.

Категория 1 – это 120 однозначно канцерогенных для организма человека агентов.
Категория 2A – это 82 вероятно канцерогенных для человека агентов.
Категория 2B – это 311 возможно канцерогенных агентов.
Категория 3 – это 499 не классифицируемых как канцерогены агентов.
Категория 4 – это 1 не канцерогенный агент – капролактам, используемый для производства волокон, полиамидных пластмасс, полиуретана и получения лизина.

Под определение вероятно канцерогенных, попадают те агенты, в пользу которых доказательной базы пока недостаточно, но они являются канцерогенными для человека и животных.

Под определение возможно канцерогенных, попадают агенты, в пользу которых доказательной базы пока недостаточно, но они с большой долей вероятности канцерогенны.

Под определение не классифицируемых, попадают агенты, в пользу которых доказательной базы пока недостаточно, как в отношении организма человека, так и в отношении животных.

Однако делением на категории, классификация канцерогенов не ограничивается. Учитывая природу их происхождения, различают химические, физические и биологические факторы, воздействие которых может спровоцировать развитие канцерогенеза. Рассмотрим наиболее распространенные и опасные из них.

Группа химических канцерогенов

Аристолохиевая кислота – содержится в растениях рода Аристолохия и Дикий имбирь.

Асбест – тонковолокнистый минерал, нашедший широкое применение при производстве кровельных, фасадных и стеновых изделий. Его можно встретить в мастике, герметиках и практически в каждом строительном растворе. При несоблюдении технологии производства, асбест легко распушается в воздухе, попадает в дыхательные пути и не выводится из организма.

Афлатоксины – токсины плесневых грибов, которые поражают зерновые культуры, плоды и семена растений.

Бензол – содержится в бензине, широко применяется в производстве пластмасс, красителей, резины и даже лекарственных средств.

Бензпирены – вещества, содержащиеся в табачном дыме, образующиеся в процессе приготовления пищи на открытом огне, при жарке и при длительной тепловой обработке мяса в духовке.

Бетель – разновидность перца, которую применяют в качестве лекарственного средства и специи в процессе приготовления блюд.

Винилхлорид – вещество, применяемое для получения ПВХ, который активно используется в производстве труб, пленки для натяжных потолков, искусственной кожи, обоев, профилей и различных аксессуаров.

Диоксины – образуются при сжигании обычного бытового мусора.

Кадмий – химический элемент, применяемый для получения антикоррозионных защитных покрытий и неорганических красителей. Повышенное содержание элемента встречается в различных продуктах питания – рыба, креветки, какао-порошок, говядина, свинина, маргарин, хлеб, почки животных. Данные продукты в обязательном порядке должны проходить экспертизу на предельно допустимую концентрацию кадмия согласно действующим СанПиН.

Контрацептивы – в том случае, если в их состав входит эстроген и прогестаген.

Красное мясо - мышечное мясо млекопитающих (говядина, телятина, свинина, ягнятина, баранина, конина, козлятина), а так же продукция из него, при производстве которой использовались любые способы консервации - засолка, вяление, ферментация, копчение и т.д.

Мышьяк – химический элемент, применяемый в производстве пиротехники и полупроводниковых материалов. В редких случаях мышьяк используется в зубоврачебной практике, для удаления нерва зуба.

Никель – химический элемент, применяемый в производстве нержавеющей стали, различных сплавов, струн музыкальных инструментов, брекет-систем, зубных протезов и бижутерии.

Нитраты и нитриты - поступающие в организм человека вместе с продуктами питания (злаки, корнеплоды, овощи и мясопродукты).

Пероксиды – присутствуют в сильно разогретых растительных маслах и в прогорклых жирах.

Пестициды – гербициды, которые используются для борьбы с сорняками, относят к возможно канцерогенным агентам.

Пищевые добавки – это запрещенные законом Е121, Е123 и др. добавки.

Полициклические ароматические углеводороды – вещества, присутствующие в выхлопных газах автомобилей, образующиеся при сгорании нефтепродуктов и обычного бытового мусора.

Табачные изделия – сигареты, папиросы, сигары, табак, кальянный табак, трубочный, жевательный, нюхательный, махорка и т.д.

Тальк – в том случае, если он содержит волокна асбеста.

Формальдегид – вещество, применяемое при производстве полимеров, кожаных изделий, кинофотопленки, антисептических растворов, пищевой добавки E240, а также в качестве фумигатора в процессе транспортировки и хранения зерна.

Электронные сигареты – для изготовления картриджей нередко используется никель, а жидкость для устройства содержит табак-специфичный нитрозамин, признанный канцерогеном.

Этанол – действующий компонент всех алкогольных напитков.

Группа физических канцерогенов

Ионизирующее излучение – обладает разрушительным эффектом для всех типов тканей и органов организма.

Ультрафиолетовые лучи – поглощаются кожей, поэтому могут вызвать только злокачественную опухоль кожных покровов.

Группа биологических канцерогенов

Вирус гепатита В – может вызвать рак печени.

Вирус Эпштейна-Барр (вирус герпеса человека 4 типа) – может провоцировать лимфому Ходжкина.

ВИЧ – вызывает развитие саркомы Капоши.

Описторхоз – заболевание, вызываемое паразитическими плоскими червями, может перейти в хроническую форму и привести к развитию гепатоцеллюлярной карциномы.

Папилломавирус – провоцирует развитие рака шейки матки и полового члена.

Т-лимфотропный вирус человека – способен вызывать злокачественную опухоль лимфоидной или кровеносной ткани.

Helicobacter pylori (Хеликобактер пилори) – может стать причиной развития рака желудка.

Естественно, вышеуказанный список веществ, соединений и факторов является далеко не полным. Но и его достаточно для того, чтобы понять – канцерогены окружают человека на каждом шагу. И даже полезные продукты могут оказаться потенциально опасными для организма. Например, некачественный пчелиный мед, в который попали пестициды или радионуклиды. Не говоря уже о том, что возникновение раковой опухоли может быть обусловлено эндогенными факторами - врожденным дефектом системы восстановления ДНК.

Но не все так плохо! По мере проведения исследований и накопления знаний, список ВОЗ не только дополняется новыми агентами, но и сокращается. Так в июне 2016 года, Международное агентство по изучению рака исключило из него всеми любимый кофе. А специалистами Tongji University Hospital (Китай) был доказан обратный эффект напитка – регулярное употребление кофе снижает риск развития рака молочной железы и простаты.

Механизм действия канцерогенов

Однако не все так страшно! Раковая опухоль возникает не сразу после контакта с канцерогеном. Для ее образования должно пройти время, в течение которого повреждения ДНК клеток будут накапливаться и в конечном итоге приведут к сбоям в программах пролиферации и дифференцировки. Это так называемый латентный период, средняя продолжительность которого 15 – 20 лет. При этом прослеживается прямая зависимость онкогенного эффекта от дозы и длительности воздействия канцерогенов. Это значит, что чем больше и дольше канцероген будет поступать в организм, тем короче будет латентный период. И наоборот – снижение дозы канцерогенов и времени их действия, замедлит (отстрочит) процесс образования опухоли и сведет к минимуму вероятность ее появления.

Вывод: ограничение действия канцерогенов снижает риск развития раковых новообразований!

Как ограничить действие канцерогенов?

Специалисты считают, что канцерогенез протекает в организме человека перманентно и им можно управлять. В силу того, что злокачественные клетки являются для нас инородными, иммунная система быстро распознает их и успешно разрушает. Таким образом, укрепляя собственный иммунитет, можно успешно противостоять не только вредному влиянию канцерогенов, но и онкологическим заболеваниям. Доказательство этому – клинические наблюдения за пациентами с признаками ослабления иммунной системы, у которых злокачественные новообразования встречаются в десятки раз чаще, чем у людей с крепким иммунитетом. При этом уже образованная опухоль обладает ярко выраженным иммуносупрессивным действием. Подавляя естественную сопротивляемость организма, она беспрепятственно разрастается и дает метастазы.

Что касается самих канцерогенов, то избежать их влияния на 100% невозможно. Ультрафиолетовые лучи, выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы автомобилей и множество других факторов повышают концентрацию канцерогенов в окружающей среде. От них не скрыться в квартире, напичканной бытовой химией, отделочными материалами, микроволновыми печами, датчиками пожара, ионизаторами и прочей техникой. Не говоря уже о том, что профессиональная деятельность человека может быть связана с горным делом, химической промышленностью, производством кожи, асбеста, деревообработкой, строительством, ремонтом и другими сферами, предполагающими непосредственный контакт с сильнейшими канцерогенами. Что же делать?

Все очень просто! Если избежать контакта с канцерогенами невозможно, то необходимо ограничить их дозу и длительность воздействия. Для этого нужно взять на вооружение несколько простых рекомендаций.

Исключить из рациона продукты питания сомнительного происхождения и качества.
Ограничить потребление продуктов с консервантами.
Не злоупотреблять копченостями и блюдами, приготовленными на гриле или на открытом огне.
Не пережаривать мясо, рыбу и другие продукты, а так же регулярно менять масло для жарки.
Избегать продуктов питания с высоким содержанием пищевых добавок.
Отказаться от курения и электронных сигарет.
Ограничить потребление спиртных напитков до минимума, а лучше вообще отказаться от них.

Ну, и, конечно же, укреплять свой иммунитет. Увеличить физическую активность и стараться придерживаться принципов здорового образа жизни. Раз в год проходить обследование на рак, скрытые инфекции и другие патологии.

• Агенты, вызывающие развитие рака могут повреждать ДНК
• Мутации по ряду генов вызывают аномальный рост клеток
• Эймсом разработан тест на канцерогенную активность химических соединений
• Раковая опухоль обычно развивается из соматических клеток

Агенты, вызывающие развитие рака, такие как химические вещества или рентгеновские лучи, называются канцерогены. Многие канцерогены оказывают эффект, действуя в качестве мутагенов. Канцерогены попадают в организм и поражают клетки в органах-мишенях, вызывая мутации критических генов. Впоследствии такие мутантные гены влияют на свойства клеток и их потомков, обусловливая аномальный рост.

Вначале взаимосвязь между канцерогенезом и мутагенезом не была столь очевидной. Исследования этой проблемы получили мощный импульс с момента опубликования работы Брюса Эймса в 1975 г. Этот автор показал, что чем более сильным мутагеном является химический агент, тем более вероятно, что он будет действовать как мощный канцероген.

На рисунке ниже представлена упрощенная схема экспериментов Эймса, в которых он оценивал мутагенные свойства большого числа различных канцерогенов.

Рисунок ниже иллюстрирует, что в подавляющем большинстве случаев клетки, атакуемые канцерогенами, расположены в соме, т. е. находятся вне репродуктивных органов, продуцирующих половые клетки, которые переносятся из поколения в поколение.

Поэтому мутировавший ген, образовавшийся при воздействии мутагена, может передаться другим клеткам соматической ткани-мишени, однако он не будет передан потомству особи, поскольку не находится в ее половых клетках. Такие мутации называются соматическими, в отличие от герминативных, которые передаются наследственным путем от родительского организма к потомству.

Таким образом, многие виды рака развиваются вследствие соматических мутаций, затрагивающих клетки, расположенные в разных тканях организма. Однако, как мы позже увидим, мутантные гены, присутствующие в половых клетках, могут приводить к врожденной предрасположенности к заболеванию раком.

Мутагены можно выявлять по способности химического соединения превращать дефектный гистидиновый ген Salmonella в нормальный ген дикого типа.
Здесь не показаны результаты экспериментов при добавлении экстракта печени крысы.
Эти эксперименты моделируют биохимические реакции, протекающие в печени, которые способны усиливать мутагенные свойства соединения. Канцерогены обычно воздействуют на соматические клетки;
таким образом, рак ограничивается поражением индивидуума, а не передается потомству.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Мутагены — это физические или химические агенты, которые провоцируют формирование необратимых структур, таким образом повышая частоту мутаций. Последние иногда приводят к канцерогенезу, поэтому значительное количество мутагенов также являются канцерогенами.

Враг №1: ультрафиолет. Мутаген физической природы, который особенно часто встречается в районе экватора и в областях озоновых дыр — ультрафиолетовый свет в диапазоне 260–280 нм. Основания ДНК поглощают ультрафиолет в этом диапазоне, что может приводить к разрыву связи между двумя цепями ДНК. Свободные нуклеотиды попарно сшиваются с соседними, как показано на картинке.

Если эта ошибка остается неисправленной, синтез белка и репликация ДНК усложняется во много раз — это и есть мутагенез. Солнечный свет нужен для выработки витамина D. Однако образование пиримидиновых димеров является одной из основных причин меланомы. Помимо этого, ультрафиолетовое излучение вредно для глаз. Вывод: длительное пребывание на солнце вредно. Солнечные ожоги опасны. Пренебрегать кремами с UV-фильтрами и находиться под прямыми солнечными лучами — легкомысленно, а ходить в солярий запрещено категорически. Прочее взаимодействие с солнцем (пробежка по пляжу на рассвете, например) нужно и полезно.

Доказано, что в построении защиты от УФ-излучения помогают жирорастворимые нутриенты. Это такие микроэлементы, как каротиноиды, флавоноиды, токоферолы и омега-3 ненасыщенные жирные кислоты. Усвоение нутриентов, содержащих эти вещества, имеет генетическую обусловленость. С одной стороны, это очень удобно, с другой — если у вас низкая усваиваемость витамина А или нарушения липидного обмена, но вы любите путешествовать в районе экватора, то лучше подстраховаться заранее.

Враг №2: активные формы кислорода Самый распространенный мутаген. Хитрость заключается в том, что эти активные формы генерируются в ходе самых обычных химических реакций, которые протекают в человеческом теле. Тут может возникнуть недоумение, ведь кислород — это газ, который содержится в атмосфере нашей планеты, с ним ассоциируется дыхание полной грудью, свежесть и еще какие-то приятные ощущения из рекламы стиральных порошков.

Разгадка кроется в названии. Кислород окисляет вещества, которые встречает на своем пути. Вспомните перекись водорода, которую выливают на разбитую коленку — примерно то же самое происходит в клеточных масштабах при выделении активных форм кислорода. Активные формы кислорода разрушают мембраны, из которых построены живые клетки, выдергивают отдельные основания из цепи ДНК и вносят разрывы. Страшно не только то, что они делают, но и то, как изощренно это происходит. Поскольку выделение АФК осуществляется постоянно, при поломке нейтрализующего их механизма клетки постоянно подвергаются бомбардировке мутагенами и гибнут в муках.

Доказано: от окисления и активных радикалов спасают антиоксиданты. Это вещества, которые содержатся в свежих ягодах и фруктах, зеленом чае, орехах и красном вине. Они переводят радикалы в неактивную форму. Иными словами, антиоксиданты — это такие альтруисты. Они выходят на улицу, видят, как хулиганы разрушают стены, и принимают удар на себя. Антиоксиданты обладают множеством чудесных свойств, одно из которых — защита от старения. Согласно некоторым гипотезам, старение ассоциировано с выделением АФК. Отдельно выделяется легион — витамин Е — собирательное название для нескольких жирорастворимых веществ, обладающих антиоксидантной активностью. При поступлении в пищеварительную систему ингредиенты витамина Е проходят отбор в печени, и уже в круг обмена веществ вступает в основном альфа-токоферол.

Важно учитывать собственную генетическую предрасположенность к усвоению витаминов, так как антиоксиданты при чрезмерном потреблении вредны: они могут препятствовать усвоению других микроэлементов.

Доказано: полезные пищевые привычки помогут избежать этого врага. Будьте аккуратны и не ешьте просроченные продукты. Старайтесь тщательно мыть продукты и готовить еду непосредственно перед употреблением. Впрочем, люди с непереносимостью глютена, лактозы или кофеина в отношении афлатоксина чувствуют себя немного спокойнее: больше половины продуктов из группы риска уже исключены из их меню. Такая особенность пищевого поведения, как привычка переедать, может быть вдвойне вредна в данной ситуации.

Враг №4: бензол. Бензол — химическое соединение, без которого невозможно представить современную жизнь. Это токсин и канцероген, который входит в состав нефти и бензина, а также широко применяется в производстве лекарств, пластмасс, резины и красителей. Если поместить человека в замкнутое пространство и постепенно закачивать туда бензол, то сначала он почувствует эйфорию. Затем появятся сонливость, тошнота, головная боль, мышечные подергивания. Если оставить испытуемого в этой камере на длительное время, то он умрет, если же его выпустить, то можно будет наблюдать целый комплекс расстройств, вызванных отравлением бензолом. Однако нам интересно не это. Бензол часто встречается в некачественной косметической продукции и пластмассовых изделиях, то есть не исключено систематическое отравление бензолом в небольших количествах, что может провоцировать возникновение различных видов гемато-онкологических заболеваний.

Доказано: витамины группы В — Ниацин, фолат и кобаламин — необходимы для репарации ДНК. Дефицит этих витаминов в первую очередь заметен при отравлении бензолом. Зачастую люди получают витамины этой группы с мясом животных. Подробнее узнать о том, на какие процессы влияют витамины группы В и как диагностировать их недостаток, можно по ссылке.

Берегите себя. Враги в лице мутагенов могут быть повсюду. Когда речь заходит о здоровом образе жизни, тем, кто пытается изменить все своими силами, приходится балансировать между массой советов и здравым смыслом. Граница зыбкая и устоять на ней больше шансов у того,, кто знает себя и не наносит себе вред.

Понятие и сущность мутагенов, их использование при искусственном получении мутаций. Характеристика и отличительные черты типов мутаций, причины возникновения и особенности электромагнитного излучения. Влияние мутагенов на человека и окружающую среду.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	11.05.2016
Размер файла	24,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

"Средняя школа № 68"

1. Типы мутагенов

2.1 Физические мутагены

2.2 Химические мутагены

2.3 Биологические мутагены

3 Влияние мутагенов на человека и окружающую среду

Введение

Мутагемны-физические факторы и химические вещества, способные вызывать наследуемые изменения генетического материала - мутации. К таким факторам относятся все типы ионизирующих излучений, ультрафиолетовое излучение, высокие и низкие температуры и др. Среди химических мутагенов - алкалоиды, производные мочевины, аналоги азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, чужеродные для данного организма нуклеиновые кислоты. Т.к. мутации могут возникать спонтанно, без воздействия извне, мутагенными считаются те факторы (или их дозы), влияние которых приводит к частоте мутаций, достоверно превышающей их естественный уровень.

Мутации, как правило, вредны для организма. Поэтому новые химические вещества, с которыми может соприкасаться человек (лекарства, пищевые консерванты, красители для волос и др. косметика, средства бытовой химии, пестициды и др.), проверяют (тестируют) на мутагенную активность. Для этого разработаны стандартные методы и тест-объекты (микроорганизмы, культуры клеток животных и человека, некоторые растения и животные), позволяющие быстро определять чувствительность генетического аппарата к тем или иным агентам. Установлено, что многие мутагены являются одновременно и канцерогенами, т.е. веществами, вызывающими развитие злокачественных опухолей.

В связи с этим одна из важнейших задач охраны природы и обеспечения генетической безопасности человека - мониторинг окружающей среды и выявление загрязнителей, обладающих мутагенной и канцерогенной активностью. Вредное действие мутагенов на организм в ряде случаев может быть предотвращено или уменьшено применением специальных физических или химических факторов - антимутагенов.

Мутагены используют при искусственном (индуцированном) получении мутаций - мутагенезе, широко применяемом в генетических исследованиях и для создания исходного материала (набора перспективных мутантов) в селекции микроорганизмов, растений и животных.

1. Типы мутагенов

Классификация по природе воздействующих факторов:

1. Физические - различные типы излучений, температура.

1. Спонтанные - действуют в нормальных природных условиях без видимых причин.

2. Индуцированные - искусственно инициируются человеком для своих целей.

Факторы, вызывающие самопроизвольный (спонтанный) мутагенный эффект, подразделяют на внешние, или экзогенные, и внутренние, или эндогенные. К экзогенным факторам спонтанного мутагенеза относят естественный радиационный фон, а также действие на соматические или половые клетки организма высоких или низких температур.

Известно, что среди растительных организмов высокогорных или арктических районов часто встречаются полиплоидные формы, возникающие как следствие спонтанных мутаций генома. Это связано с резкими перепадами температур в период вегетации, а в горах -- с сильной УФ-радиацией. Экспериментально доказано, что резкое повышение температуры окружающей среды на каждые 10 °С в пять раз увеличивает частоту мутаций. Неслучайно высокогорья являются центрами происхождения многих видов растений, вошедших в культуру как полиплоиды.

К числу экзогенных мутагенов относят воздействие на соматические или половые клетки организма различных химических соединений. Особенно сильными мутагенами для человека являются наркотические вещества, никотин, алкоголь. Они вызывают самопроизвольные мутации, ошибки процессов репликации и рекомбинации ДНК, повреждение генов и хромосом. При этом спонтанно возникают все возможные типы генных, хромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций, часто опасных для жизнедеятельности организма.

Источником многих самопроизвольных мутаций являются эндогенные факторы -- некоторые химические соединения, возникающие в организме спонтанно в процессе обмена веществ и вызывающие ошибки процессов репликации, рекомбинации ДНК, изменяющие месторасположение или структуру генетических элементов.

В начале ХХ века был открыт физический, а затем и химический мутагенез, и у истоков этого открытия стояли отечественные учёные. Так, генетики В.В. Сахаров и М.Е. Лобашёв показали, что под действием химических соединений (йод, уксусная кислота, аммиак) увеличивается частота мутаций в клетках растения гречихи. Позже И.А. Рапопорт (СССР) и Ш. Ауэрбах (Великобритания) открыли мощные химические мутагены, названные ими супермутагенами.

1.1 Физические мутагены

К этой группе мутагенов относятся различные типы излучений, температура. К ионизирующим излучениям относят электромагнитные, рентгеновские и гамма-лучи, а также элементарные частицы (альфа, бета, нейтроны и др.). В процессе воздействия ионизирующих излучений на организм компоненты клетки, в том числе молекулы ДНК, поглощают определённое количество (дозу) энергии. При этом одна и та же доза может быть достигнута при слабой интенсивности облучения в течение длительного времени либо путём кратковременного облучения с высокой интенсивностью. Последствием облучения могут быть разрыв водородных связей в двойной спирали молекулы ДНК, разрывы одной или двух цепей ДНК, образование новых устойчивых связей (сшивок) между двумя цепями одной молекулы ДНК, между различными молекулами ДНК или между ДНК и молекулами белков. Экспериментально был получен следующий вывод.

Частота возникновения (индукции) мутаций пропорциональна дозе облучения. С увеличением дозы возрастает вероятность поражения.

В отличие от рентгеновских, ультрафиолетовые лучи не обладают достаточной энергией ионизации. Однако она поглощается входящими в состав ДНК азотистыми основаниями (пуринами и пиримидинами), переводя их в энергетически неустойчивое, возбуждённое состояние. Это приводит к ошибкам при репликации ДНК.

Мутагенным фактором также является повышенная температура. Например, при выращивании мушек-дрозофил при температуре на 10 °С выше обычной число мутаций увеличивается втрое. Радиационное повреждение генетического материала не является прямым источником возникновения изменений в клетках организма, повреждённых облучением. Дело в том, что у любых организмов в клетках присутствует вода. Поэтому излучение не только непосредственно “ударяет” по чувствительным генетическим структурам, но и действует на них косвенно за счёт разложения воды. Этот процесс приводит к образованию короткоживущих, так называемых свободных радикалов (водорода Н+ и гидроксила ОН-), объединяющихся с образованием либо воды, либо химически активных, а следовательно, биологически очень опасных молекул -- перекиси водорода и атомарного кислорода. В свою очередь, они способны вызвать несколько новых актов ионизации. Таким образом, происходит лавинообразное увеличение частоты попаданий в “мишени”. Поэтому соединения, способные взаимодействовать со свободными радикалами (антиоксиданты), защищают молекулы-мишени от непрямого действия радиации. К числу таких антиоксидантов, например, относятся токоферол (витамин Е), микроэлемент селен и др.

Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Электрические и магнитные поля сильно влияют на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так, у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем излучения. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакции только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Работы английских ученых в начале 90-х годов показали, что у ряда аллергиков под действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.

Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин: компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок); пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии; очень длительное время воздействия.

Генетические последствия воздействия ЭМИ изучены пока недостаточно. В одной из лабораторий США исследуется вопрос о зависимости между рождением монголоидных детей (болезнь Дауна) с облучением их отцов СВЧ энергией. Найдено, что большинство таких детей имеют отцов, облученных во время второй мировой войны радиополем локаторов.

Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.

Электромагнитное излучение представляет реальную угрозу для здоровья человека. Оказывается, что электромагнитные и радиационные поля близки по некоторым своим параметрам. Это было доказано как российскими, так и зарубежными учеными.

1.2 Биологические мутагены

К биологическим мутагенам относят некоторые растения, например безвременник осенний (Colchicum autumnale), многие вирусы и генно-модифицированные объекты. Извлекаемый из безвременника алкалоид колхицин часто используется для искусственного получения полиплоидов, так как блокирует расхождение удвоившихся хромосом. Вирусы могут вызывать различные хромосомные мутации (аберрации), обусловливающие наследственную изменчивость.

В настоящее время трансгенные сорта сельскохозяйственных культур, устойчивые к гербицидам, вирусам, насекомым-вредителям, с улучшенными качественными характеристиками (улучшенный состав растительного масла) занимают посевные площади, превышающие 85 млн. гектаров. Продукты питания, полученные из таких сортов, теперь уже не редкость на прилавках магазинов многих стран мира.

Но у генной инженерии есть и другая, заставляющая насторожиться, сторона, которая связана с возможным изменением структуры генома конкретного трансгенного растения, с утечкой трансгенов и их передачей диким сородичам, с воздействием на "дикие" виды в природной экосистеме. Часто в ГМ-организм внедряется ген, отвечающий за устойчивость к антибиотикам в качестве гена-маркера. Гипотетически если такой ген резистентности к антибиотикам передастся болезнетворным бактериям, то они получат иммунитет против действия антибиотиков и тогда лечение обычными антибиотическими средствами становится менее эффективным.

Среди используемых продуктов - масла и сиропы, которые содержат "ГМ-производный материал", а также мука и крахмал. Эти компоненты могут использоваться во многих продуктах переработки, начиная с вегетарианских гамбургеров и заканчивая сухим печеньем и соусами, аналогично использованию компонентов, которые происходят из не ГМ-культур. Например, трансгенная соя входит в состав почти 60% продуктов, среди которых: колбасные изделия, пельмени, хлеб, шоколад, маргарин, мороженное, детское питание и др. На основе ГМ - компонентов производят различные пищевые добавки (индекс Е). Как показали исследования "Гринпис", многочисленные компании с мировым именем используют ГМ-продукцию для производства своей продукции.

До сих пор однозначного ответа на вопрос о том, как влияет потребление трансгенных продуктов на здоровье людей, нет. По мнению специалистов, ответить на этот вопрос можно лишь после того как на свет появятся внуки тех, кто сегодня питается ГМО. Анализ состояния здоровья одного поколения людей не даст достоверной картины. Результаты экспериментов над лабораторными животными показывают, что частота мутаций у них возрастает в сотни и тысячи раз и развивается бесплодие.

1.3 Химические мутагены

Широкое изучение химического мутагенеза началось после того, как в 1946 году отечественный учёный И.А. Рапопорт обнаружил мощное мутагенное действие этиленимина и формальдегида, а Ш. Ауэрбах (Великобритания) такие же свойства обнаружил у иприта и его производных. С тех пор было выявлено много химических соединений, обладающих мутагенной активностью. Среди них -- волокнистый минерал асбест, этиленамин, колхицин, бензпирен, азотистая кислота, наркотические вещества, алкоголь, никотин и др. Нередко эти же вещества одновременно являются и канцерогенами, то есть веществами, способными вызывать развитие в организме злокачественных новообразований (опухолей).

Мутагены образуются и при длительном хранении продуктов в форме переокисленных соединений жиров, также повреждающих наследственную природу наших клеток. Например, если речь идет о “мутагенном мясе”, имеется в виду особенно опасная в этом отношении плесень, появляющаяся на испорченном мясе. Копчение мяса или жарение мяса и рыбы при температуре 100-200 градусов в течение 15 минут также приводит к появлению мутагенов. Холестерин, содержащийся в масле, яйцах, сметане, сливках, при долгом хранении становится мутагенным. Та же участь ожидает вкусовые добавки, используемые при консервировании, и консерванты, добавляемые к сокам и винам.

Многие лекарственные вещества вызывают в культуре клеток человека хромосомные аберрации в дозах, отражающих реальные, с которыми контактирует человек, но не показывают четкой дозовой зависимости. Эти препараты индуцируют (в 2-3 раза выше спонтанного уровня) хромосомные аберрации у “контактирующих” с ними индивидов. В эту группу можно отнести противосудорожные препараты (комплекс барбитуратов), психотропные, гормональные (эстрадиол, прогестерон, оральные контрацептивы), смеси для наркоза, противовоспалительные средства (бутадион, ацетилсалициловая кислота, амидопирин).

Большинство пестицидов являются синтетическими органическими веществами. Практически используется около 600 пестицидов, относящихся к разным классам химических соединений. Поскольку они циркулируют в биосфере, мигрируют в естественных трофических цепях, накапливаясь в некоторых биоценозах и сельскохозяйственных продуктах, то к прогнозированию последствий их применения привлекаются не только медики, гигиенисты, но и экологи. Очень важны прогнозирование и предупреждение мутагенной опасности химических средств защиты растений. Причем речь идет о повышении мутационного процесса не только у человека, но и в растительном и животном мире. Человек контактирует с химическими веществами при их производстве, при их применении на сельскохозяйственных работах, получает небольшие их количества с пищевыми продуктами, водой из окружающей среды.

2. Влияние мутагенов на человека и окружающую среду

На данный момент известно около 2 тысяч генетических дефектов, затрагивающих только часть общего числа локусов в геноме. При этом примерно четверть общего объема мутаций обусловлена энергией естественного фона радиации. Вместе с тем генные мутации, обусловливающие небольшие биохимические аномалии в организме, возможно, более часты. мутаген электромагнитный излучение

Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству, причем мутации в неполовых (соматических) клетках, как правило, могут вызывать рост злокачественных новообразований (спонтанный рак). Расчеты показывают, что удвоение частоты мутаций настолько увеличивает объем генетического груза, что это может стать опасным для существования популяций.

Существует выход из такого кризисного состояния -- это путь эволюционных изменений, однако приспособление к мутагенам в процессе отбора требует от популяции огромного числа генетических жертв и времени. В особенности видам, представленным сравнительно малым числом особей, с медленной сменяемостью поколений, труднее было бы приспособиться к высокому мутагенному фону среды.

Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не “переработанные” эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. И если поражение зародышевых клеток может привести к росту числа носителей мутантных генов и хромосом, то при повреждении генов соматических клеток возможно возрастание числа раковых заболеваний. Более того, существует глубокая связь различных на первый взгляд биологических эффектов.

Например, мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений. Возможно и влияние на функционирование генов, что может быть причиной, например, тератологических отклонений (уродств), наконец, вероятны поражения ферментных систем, что изменяет различные физиологические особенности организма, вплоть до деятельности нервной системы, а следовательно, сказывается и на психике. В отличие от грубых хромосомных повреждений наследственного материала точковые генные мутации, обладающие способностью накапливаться в поколениях, представляют основную трудность для обнаружения в популяциях. Выявление их важно именно потому, что такие мутации будут в значительной мере ответственны за проявления генетического груза в ближайших поколениях.

Заключение

За всю историю своего развития человечество накопило (главным образом за счет естественного мутационного процесса) так называемый генетический груз, проявляющийся в наследственных, генетически обусловленных заболеваниях. Здоровье нынешних будущих поколений людей в значительной степени зависит от того, какой генетический груз получен в наследство от предыдущих поколений, какое количество мутаций накоплено человечеством.

Полностью исключить влияние мутагенов невозможно, но полученные знания помогут нам уменьшить влияние этих негативных факторов на организм, сохранить наше здоровье и здоровье наших детей.

Один из самых действенных методов - это знания. Необходимо знать свои особенности, знать - что может вызвать генетические нарушения еще не родившегося ребенка.Вероятность трагедии можно снизить. Здоровый образ жизни - один из путей снижения этого риска.

Список литературы

2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Симонова Л.В. Биология. М. “Вентана-Граф”. 2011.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

1. Мутации, мутагены и мутагенез 2. Виды мутагенеза Радиационный мутагенез Химический мутагенез Самопроизвольный (спонтанный) мутагенез 3. Мутагены в пище 4. Защита от мутагенов и профилактика

Мутагены — вещества, вызывающие изменения ДНК, генов МУТАГЕНЫ РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ ЯДОВИТЫЕ ВЕЩЕСТВА (КОЛХИЦИН) РАДИОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА КАНЦЕРОГЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА НЕКОТОРЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ

Физические Химические Биологические Все виды излучения (ионизирующее, ультрафиолетовое и др.) Различные химические вещества (соли тяжелых металлов, алкилирующие соединения, нитросоединения, некоторые кислоты и др.) Вирусы, подвижные (мобильные) генетические элементы

искусственное получение мутаций с помощью мутагенов; иногда к мутагенезу относят появление спонтанных мутаций (естественный мутагенез)

1. По характеру изменения генетического материала: генные хромосомные геномные 2. По характеру взаимодействия аллелей и генов доминантные рецессивные комплементарные эпистатические

3. По эффектам проявления в клетках, организме, популяции: Летальные условно-летальные дефектные температурно-чувствительные и др. 4. Другие типы: генеративные и соматические прямые и обратные

ГЕННЫЕ (изменения на уровне отдельных нуклеотидов) ГЕНОМНЫЕ (кратное изменение хромосомного набора – полиплоидия) ХРОМОСОМНЫЕ (перемещение участков хромосом или их обмен) СОМАТИЧЕСКИЕ (не передаются по наследству)

Редко возникают мутации, улучшающие свойства организмов Дают основной материал для естественного и искусственного отбора Необходимое условие эволюции в природе и селекции полезных форм растений, животных и микроорганизмов

Индуцированные мутации, вызванные облучением (радиацией), впервые были обнаружены советским ученым Г.А. Надсоном

Для вызывания искусственных мутаций часто используются гамма-лучи, источником которых может быть, например, радиоактивный кобальт. Облучение индуцирует как генные мутации, так и структурные хромосомные перестройки - нехватки, инверсии, удвоения и т. д.

Все структурные изменения связаны с разрывом хромосом. Причиной этого являются некоторые особенности процессов, происходящих в тканях при действии излучения. ДЕЛЕЦИЯ (от лат. deletio – уничтожение) – тип хромосомной перестройки, при которой из ДНК выпадает участок генетического материала.

Делеция может быть следствием разрыва хромосомы или результатом неравного кроссинговера. Делеции подразделяют на: интерстициальные (потеря внутреннего участка) терминальные (потеря концевого участка). Схема, иллюстрирующая принцип делеции

Химические мутагены должны обладать тремя качествами: высокой проникающей способностью; свойством изменять коллоидное состояние хромосом; определенным действием на состояние гена или хромосомы.

Некоторые из них усиливают мутагенный эффект во много раз по сравнению со спонтанными. Они получили название супермутагенов.

Факторы Внешние (экзогенные) Внутренние (эндогенные) Естественный радиационный фон Высокие и низкие температуры Химические соединения, спонтанно возникающие в процессе обмена веществ СПОНТАННЫЙ (САМОПРОИЗВОЛЬНЫЙ) МУТАГЕНЕЗ ПОЛИПЛОИДНЫЕ ФОРМЫ ОШИБКИ ПРОЦЕССОВ РЕПЛИКАЦИИ РЕКОМБИНАЦИИ ДНК

Постоянно протекает у всех живых организмов в соматических и половых клетках Спонтанно возникают все возможные типы генных, хромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций СПОНТАННЫЙ (САМОПРОИЗВОЛЬНЫЙ) МУТАГЕНЕЗ

Вредные химические вещества из почвы переходят в съедобные части растений. С ними мы поглощаем 37% марганца, 41% — цинка, 32% — меди, 10% - никеля. Мутагены образуются и при длительном хранении продуктов в форме переокисленных соединений жиров

Холестерин, содержащийся в масле, яйцах, сметане, сливках, при долгом хранении становится мутагенным Вкусовые добавки, используемые при консервировании, и консерванты, добавляемые к сокам и винам тоже становятся мутагенами Мясо, запеченное в собственном соку

К нарушению наследственного аппарата могут привести и различные низкокалорийные диеты для похудения, однако этот риск уменьшает умеренное питание. Копчение мяса или жарение мяса и рыбы при температуре 100-200 градусов в течение 15 минут приводит к появлению мутагенов.

Иммунная система Кожа Слизистая оболочка дыхательных путей Слюна, желудочный сок, желчь

специи — перец, горчица, имбирь. зелень — кинза, петрушка, лук, сельдерей. зеленый чай, яблоки, капуста, баклажаны, мята. Натуральное красное вино Йогурт (установили недавно итальянские ученые С.Делла-Кроче и Е.Морицетти)

Соприкасайтесь с моющими средствами только в резиновых перчатках! К Как можно меньше имейте дело с бытовой химией. При хронических заболеваниях регулярно наведывайтесь к врачу: ваш ослабленный организм — благоприятная среда для мутагенов. Не принимайте без совета врача никаких лекарств — они тоже могут оказать неблагоприятное воздействие на наследственный аппарат.

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 25 человек из 18 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 602 161 материал в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

14.06.2017 2671
PPTX 811 кбайт
12 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Ошроева Зарина Анатольевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Университет им. Герцена и РАО создадут портрет современного школьника

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

Инфоурок стал резидентом Сколково

Время чтения: 2 минуты

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

Минобрнауки и Минпросвещения запустили горячие линии по оказанию психологической помощи

Время чтения: 1 минута

Академическая стипендия для вузов в 2023 году вырастет до 1 825 рублей

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Читайте также: