bulochnikov (bulochnikov) wrote,
bulochnikov
bulochnikov

Categories:

О вреде развитой медицины для генофонда популяции. Часть 1

Генетическое вырождение

Мне попала в руки такая брошюра:

УДК 577.1
Генная терапия неизбежна, но успеем ли?
В.А.Кордюм.
Препринт, Украинский филиал отделения Всемирной лаборатории
Киев 1990.

Текст брошюры занимает 61 страницу, библиография включает 190 наименований. Автор – Виталий Кордюм – известный украинский генетик, академик. Написана брошюра весьма специальным языком, неспециалисту ее усвоить практически невозможно, и даже имея биологическое образование, мне пришлось приложить немало труда чтобы переработать и усвоить текст. Однако выводы, сделанные в этой брошюре, оказались столь впечатляющими для меня, что я счет необходимым сделать доступной ее смысл не только для генетиков и биологов-специалистов, а для любого человека, владеющего биологией хотя бы на уровне школьной пятерки. Поскольку речь идет о вещах весьма важных для любого человека.

В данной статье я извлек основные смысловые выводы работы Кордюма, разбив их на пункты, и изложив их более-менее понятным языком, стараясь избегать специальных терминов. Для неспециалиста смысл так будет гораздо доступнее. Однако вместе с этим текст, естественно, потерял доказательность. Тем не менее могу заверить, что в оригинальном тексте любой довод тщательно обоснован и во многих местах подкреплен примерами. Интересующимся могу порекомендовать обратиться к оригиналу текста.

Ниже я привожу эти пункты. Все они, хоть я и писал своими словами, являются возможно более точным воспроизведением выводов оригинального текста. В тех же местах, где я вставляю что-то “от себя”, я помечаю это курсивом.

В нормальных условиях при любом делении любых клеток происходит возникновение мутаций. Усредненная вероятность возникновения мутации – 2*10-5 на ген за одну генерацию.

Таким образом, при прохождении ряда делений клеток от поколения к поколению (от гаметы до гаметы) возникает и накапливается ряд мутаций. Каждая новая гамета будет нести около 40 мутантных генов.

Часть этих мутаций незаметна; другая часть летальна. Небольшая часть этих мутаций - средний случай между первым и вторым - может привести к возникновению изменений генотипа, хоть и нелетальных, но приводящих к ухудшению фенотипа – заболеваниям, слабости иммунитета, и т.д.

Если бы все мутантные гены передавались по наследству (т.е. все организмы выживали), то за очень короткое время (не более 1000 генераций) 100% генетического материала стало бы нерабочим. Реально жизнеспособность организма была бы полностью утрачена гораздо раньше.

В реальности этого не происходит, потому что не выполняется требование непременного выживания любой зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). Между оплодотворенной яйцеклеткой и организмом репродуктивного возраста находится ряд стадий, на которых происходит выбраковка организмов с дефектным генотипом.

Эти стадии принято делить на два этапа – пренатальный и постнатальный.

На пренатальном этапе фильтруются явные летальные мутации. В частности, известно, что не менее 60% оплодотворений заканчиваются смертью зародыша на самых ранних стадиях развития (что обычно происходит незаметно для женщины). Сюда попадают наиболее “грубые”, летальные мутации. Также довольно часто происходит смерть эмбриона на более поздних стадиях, выкидыш, как результат отбраковки менее грубых, но также несовместимых с жизнью мутаций.

Пренатальный фильтр является многокаскадным и очень эффективным. Фактически он состоит из последовательных, в значительной мере независимых фильтров – прегаметного, гаметного, зиготного и эмбрионального. На каждой стадии происходит отбраковка большинства претендентов, пришедших на ее вход.

Тем не менее, многие мутации, совместимые с жизнью, проходят пренатальный фильтр и приводят к появлению живорожденного ребенка. Сюда попадают как явно выраженные наследственные болезни (напр. синдром Дауна, гемофилия, фенилкетонурия и т.д.), так и неявно выраженные изменения фенотипа в худшую сторону (напр. недостаточный иммунитет или подверженность аллергии). Даже если исследовать классические наследственные заболевания, выясняется что пренатальный фильтр полностью надежен по отношению к одним нарушениям (и они следовательно появляются в живом виде чрезвычайно редко), и гораздо менее надежен по отношению к другим.

Отступая в сторону, надо отметить что очень большая часть “обычных” заболеваний является наследственно обусловленной. Вообще, болезни распределяются от 100% наследственных (передающихся строго по наследству) до не связанных с наследственностью, через разные стадии наследственной предрасположенности (когда у родственников вероятность заболевания является гораздо большей, чем у всей остальной популяции). Современные наблюдения показывают гораздо бОльшую долю болезней, связанных с наследственностью, чем было принято считать раньше. В 80х годах полагали что всего 10% преждевременных сердечно-сосудистых заболеваний связано с генетическими нарушениями, теперь эта цифра достигает 80-90%. То же самое можно сказать про гипертонию, диабет, умственные расстройства, некоторые (возможно все) виды рака. Даже для классических инфекционных заболеваний показана четкая генетическая предрасположенность. Все подобные заболевания принято называть отсроченными патологиями – отсроченными потому, что они не проявляются в пренатальном периоде и не отсекаются пренатальным фильтром. Со многими такими патологиями человек может существовать даже без медицинской помощи (по крайней мере какое-то длительное время), со многими – жизнь его возможно продлить надолго при помощи медицины.

Из-за самопроизвольного характера возникновения подобных эффектов (п.1-4), и того, что пренатальный фильтр их не задерживает, или задерживает недостаточно эффективно, частота их возникновения весьма велика, в том числе у совершенно здоровых родителей, а тем более у родителей, уже имеющих подобные дефекты. Фактически, каждое новое поколение добавляет мутационный груз по сравнению с предыдущим, и является потенциально более болезненным и менее жизнеспособным.

Тем не менее, человечество насчитывает десятки тысяч лет истории, и не выродилось за это время. Это объясняется тем, что все время истории человечества (кроме последнего времени) помимо пренатального, вследствие ряда причин действовал чрезвычайно жесткий постнатальный фильтр.

Человечество, как и любой биологический вид, всю свою историю существовало в отнюдь не сахарных условиях. Условия жизни требовали от человека высочайшей работоспособности и крепчайшего здоровья для того чтобы выжить самому и выкормить детей. Жестокие условия приводили к высокой детской и юношеской смертности (это помимо короткого срока жизни тех кто уже оставил потомство). В условиях, когда для всех не хватало места, погибали более слабые, более сильные выживали. Компенсировалась эта смертность высокой рождаемостью.

Практически всю историю человечества (сотни тысяч лет от кроманьонцев) численность человечества поддерживалась на приблизительно одном уровне, происходил лишь очень плавный рост, в то время как репродукционный потенциал человечества гораздо больше (для сравнения – в последние годы население планеты удвоилось всего за 35 лет). То есть в масштабах жизни двух-трех-нескольких поколений численность человечества в целом и отдельных его популяций можно было считать постоянной.

Постоянная численность – это, грубо говоря, когда у двоих родителей выживало и доживало до репродуктивного возраста ровно два ребенка. Рождалось гораздо больше (порядка 5-10), лишние погибали не достигнув репродуктивного возраста.

Поэтому, если погибали более слабые, а выживали более сильные, то особи с “худшим” генотипом вычищались из популяции, а оставались – с неповрежденным. Таким образом, постнатальное, связанное с условиями жизни, фильтрование компенсировало самопроизвольное появление мутаций и препятствовало их накоплению. А вероятность, что у двух генетически здоровых индивидуумов ВСЕ дети будут с нарушениями – мала, то есть из десятка детей уж не менее двоих точно будут тоже полностью здоровыми. Естественно, выживут именно они.

Но с началом 20 века происходит ряд событий, круто меняющих картину. Детская и юношеская смертность резко снижается - благодаря достижением медицины, и появлению нового жизненного пространства для человечества, обусловленному технологическими достижениями и освоению новых энергетических источников. Выживать начинают практически все дети, что приводит к быстрому росту населения – удвоение каждые 30-50 лет. В начале 20 века на земле жило меньше 1 – 1.5 млрд человек, в конце – больше 6 млрд.

Во второй половине 20 века происходит и компенсирующий процесс – в странах, где все это началось раньше (и которые теперь принято называть развитыми) – рождаемость начинает круто падать, и в настоящее время составляет 1.9 – 2.1 ребенка на женщину. Поскольку все более совершенная медицина обеспечивает выживание практически 100% живорожденных детей, это приводит к стабилизации численности населения.

Одновременно это означает, что в развитых странах постнатальный фильтр практически перестал работать.

Таким образом, в развитых странах начиная с начала 20 века отсутствует механизм вычистки генотипа популяции от мутантных патологий, и создаются условия для их накопления. С тех пор сменилось 4-5 поколений.

Одновременно с этим со второй половины 20 века (приблизительно с 60х годов) во всемирном масштабе начинаются процессы, которые увеличивают скорость внесения повреждений в генотип популяции во много раз. Это связано с коренной переработкой человечеством в развитых странах своей среды обитания. Загрязнение окружающей среды, которое началось уже очень давно, в эти годы достигло планетарных масштабов. Присутствие мутагенных веществ в среде обитания человека характеризуется полным охватом и массивностью. Мутагенами насыщены все ключевые атрибуты человеческой цивилизации: продукты питания и вода (чем больше степеней переработки и синтетических добавок в продуктах, тем более они мутагенны); воздух (одни из самых токсичных органических веществ, полициклические углеводороды, напр. бенз-А-пирен, содержится в выхлопных газах в значительных количествах); радиационный фон (тут комментариев не требуется); применение лекарственных препаратов (практически все антибиотики являются генотоксичными), синтетические материалы, окружающие повседневную жизнь людей. Особенно это касается жителей городов, которые втянули в себя около 50% (у нас) или еще больше (в еще более “развитых” странах) населения; в них превращение природы в “окружающую среду” произошло тотально. В значительной степени это касается и сельских жителей, поскольку в этом же периоде произошло значительное изменение традиционного сельского уклада жизни – с упора на натуральное хозяйствование и окружение произошел переход на “городские ценности жизни” и товарно-денежный обмен, плюс повсеместная механизация сельского хозяйства и все прочее, что в значительной степени насытило мутагенами и окружающую среду сельской части населения. Ко всему прочему, мутагены действуют не изолированно – в сочетании они дают синергидные и даже кооперативные эффекты, что делает их действие во много раз более сильным и вообще непредсказуемым, в сравнении с действием одиночного мутагена, которое доступно для изучения в лабораторных условиях.

Присутствие мутагенов в столь значительных количествах увеличивает количество появляющихся естественных мутаций во много раз. И процесс их накопления, начавшийся в конце 19 -начале 20 века, со второй половины 20 века во много раз ускорился (фактически, то что сказано в п.16 - что у двух здоровых родителей обязательно часть детей будет тоже здоровыми - даже может быть уже не истинно, начиная с определенной концентрации мутагенов). С тех пор сменилось всего два поколения – сейчас рождаются внуки тех, кто родился в 50х-60х годах.

К сожалению, очень трудно оценить количественно накопление мутаций, поскольку речь идет об “отложенных патологиях”, зачастую не имеющих явного проявления. Обычно оценивают количество классических наследственных патологий, которые относятся к доминантным мутациям, но их-то как раз с высокой эффективностью вычищает пренатальный фильтр, поэтому их количество существенно не увеличивается. Для оценки “ухудшения” генотипа доступны лишь косвенные методы.

В дополнение к п.19: достижения медицины и цивилизации не только “отключили” постнатальный фильтр – они еще и весьма существенно стали влиять на эффективность пренетального. Медицинская поддержка беременности, сохранения и т.д. – все меры, направленные на сохранение беременности тогда как без этой поддержки она была бы сорвана – это все приводит к рождению детей, которые без этого вмешательства не родились бы.

Одна из самых существенных по массовости и значимости причин ухудшения генотипа заключается в следующем. Мутагенные факторы окружающей среды будут вызывать изменения в нуклеотидных последовательностях в первом приближении равновероятно. Но такие изменения приведут к спектру изменений в генах, потенциально неодинаковых для фенотипа. Изменений, затрагивающих активный центр фермента или функционально критичные области структурных белков, существенно меньше, чем просто ослабляющих функцию. Однако именно этот, последний тип нарушений труднее всего задерживается пренатальным фильтром.

Еще более ухудшает возможности оценки то, что большинство таких отклонений являются рецессивными. То есть некое повреждение произошло, но в первом поколении оно незаметно или слабо заметно. Фенотипические проявления всегда будут отставать от генетического состояния популяции. И только когда повреждения накопятся в популяции, и будут комбинироваться в гомозиготные комбинации, они проявятся в полной степени. Это произойдет через поколение-два после появления, и будет проявляться лавинообразно. Каждое следующее поколение окажется еще более болезненным, чем можно было бы ожидать только по той мутационной нагрузке, которую получили непосредственно его родители.

Поскольку массированные повреждения начались уже два поколения назад (а сам процесс начался еще на 3 поколения раньше), мы уже можем начать оценивать его по некоторым косвенным признакам. В популяции должно происходить замещение здоровых людей – людьми с наследственно обусловленными патологиями, с вполне конкретной тенденцией – смещением времени начала проявления патологии к все более ранним возрастам и утяжелением протекания патологии. То есть ситуация реализуется в повышенную болезненность населения. И только совершенствование медицины, которая в экономических богатых странах развивается темпами, опережающими все другие отрасли, создает картину видимого благополучия. Мониторинг статистики болезненности населения по самым разным направлениям (сердечно-сосудистые заболевания, уровень иммунитета, уровень умственного развития, раковые заболевания ит.д.) дает четкую картину увеличения болезненности населения одинаковых возрастных групп с годами; и особенно заметно в детской возрастной группе. Так, по опубликованным в прессе данным, в 1987 г. в больницах СССР лечилось 72 млн человек - четвертая часть населения; более 10 млн (3% населения) находятся на учете в психиатрических лечебных учреждениях (среди молодежи этот процент заметно повышается); в Москве около 8% школьников – олигофрены, а общее число детей разной степени умственной отсталости оценивается в 15-20%; в армию по состоянию здоровья не принимается половина призывников, а из второй половины только 20% годно в любой род войск, т.е. здоровы “по-настоящему”;, и т.д.

Другой метод косвенной оценки базируется на особенностях наследственного груза мужчин. В отличие от женщин, которые диплоидны по всем хромосомам, мужчины гаплоидны по двум хромосомам – Х и У. Следовательно, а) любая мутация в них сразу же является доминантной, и влияет на здоровье непосредственно, а не через поколения; б) любая мутация в предыдущем поколении, которая не проявится у женщины с двойным набором Х-хромосом, проявится у мужчины с его одной Х-хромосомой. Следовательно, мужчинам приходится на себя принимать первый удар от повреждения генотипа. Это и есть биологическая причина того что у мужчин меньше средняя продолжительность жизни, чем у женщин – в одинаковых социальных и медицинских условиях, у мужчины хуже стартовая позиция. (Заметим, что речь не идет об абсолютном значении продолжительности жизни – которая зависит от социальных и медицинских условий в данной стране – а именно о разнице между мужчинам и женщинами, находящимися в полностью идентичных условиях). Таким образом, разница между средней продолжительностью жизни у женщин и у мужчин может служить показателем поврежденности генотипа (при идеальном генотипе и невнесении повреждений она была бы нулевой). В наши годы в среднем по развитым странам эта разница достигла 8.2 года (1986 г) в противоположность ожидавшемуся в 60-е годы ее сокращению, и продолжает увеличиваться. Трудность еще заключается в том, что очень сложно (или невозможно) оценивать средний уровень жизни поколения, которое сейчас живет (или сейчас в детском возрасте) – сколько еще ждать, пока оно умрет... Немного может помочь сравнение смертности по возрастным группам, но оно не дает нужную картину, поскольку не всегда имеет прямое отношение к среднему возрасту. Поэтому та цифра которую мы сейчас имеем - относится к поколению, которое родилось 50-60-70 лет назад, и мало что говорит о состоянии ныне живущего поколения.

Продолжение см. в части 2

Tags: Ваше здоровье!, Наука и жизнь
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments