Новейшая историяКак устроен геномГены и средаЭтнический полиморфизмЭтнические аспекты фармакологииОсобенности национальных недуговБолезни в наследствоДиета охотниковВажную роль играют геныДля пользы делаГенетическое оружие уже стало реальностью
Америка готовит миру генетическую бомбу
Помочь, проекту "Провидѣніе"
Новейшая история
В феврале 2001 г. был успешно завершен первый этап международного проекта «Геном человека». Полученные результаты ожидаемым явно не соответствовали. По новым данным, генов у человека оказалось гораздо меньше: не 80–100 тыс., как предполагалось ранее, а приблизительно 20–22 тыс. Примерно таким же количеством генов располагают слон и мышь. Это больше генного набора бактерий всего-навсего в три раза.
Иными словами, ошибались те, кто считал, что основным различием между биологическими видами является именно количество генов. Выяснилось также, что каким бы уникальным ни казался человек, его геном на 50% совпадет с геномом банана. А наличие у всех млекопитающих общего предка размером с небольшую крысу, жившего 75–125 млн лет назад, обусловливает около 90% общих генов у мыши и человека. Более того, почти на 99% совпадают ДНК человека и шимпанзе, при том, что это разные зоологические виды, эволюционные ветви которых разделились приблизительно 7 млн лет назад.
Что касается частоты индивидуальной вариабельности геномов разных людей, то она еще меньше и составляет около 0,1%. Это означает, что все люди на 99,9% идентичны. Тем не менее такого небольшого расхождения в ДНК вполне достаточно для обеспечения статистически достоверных различий между расами.
Изучение и описание генного аппарата человека обещает прорыв в области фармакологии, в частности при производстве нового поколения лекарств, предназначенных определенным группам пациентов в соответствии с их индивидуальными особенностями.
Это область интересов новой науки – фармакогеномики, с помощью которой специалисты надеются не только тестировать человека на склонность к той или иной болезни, но и при необходимости подбирать максимально подходящее к его генотипу лекарство – терапевтически результативное и без побочных эффектов.
Вне всякого сомнения, это будет качественно иной уровень медицины, т.к. по последним данным даже новейшие фармпрепараты эффективны лишь для 35–40% пациентов. Бесполезность и, более того, вредность многих медикаментов, даже очень востребованных здравоохранением, обусловлены их низкой специфичностью, которая связана с неадекватными реакциями на лекарства отдельных групп больных из-за их генетических особенностей.
Другими словами, в зависимости от индивидуальной восприимчивости и/или от специфики генных вариаций, присущих трем основным расовым группам – африканцам, азиатам и европейцам, одно и то же лекарство при одной и той же болезни на разных людей действует по-разному.
Как устроен геном
Человеческий геном – это набор хромосом, размещенный в клеточном ядре. Каждая хромосома состоит из одной двухцепочечной молекулы ДНК, отдельные участки которой называются генами.
Структура молекулы ДНК представлена определенной последовательностью четырех нуклеотидов. С их помощью собственно и кодируется полная информация о клетке – весь ее жизненный цикл. Геном человека состоит из 3 мдрд нуклеотидов, следовательно, люди отличаются друг от друга не более, чем по трем миллионам нуклеотидов.
Ген состоит из структурной и регуляторной частей. В структурной части записана информация о составе синтезируемого по этому гену белка, который, взаимодействуя с другими белками, участвует в построении клеточных структур и проведении биохимических реакций.
В регуляторной части записано, когда и при каких условиях данный белок должен синтезироваться. У бактерий на структурную часть генов приходится 80–90% ДНК, остальная ДНК участвует в регуляции работы генов. У человека все наоборот: кодирующие белок участки генома занимают меньше 3%, тогда как остальная часть выполняет регуляторные и другие, пока неизвестные, функции.
В принципе, все клеточные процессы, связанные с реализацией генетической информации, находятся под контролем регуляторных генов.
Действие этих регуляторов основано на каскадной координации следующего иерархического уровня генов, уже непосредственно отвечающих за функционирование структур, которые свойственны конкретной клетке.
Это позволяет оптимально контролировать работу структурных генов и не требует дополнительных генетических ресурсов, чем скорее всего и объясняется ограниченное количество генов в геноме человека. Кроме того, активность генов, в том числе и самих регуляторных, во многом обусловлена неоднородностью химического состава цитоплазмы, а также изменениями во внешней среде.
Например, однотипные мРНК, полученные при транскрипции одного и того же гена, в зависимости от физико-химических условий могут по-разному транслироваться в полипептидные цепи.
В итоге одному гену вполне по силам обеспечить разнообразие белков. Такие возможности позволяют организму при различных экстремальных ситуациях манипулировать соотношениями разных белков, что является гибким способом адаптации биологической системы к изменениям окружающей среды и, в частности, весьма важным фактором устойчивости или предрасположенности к наследственным и прочим заболеваниям.
Гены и среда
Сами по себе наследственные факторы или внешние условия не являются автономными и самодостаточными сторонами развития. Ни один признак не может развиться, если такая возможность не заложена в генотипе; если развитие протекает в разных условиях, то проявление генотипа будет варьировать соответственно меняющимся условиям среды.
Присутствие гена не всегда гарантирует появление определенного признака, а признак может определяться то генетическими, то средовыми факторами. В действительности, совокупность генов организма определяет не фиксированный набор признаков, а норму реакции, т.е. репертуар возможных ответов на действие среды.
Диапазон компенсаторно-приспособительных реакций обеспечивается не только регуляторными процессами. Весомый вклад в генетическое пространство для маневра вносят отклонения, вызванные мутациями. Они тоже относятся к совместному продукту внешней среды и генотипа, но с более серьезными последствиями в виде физического изменения генетического кода. Это могут быть как незначительные точечные замены нуклеотидов у большого числа разных генов, так и крупномасштабные изменения всего в одном или нескольких генах.
В результате подобного генетического полиморфизма синтезируются белки с необычными, часто сильно измененными, свойствами по сравнению с изначально запрограммированными в геноме. Наличие таких функционально различных белков создает уникальный биохимический портрет каждого человека.
Подобные полиморфные замены далеко не всегда полезны или хотя бы нейтральны, поскольку продукты измененных генов могут работать менее эффективно, что может влиять на устойчивость к тому или иному заболеванию.
Иными словами, при определенных неблагоприятных воздействиях внешних факторов (лекарства, питание, образ жизни, стрессы, миграционные процессы и т.п.) они могут быть причиной различных заболеваний.
Тем не менее, для биологической эволюции целесообразны все отклонения, или девиации. Так, в случае резкой перемены в окружающей среде среднестатистическая особь вымрет, а среди девиантов могут оказаться такие, что экстремальные условия будут для них оптимальными. В нормальной же ситуации девиация неудобна, поскольку стабильному, приспособленному, виду незачем меняться, и девиантные особи никому не нужны. Но полностью совершенных и приспособленных видов нет и быть не может, поскольку в природе все непрерывно меняется, и каждая популяция адаптируется к этому, как может. Девианты, как саперы или первопроходцы, или погибнут или найдут безопасный путь, по которому затем устремятся все остальные.
Таким образом, если не принимать в расчет моногенетические наследственные болезни, составляющих не более 1/10 от всего списка известных на сегодняшний день заболеваний, то предрасположенность к конкретной патологии не означает фатальной обреченности. Она скорее указывает на степень риска оказаться заболевшим. Например, в случае с шизофренией генетическая детерминированность не реализуется в 20% случаев.
Этнический полиморфизм
Согласно современным представлениям, расы возникли в результате накопления множества мелких генетических различий у людей, живших в разных регионах. Пока люди жили вместе, появляющиеся у них мутации распространялись по всей группе.
Если же группы разделились, процесс накопления мутаций шел в них независимо. Число накопленных различий между группами пропорционально времени, прошедшему с момента их разделения. Это позволяет датировать события популяционной истории.
Благодаря этому методу «молекулярных часов», палеогенетикам удалось установить место происхождения и время появления Homo sapiens как биологического вида: произошло это 130–150 тыс. лет назад в Юго-Восточной Африке. На тот момент предковая популяция современного человека не превышала 2 тыс. особей. Около 60–70 тыс. лет назад началась миграция Homo sapiens со своей африканской прародины и формирование ветвей у потока расселяющегося человечества, ведущих к современным расам и этносам.
Так, например, около трети взрослых украинцев и россиян страдают таким расстройством пищеварения, как гиполактазия, при которой в кишечнике не вырабатывается фермент лактаза для расщепления молочного сахара.
Дело в том, что изначально у всех людей выработка этого фермента прекращалась после окончания грудного вскармливания (способность пить молоко появилась у взрослых в результате мутации). В Голландии, Дании или Швеции, где давно начали разводить молочные породы коров, 90% населения пьет молоко без какого-либо вреда для здоровья, а вот в Китае, где не развито молочное скотоводство, – только 2–5% взрослых.
Похожая ситуация сложилась и с алкоголем. Относительно устойчивы к его действию белые европейцы. Представители азиатской расы, наоборот, быстро пьянеют, и даже небольшие дозы спиртного могут вызвать у них сильное отравление. В самом общем виде механизм биотрансформации алкоголя следующий.
На первом этапе под действием фермента печени алкогольдегидрогеназы этиловый спирт превращается в ацетальдегид. Именно это вещество вызывает неприятные ощущения, связанные с действием алкоголя. На втором этапе другой фермент, ацетальдегиддегидрогеназа, окисляет альдегид с образованием продуктов, которые выводятся из организма. Скорость работы ферментов задается генетически.
Оказалось, что у азиатов распространено сочетание «медленных» ферментов первого этапа с «медленными» ферментами второго этапа. Результатом является длительная циркуляция алкоголя в крови и высокая концентрация ацетальдегида.
Европейские гены, наоборот, определяют обратное сочетание ферментов – и на первом, и на втором этапах ферменты работают быстро, т.е. расщепление алкоголя адекватное и уровень ацетальдегида низкий.
У русских, как водится, свой путь. Половина россиян является носителем европейских «алкогольных» генов, а вот у другой половины быстрая переработка этанола сочетается с медленным окислением ацетальдегида.
Это позволяет данной группе россиянам медленнее пьянеть, но при этом накапливать в крови больше токсического альдегида. Подобное сочетание ферментов предусматривает в итоге более высокую норму потребления спиртного, но со всеми вытекающими отсюда последствиями в виде сильной интоксикации.
По мнению ученых, у азиатских кочевников, знавших алкоголь только в виде перебродившего кобыльего молока, в процессе эволюции закрепился иной фермент, чем у оседлых европейцев, имеющих давнюю традицию производства более крепких напитков из винограда и зерна.
Следует отметить, что так называемые болезни цивилизации – ожирение, диабет, сердечно-сосудистые нарушения – являются в определенной степени ответом на игнорирование или неумышленное пренебрежение собственными этническими особенностями, т.е. платой за выживание в чужой среде обитания.
Так, например, низкохолестериновая и практически бессолевая диета, характерная для народов, живущих преимущественно в тропической зоне, сопровождалась функционированием генов (с частотой до 40%), способствующих накоплению холестерина или запасам в организме дефицитной соли. Но при современном образе жизни эта особенность становится фактором риска атеросклероза, гипертонии или грозит избыточным весом.
Среди европейской популяции подобные гены встречаются с частотой 5–15%. В то же время у народов крайнего Севера, пища которых была богата жирами, переход на европейскую высокоуглеводную диету приводит к развитию диабета и сопутствующих заболеваний.
Весьма показательный и поучительный пример демонстрирует всему миру страна эмигрантов – США. Полный букет всех вышеупомянутых патологических состояний, называемых еще «метаболическим синдромом», является в США самым распространенным заболеванием.
Им страдает каждый пятый американец, а в отдельных этнических группах больные встречаются еще чаще. Остается лишь надеяться, что эффект «плавильного котла» распространится и на этнический генофонд, который сумеет приспособиться к природным особенностям данного географического региона и стилю жизни в зависимости от социально-экономических условий.
Пигментирование кожных покровов, оказывается, тоже может иметь отношение к «болезням цивилизации». Светлая кожа появилась в результате накопления мутаций у людей, сменивших южное местообитание на северные территории.
Это помогло им компенсировать недостаток витамина D, который вырабатывается в организме под действием солнечных лучей. Темная кожа задерживает излучение, поэтому ее нынешние обладатели, оказавшись в северных регионах, в потенциально большей степени подвержены рахиту из-за недостатка витамина D.
Таким образом, наследственный полиморфизм, является закономерным итогом естественного отбора, когда в борьбе за существование, человек, благодаря случайным спонтанным мутациям и работе регуляторных генных систем (см. выше), приспосабливался к внешней среде обитания и вырабатывал у себя различные механизмы защиты.
Поскольку большинство народов, кроме самых крупных, а также дисперсно расселенных, жили в пределах какой-нибудь одной географической зоны, то приобретенные признаки в течение тысячелетий закреплялись генетически, причем даже те из них, которые на первый взгляд кажутся нежелательными или могут способствовать тяжелым заболеваниям.
Подобный генетический компромисс, может быть, безжалостный по отношению к индивидам, в целом направлен на сохранение вида и в итоге способствует лучшей выживаемости популяции в конкретных условиях. Если какая-то мутация дает решающее репродуктивное преимущество, то ее частота в популяции будет расти, даже если она приводит к болезням.
В частности, носители дефектного гена серповидноклеточной анемии, проживающие в странах Средиземноморского бассейна, где особенно высок уровень заболеваемости малярией, защищены сразу от обеих болезней. Те, кто унаследовал от обоих родителей оба мутантных гена, не выживут из-за малокровия, а те, кто получил от отца с матерью две копии нормального гена, с большой долей вероятности умрут от малярии.
Этнические аспекты фармакологии
Итак, в силу того обстоятельства, что каждый народ адаптирован к тем условиям, в которых он сформировался, этническая принадлежность пациента может подсказать врачу более вероятный диагноз или более эффективное лекарство. В последние годы развернулась широкая медицинская дискуссия по деликатному с точки зрения этики вопросу о значимости расовых факторов в медицинских исследованиях.
Многие врачи и исследователи просто опасаются учитывать расовую принадлежность при назначении того или иного курса лечения, не желая попасть под прицел слишком рьяных поборников этнического равноправия. Иногда в угоду неоправданной «политической корректности» искажается эпидемиологическая оценка тех или иных заболеваний либо игнорируются расово-генетические различия, что в конечном итоге как раз и наносит вред этническим группам населения.
Кроме того, многие специалисты считают, и вполне обоснованно, что зачастую не имеют смысла придавать большое значение анализу ДНК. По их мнению, методы фармакогенетики уместны для оценки расовой принадлежности людей, родившихся и проживающих в определенной географической области.
Но определение дифференциальной чувствительности к лекарствам может оказаться сверхсложной или же неоправданно дорогой процедурой применительно к тем регионам, где в течение последних тысячелетий бурно шли процессы миграции. Например, у жителей США, называющих себя афро-американцами, может быть от 20 до 80% «африканских» генов, а у 30% американцев, считающих себя белыми, не более 90% от генетического набора, характерного для европейцев.
Среди практикующих врачей еще бытуют стереотипные представления о действенности конкретного лекарства при конкретном заболевании. Эти представления имеют глубокие исторические корни и восходят к тем временам, когда только начинали создаваться научные медицинские школы.
Единые стандарты лечения в ранних этнических группах действительно были оправданы отсутствием значимых различий в компактной, а главное, в замкнутой среде проживания еще малочисленных этносов. Поэтому, сходные симптомы заболевания у фактически кровных родственников автономной популяции с успехом устранялись с помощью одного и того же удачно подобранного снадобья.
С тех пор прошло уже очень много времени, и ни для кого не секрет, что лекарство может быть достаточно эффективным при лечении одного человека и бесполезным или вредным для другого. Но многие врачи и большинство производителей фармпрепаратов продолжают придерживаться устаревшего канона о том, что препарат подходит всем.
Вряд ли сейчас можно сомневаться в том, что генетические факторы играют значительную роль как в терапевтической эффективности, так и в возникновении побочных явлений при лечении.
Использование нового арсенала генетических приемов и знаний позволяет достоверно выявлять разницу в степени и качестве восприятия одних и тех же лекарств не только у представителей разных рас, но и этнических групп внутри этих рас. И коль скоро ученым удалось однозначно определить «доли» рас у потомства даже в случае межрасового брака, то фармакогенетический подход оказывается поистине универсальным инструментом выбора лекарственного препарата практически для каждого больного.
В майском номере Скандинавского журнала по гастроэнтерологии (Scand. J. Gastroenterol.) за 2003 г. приведены данные об особенностях язвенной болезни у японцев и шведов. Отмечена различная реакция на антихеликобактерную терапию: двойная схема лечения (омепразол + кларитромицин) была эффективна у 93% шведов и лишь в 63% случаев у японцев.
Интересные результаты по фармакогеномике и межпопуляционному изучению генетических болезней у евреев опубликованы в октябрьском номере американского Журнала национальной медицинской ассоциации за 2002 г. (Journal of the National Medical Association). Так, у ашкенази (евреев с европейскими корнями) были выявлены более серьезные генетические заболевания по сравнению с сефардами (евреями, родившимися на Ближнем Востоке и в Северной Африке).
В частности, 10–12% ашкенази, обследованных в Израиле и Соединенных Штатах, обладают высокой предрасположенностью к шизофрении, тогда как в целом для белой популяции США этот показатель не превышает 1%. Кроме того, для представителей этой группы населения очень велик риск серьезного заболевания крови, приводящего к летальному исходу, если при лечении шизофрении они пользуются лекарственным средством Клозапин.
Официальные инстанции недавно впервые признали, что лечение представителей различных этнических групп требует применения различных лекарств. Управление по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в июле 2004 г. одобрило первое «этническое лекарство» для лечения сердечной недостаточности у представителей негроидной расы – препарат «BiDil».
Как известно, представители негроидной расы вдвое чаще (по сравнению с белыми) страдают от сердечной недостаточности. Кроме того, они гораздо менее восприимчивы к действию препаратов, часто использующихся для лечения гипертонической болезни.
Одной из возможных причин является недостаток в организме представителей негроидной расы окиси азота – вещества, расширяющего сосуды. «BiDil» разработан американской компанией «NitroMed» и способен восполнить недостаток окиси азота в организме.
В ходе клинических испытаний было показано, что препарат эффективен в 66% случаев при лечении афро-американцев, но его лечебное действие практически не распространяется на представителей белой расы.
Эффективность фармакологического воздействия во многом зависит от концентрации препарата в крови и длительности воздействия, поэтому она во многом определяется генетически контролируемой активностью ферментов (в основном печени), участвующих в метаболизме этого препарата.
Для многих препаратов установлены определенные границы концентраций (верхние и нижние), в пределах которых достигается его максимальная терапевтическая эффективность. Эти границы содержания препарата в крови называют «терапевтическим окном».
Каждая этническая популяция полиморфна и представлена фенотипами с быстрым и медленным метаболизмом (БМ и ММ) лекарственного вещества. Наибольшее значение имеют реакции ацетилирования и гидроксилирования (окисления).
Полиморфизм ацетилирования выявлен при изучении противотуберкулезного препарата изониазида: его выведение у пациентов с БМ происходит более чем вдвое быстрее, чем у пациентов с ММ. Позже было показано, что у ММ-фенотипов замедлено ацетилирование и многих других фармпрепаратов. Была установлена также прямая зависимость между метаболическим фенотипом пациента и частотой возникновения побочных явлений при применении лекарственных средств.
Частота поражения периферической нервной системы у больных с ММ была в 7 раз выше, чем у больных с БМ, поскольку из-за сниженной скорости разрушения препарата им требовались более низкие дозы, а они получали стандартные.
Частоты ММ- и БМ-фенотипов в разных популяциях различны: доля ММ в европейских популяциях составляет 59%, в афро-американских – около 55%, в монголоидных – 10–22%.
Окислительный полиморфизм обусловлен полиморфизмом ферментов семейства цитохрома Р-450, обеспечивающих метаболизм большинства лекарственных препаратов. Приблизительно у 7,5% представителей белой расы активность Р-450 снижена, в результате чего у них чаще развиваются побочные эффекты при лекарственной терапии.
В монголоидных популяциях ММ-фенотип встречается еще чаще, а в негроидных, наоборот, преобладает БМ тип ферментной активности, поэтому пациентам-негроидам требуются повышенные дозы медикаментов для оптимального лечения.
В принципе, целесообразно проводить фармакогенетические исследования каждого нового лекарства. Результаты таких исследований позволят фармацевтическим компаниям проводить менее масштабные, более быстрые, а значит и более дешевые клинические испытания и отсеять пациентов, для которых тот или иной препарат, скорее всего, окажется недостаточно эффективным или даже опасным.
Определение этнических категорий больных по отношению к метаболизму лекарств позволит модифицировать существующие и разрабатываемые препараты с учетом генетических особенностей каждой группы пациентов. Тогда при выпуске нового медикамента уже не пострадает ни его репутация, ни авторитет производителя.
С учетом данных эпидемиологических исследований такой подход позволит оптимизировать и региональные фармацевтические рынки, что также приведет к снижению затрат фармацевтических компаний на выпуск новых препаратов и, следовательно, к снижению стоимости лекарств.
С.Б. Пашутин
Особенности национальных недугов
Открытия генетиков уже изменили представления о причинах появления различных болезней и предложили новые дополнительные способы их диагностики и лечения. Стало ясно, что гены определяют устойчивость или предрасположенность к заболеваниям.
Причем склонность к некоторым из них зависит от национальности. Это направление в науке сейчас активно развивается, называется оно этногеномика.
О ней рассказывает старший научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики РАМН им. Н. И. Вавилова кандидат биологических наук Светлана Александровна БОРИНСКАЯ: - ТРАДИЦИОННОЕ питание народа напрямую зависит от его образа жизни и природных условий. Например, китайцы и коренные жители Севера не пьют молоко, считая его пищей, не подходящей для взрослых.
Дело в том, что для нормального усвоения молока нужен фермент лактаза, который расщепляет молочный сахар. Лактаза вырабатывается в кишечнике детей от рождения до окончания грудного вскармливания, а позже фермент может исчезнуть. Без лактазы даже стакан молока может привести к расстройству пищеварения — такое состояние долгие годы расценивалось как болезнь, которая называлась лактазной недостаточностью, или гиполактазией.
Оказалось, что изначально у людей генетически было заложено прекращение выработки фермента после 5 лет, а способность пить молоко у взрослого человека появилась в результате мутации. Чаще всего она встречается у датчан, голландцев, шведов, поэтому больше 90% жителей этих стран могут пить молоко.
А вот в Китае этой способностью обладают лишь 2–5% взрослых. Гиполактазия встречается у 30% русского народа. Это связано с тем, что промышленное производство молока в России началось позже, чем в других европейских странах, а особые молочные породы коров появились лишь в послевоенное время.
До этого молоко предназначалось в основном для детей или для получения кисломолочных продуктов, которые без вреда для здоровья могут пить все, так как в них молочный сахар уже переработан в легкоусвояемые вещества.
Болезни в наследство
ЧАЩЕ других представители белой расы страдают тяжелым и опасным наследственным заболеванием — муковисцидозом (поражается желудочно-кишечная и дыхательная системы), который возникает в результате мутации гена, регулирующего солевой обмен.
Одна и та же мутация найдена у всех европейских народов, в том числе и у русских. А вот у евреев или башкир заболевание вызывается другими мутациями, у каждого народа — своими.
Так что при подозрении на заболевание национальность помогает определить самый эффективный путь постановки диагноза — какую мутацию искать у больного, европейскую или другую. Это очень важно для ранней (особенно дородовой) диагностики, которая позволяет своевременно начать необходимое лечение (или прервать беременность).
Другое детское наследственное заболевание — фенилкетонурия (нарушение обмена веществ, ведущее к умственной отсталости), например, в Ирландии и Шотландии встречается почти в 2,5 раза чаще, чем у новорожденных России или Европы. Фенилкетонурия излечивается специальной диетой — чем раньше она назначена, тем лучше результат.
В России один из 2–3 тысяч человек не способен усваивать злаки. Это заболевание называется целиакия. А в Ирландии ей страдает один из 100 жителей. Это объясняется тем, что хлеб здесь начали сеять намного позже, чем в других странах Европы.
Относительно устойчивы к действию алкоголя финны и русские. А жители Юго-Восточной Азии быстро пьянеют и даже от небольших доз спиртного могут получить сильное отравление.
Это связано с тем, что у азиатов распространена мутация, которая способствует быстрому накоплению в крови ацетальдегида — токсичного продукта распада этилового спирта. Именно с этим связаны неприятные ощущения, возникающие после приема больших доз алкоголя.
Зато плохое самочувствие, препятствуя частым и обильным возлияниям, тем самым защищает человека от алкоголизма. Если носитель мутации все же преодолеет неприятности, то алкоголизм у него разовьется быстрее и протекать будет намного тяжелее из-за сильного хронического отравления ацетальдегидом. Но даже среди алкоголиков носители мутации пьют меньше, чем те, у кого ее нет.
У русских после приема спиртных напитков из-за генетических особенностей накопление в крови ацетальдегида в 10 раз ниже, чем у жителей Азии. Поэтому никакие мутации не мешают развитию алкоголизма у наших соотечественников. В целом же привычку к выпивке гены определяют на 40–60%, остальное зависит от условий воспитания, социальной среды и воли самого человека.
Диета охотников
ОКАЗЫВАЕТСЯ, диета бушменов — охотников-собирателей, живущих в Южной Африке, полностью соответствует рекомендациям ВОЗ по общему балансу белков, жиров, углеводов, витаминов, микроэлементов и калорий.
Объясняется все очень просто: человек и его предки на протяжении сотен тысяч лет адаптировались именно к такому образу жизни, когда источником питания служили десятки видов животных и более сотни дикорастущих растений.
С появлением земледелия и животноводства разнообразие питания резко сократилось, изменился состав продуктов, а развитие индустрии снизило физическую нагрузку.
В результате у современного человека появились «болезни цивилизации» — ожирение, диабет, сердечно-сосудистые заболевания.
Здесь тоже важную роль играют гены
Например, в регуляции уровня холестерина участвует ген аполипопротеина. Он существует в разных вариантах: один (его называют «жадный» или «запасливый») эффективно извлекает холестерин из пищи и накапливает его в организме, другой вариант («транжира») дает низкий уровень холестерина.
Охотникам-собирателям (народы, живущие преимущественно в тропической зоне или на Крайнем Севере) с их традиционной низкохолестериновой диетой «жадный» ген был выгодным, поэтому здесь он встречается с частотой до 40%. Но при современном образе жизни эта особенность (накопление холестерина в организме) становится фактором риска атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний.
В развитых странах «запасливый» ген (он встречается у европейских народов с частотой 5–15%) — это фактор риска атеросклероза. Другие «жадные» гены, которые запасают в организме дефицитную раньше соль, грозят европейцам гипертонией.
В итоге афроамериканцы, у которых «жадные» гены встречаются чаще, более подвержены гипертонии, чем евроамериканцы. А у североазиатских народов, пища которых была богата жирами, переход на европейскую высокоуглеводную диету приводит к развитию диабета и других заболеваний.
Не случайно врачи при гипертонии и атеросклерозе рекомендуют физическую активность, прием витаминов и микроэлементов, ограничение соли и т. п. — это искусственное воссоздание условий, в которых человек жил на протяжении сотен тысяч лет и к которым приспособлен биологически.
У охотников-собирателей есть и другие генетические особенности. Например, дальтонизм и прочие нарушения цветового зрения встречаются у них очень редко (1% и реже), а у народов Европы довольно часто — до 5–7%. Это понятно — охотник в отличие, например, от земледельца без острого зрения не выживет.
Для пользы дела
НЕ ПОДУМАЙТЕ, что гены меняются только «в худшую сторону», принося с собой проблемы. Есть, например, мутации, благодаря которым некоторые люди невосприимчивы к СПИДу. Одна из них распространена в Европе, а в Азии и Африке обнаружены другие защитные мутации со сходным действием.
Предполагается, что они распространились в связи с тем, что в прошлом могли защищать от других эпидемий, и вот теперь пригодились современному человеку.
Светлая кожа появилась в результате накопления мутаций у людей, ушедших из теплых краев на Север (это утверждение убедительно опровергает антрополог П.Брока, см. статью).
Это помогло им компенсировать недостаток витамина D, который вырабатывается в организме под действием солнечных лучей. Темная кожа задерживает излучение, поэтому на Севере ее обладатели оказываются подвержены рахиту из-за недостатка витамина D.
У коренных жителей Тибета и Анд повышенное содержание гемоглобина в крови и усилен легочный кровоток. Так они приспособились к жизни в высокогорных условиях.
Коренные народы Арктики, которые занимаются промыслом морского зверя, отличаются особым типом пищеварения, так как при традиционном питании взрослый человек употреблял почти 2 кг мяса в день.
Причем такое количество съедаемого мяса не приводило к развитию атеросклероза, поскольку рыбий жир и жир морских животных в отличие от жиров европейской кухни снижает, а не повышает уровень холестерина в крови.
От генов зависит и результат действия лекарств. Например, у 25–30% жителей Эфиопии и Саудовской Аравии повышена скорость выведения некоторых антидепрессантов и гипотензивных препаратов, тогда как среди жителей Европы такой особенностью обладают лишь 2–5% населения. А у выходцев из Юго-Восточной Азии скорость разрушения этих лекарств снижена, поэтому им требуются дозы более низкие, чем европейцам.
Недавние исследования показали, что до трети случаев неуспешного лечения даже самыми современными препаратами может быть вызвано генетическими причинами. К примеру, почти 10% белых женщин страдают эндометриозом (гинекологическое заболевание). Чаще всего его лечат препаратом циклофероном, который некоторым пациенткам не помогает из-за их наследственных особенностей.
Предки передают нам не только болезни, но и своеобразность характера. Например, у 40–70% коренных жителей Америки был найден ген, в некоторой степени определяющий стремление к новым впечатлениям. Такой «авантюрный» вариант гена реже всего встречается у жителей Южной и Восточной Азии (менее 2%). Ученые предполагают, что наличие таких особенностей связано с миграциями, кочевым образом жизни людей или, наоборот, оседлостью.
Кстати, есть люди, которые вполне могут считаться генетическими оптимистами. У них мозги «устроены» не так, как у людей, склонных к депрессии. Отличается не весь мозг, а тот участок, который заведует настроением.
В нем лучше передаются нервные сигналы. Эта особенность определяется геном переносчика серотонина. Результат его работы такой же, как у лекарств-антидепрессантов, — он повышает настроение.
Конечно, генетические различия не подразумевают превосходства какой-либо одной расы или народа над остальными.
Каждый народ адаптирован к тем условиям, в которых он сформировался. К тому же благодаря межэтническим бракам и непрерывным перемещениям людей из одной страны в другую африканские, европейские и азиатские гены постоянно смешиваются. И хотя этническая принадлежность пациента может подсказать врачу более вероятный диагноз или более эффективное лекарство, ориентироваться нужно прежде всего на индивидуальные особенности человека.
Гарматина Ю. "Аргументы и факты"
Генетическое оружие уже стало реальностью
В последнее время на страницах отечественных газет и на телевидении все чаще поднимается тема новых угроз безопасности России, связанных с небывалым скачком в развитии новейших технологий, и среди прочего – с настоящим прорывом в области генной инженерии.
К сожалению, морально-нравственный аспект проблемы таков, что назвать этот "скачок" прогрессом можно лишь с большими оговорками.
В тесной связи с генетическими разработками находится потенциально возможное клонирование человека, репродукция жизненно важных органов, генетически измененная продукция (влияние которой на организм человека пока в стадии изучения) и многое другое.
В том числе неизвестное ранее, но сегодня уже почти ставшее реальностью генетическое оружие – так называемое "умное оружие" – в силу присущей ему высокой степени избирательности воздействия и поражающего цель с определенным генетическим кодом.
В основе научного подхода лежит избирательность воздействия такого оружия на индивида определенной расы, определенного этноса или определенной нации.
Что же собой представляет генетическое оружие (ГО)? Специалисты в области безопасности считают, что это искусственно созданные штаммы бактерий и вирусов, измененные с помощью технологий генной инженерии таким образом, что могут вызывать негативные изменения в организме человека.
Генетическое оружие действует в зависимости от пола, возраста и различных антропологических признаков, которые можно выявить путем анализа структуры ДНК, хранящей генетический код (поскольку различия между отдельными людьми и популяциями связаны с неравномерным распределением белков в их отличительных генах).
Генетически обусловлены (закодированы в ДНК) внешний вид человека, манера поведения, длительность жизни и множество других характеристик. Генная инженерия позволяет также создавать копии ДНК – на этом принципе строятся все эксперименты по клонированию, вызывающие наибольшие споры и неприятие со стороны общественности и церкви.
Множество организаций во всем мире заняты сегодня работами в области идентификации отличительных генов. На сегодняшний день известно, например, около 50 человеческих этносов, различимых на генетическом уровне. Это значит, что, окажись в руках террористов генетическое оружие, под угрозой физического исчезновения может оказаться целый этнос. Британская медицинская ассоциация (БМА) предупреждает, что с помощью ГО можно уничтожать даже отдельные группы внутри этих этносов.
О реальности создания генетического оружия открыто заявляют специалисты БМА: "В ближайшее десятилетие может быть создано генетическое оружие массового уничтожения. Быстро прогрессирующее развитие генетики способно уже в ближайшие годы стать причиной проведения невиданных по масштабу этнических чисток", – говорится в отчете ассоциации.
"Файненшнл Таймс" информировала в свое время, что в ЮАР совсем недавно прекращены работы по разведению бактерий, способных делать людей с черной кожей бесплодными. Хотя в отношении ГО иногда высказываются скептические мнения, создать это оружие с помощью современных технологий не представляется делом бесперспективным и таким уж сложным. Например, это так же просто (относительно просто), как получить антибиотик, избирательно воздействующий на конкретную болезнь, и даже проще, поскольку задачей боевых штаммов является не лечение, а наоборот – разрушение.
Бывший министр обороны США Уильям Коэн еще в 1998 году делал сенсационные заявления о том, что в его распоряжении имеются материалы о работах по созданию "определенных типов патогенов, которые могли бы быть этнически специфичны".
Высокопоставленный западный источник из разведывательных кругов сообщил, что в число стран, которые имел в виду Коэн, входит Израиль.
По данным западных спецслужб, неоднократно опубликованных в СМИ, в Израиле уже несколько лет ведутся активные работы над созданием биологического оружия, которое могло бы поражать только арабов, но не евреев.
В рамках создания так называемой "этнической бомбы" израильские ученые используют успехи медицины по идентификации отличительных генов, которыми обладают некоторые арабы, с тем, чтобы затем создать генетически измененные бактерии или вирусы.
Они пытаются использовать способность вирусов и некоторых бактерий изменять ДНК внутри клеток своего проживания. Ученые конструируют смертельные микроорганизмы, атакующие только носителей отличительных генов.
Выполнение программы осуществляется в биологическом институте Нес Цзиона (Nes Tziyona) – основном центре исследований Израиля для создания тайного арсенала химического и биологического оружия. Анонимный сотрудник центра заявил, что задача чрезвычайно сложна, поскольку и арабы, и евреи имеют семитское происхождение.
Он, однако, добавил: "Мы преуспели в прицельном выявлении специфических особенностей генетического профиля некоторых арабских общин, особенно у людей из Ирака". Болезнь может быть распространена путем распыления микроорганизмов в воздухе или заражения ими водопровода.
В августе 2002 года ООН срочно направила на Мадагаскар специальную команду врачей и ученых из французского института Пастера для изучения эпидемии неизвестной болезни. Симптомы заболевания, поразившего тогда свыше 2000 человек и унесшего жизни 157 мадагаскарцев, были сходны с симптомами обычной простуды.
При этом заболевшие испытывали сильную головную боль при резком нарушении работы кишечника. По свидетельству медиков, заболевшие часто не протягивали и двух дней. Но что еще больше насторожило сотрудников ООН – эпидемия, первая вспышка которой была отмечена еще в июне, поражает в большинстве своем людей одной этнической группы. Возможно, что ученые тогда столкнулись как раз с испытанием генетического (этнического в данном случае) оружия.
История генетического оружия неразрывно связана с историей бактериологического оружия (БО). Как известно, БО первого поколения – возбудители и токсины острых эпидемических заболеваний с малым инкубационным периодом (чума, холера, сибирская язва), – производство которого началось в 1920-х годах, было испытано японцами на десятках тысяч пленных китайцев в ходе второй мировой войны.
Однако к 1950-м годам удалось разработать методы борьбы с эпидемиями, а так как скрытно применять БО было невозможно, совершенствование этого оружия продолжилось.
Следующий этап в развитии бактериологического оружия приходится на середину 1960-х – начало 1970-х годов. В 1969 г. директор ARPA (агентства по перспективным исследовательским проектам МО США), выступая перед Конгрессом, заявил: "В течение ближайших 5-10 лет можно создать синтетический биологический агент, против которого естественный иммунитет человека будет бессилен".
БО второго поколения готовилось с расчетом на длительный инкубационный период и медленное развитие эпидемии, не поддающейся локализации (чтобы ослабленный организм погибал от случайной инфекции), что сделало неэффективными традиционные карантинные меры.
Один из представителей БО этого поколения – туберкулез, устойчивый к большинству антибиотиков. Отбирались вирусы и для поражения животных и сельскохозяйственных растений.
На 1970-е годы, когда впервые ген был создан искусственно, приходятся первые работы над ГО.
Сначала военные в своих лабораториях пытаются довести поражающую способность искусственно создаваемых штаммов до 100% – с этой целью модифицируются самые смертоносные варианты африканских вирусов Марбурга, Ласса, Эбола, в считанные часы превращающие внутренности людей в однородное желе.
Так, американские боевые штаммы туляремии усиливаются стойкостью к антибиотикам и становятся способными преодолевать сопротивление иммунной системы. Начинаются исследования, направленные на создание избирательно воздействующих вирусов.
Уже к концу 1970-х годов эффективность "срабатывания" вирусов в зависимости от заданного пола и возраста достигает 90%. Подобные работы активно велись в США, СССР, Китае и ряде стран Западной Европы. В 1980-х годах стартует проект "Геном человека", открывающий перед военными новые перспективы.
ГО по своему суммарному воздействию сегодня значительно превосходит все другие виды оружия массового поражения – его легко распространить (достаточно распылить содержимое небольшой ампулы в местах массового скопления людей), штаммы ГО могут преодолевать по воздуху большие расстояния в "поисках" субъекта с нужными генетическими отличиями, а выявить и отследить эти штаммы и пораженные ими существа, не обладая соответствующими технологиями, очень сложно.
К тому же ГО не имеет обратного адреса – если можно зафиксировать старт ракет с ядерными боеголовками или попытки применения химических отравляющих веществ, то действие ГО нередко сказывается спустя долгое время после его незаметного распространения.
В 1990 г. ученые считали, что человеческий геном (способ кодирования белков) удастся расшифровать к 2025 году. Однако научные организации США и Англии уже нынешним летом успешно завершили программу "Геном человека" (компьютерная расшифровка человеческой ДНК), дополнительно расшифровав геномные структуры десятков патогенных бактерий.
Как несложно догадаться, большинство результатов этой программы закрыто – "Геном" позволяет перейти к работам над новым поколением высокоточного генетического оружия, которое появится в ближайшие 5-10 лет.
Теперь генная инженерия попутно способна раскрыть механизм действия токсинов и обеспечить производство избирательно действующих токсичных продуктов, ничем не отличающихся от обычных, без трудоемкой генетической экспертизы.
Сегодня на смену "Геному" приходит новая программа "Протеом" по расшифровке и изучению назначения и взаимодействия белков, открывающая путь к получению абсолютного оружия, позволяющего за любой выбранный срок – от нескольких часов до десятков лет – планомерно уничтожать любые человеческие популяции, заданные по ключевым генетическим признакам, не опасаясь при этом возможного ответного удара.
Из всего вышесказанного легко представить себе, с чем столкнется человечество уже в самом ближайшем будущем, если не вести правильную работу по выявлению и контролю незаконных исследований в данной сфере (если уж нельзя совсем эти работы свернуть).
Важнейшая угроза, связанная с генетическим оружием – это развитие генетических технологий в частных компаниях и отсутствие информации о том, использовались ли генетические технологии при подготовке поставляемых в Россию пищевых продуктов (такие продукты называются трансгенными) и лекарств.
Мировой рынок зерна контролируется пятью транснациональными корпорациями, определяющими цены и объемы поставок зерна в разные страны, а рынок всех видов растительного масла – вообще одним концерном. Все эти компании ведут активные исследования в области генной инженерии и организовывают масштабные пропагандистские кампании, рекламируя выгоду трансгенных (генетически измененных) продуктов.
Так, в октябре 2000г. в США разгорелся скандал, связанный с появлением в продуктовых магазинах трансгенной кукурузы "СтарЛинк", разрешенной к употреблению только в качестве корма для скота. В "СтарЛинк" был добавлен ген, ответственный за синтез пестицида, уничтожающего европейского кукурузного червя.
Этот белок представляет собой мощнейший человеческий аллерген – он не переваривается, не разрушается при высокой температуре и приводит к развитию аллергической реакции вплоть до анафилактического шока.
Сам скандал был вызван в первую очередь тем, что фирма продавала "СтарЛинк" под видом обычной кукурузы. Другой факт. В 1989 г. в США распространялось японское лекарство L-триптофан, вырабатываемое искусственно созданными бактериями.
В триптофан невыясненным путем попали патогены, пробивающие иммунную систему, что привело к эпидемии – 10 тысяч человек оказались зараженными, 37 из них погибли, около тысячи стали инвалидами.
Опасность трансгенных продуктов и лекарств кроется не только в вероятных ошибках, но и в невыясненных до конца принципах работы генетического механизма человека. Гены в организме взаимодействуют друг с другом, и последствия добавления чужого гена точно предсказать невозможно.
Глобальная опасность для России кроется и в вечной беде нашей науки – катастрофической нехватке средств. Уровень финансирования всей научно-технической сферы РФ уже давно находится у критической черты.
Вице-президент РАН академик Владимир Фортов отмечает, что наша наука исчерпала внутренние ресурсы выживания (материальные, моральные, психологические), позволяющие ей удержаться на последнем рубеже, за которым ее ждет быстрая и необратимая деградация.
Если так пойдет и дальше, Россия вообще рискует остаться без своих ученых-генетиков. К тому же без постоянной практики в области молекулярной биологии потеря квалификации происходит в считанные месяцы.
Итак, последствия применения ГО могут быть поистине катастрофичными и не случайно будоражат агрессивно настроенные "умы" по всему миру. По признанию самих американских ученых, 90% исследований в молекулярной биологии и генетике можно в любой момент перепрофилировать на создание ГО.
Так, существует некий документ, поступивший из Исследовательского управления ВМС США, в котором предлагается выращивать генетически измененных насекомых, которые разъедали бы дороги и взлетно-посадочные полосы на территории противника, а также целенаправленно разрушали металлические части, покрытия, топливо и смазочные материалы у военной техники и вспомогательного оборудования.
Известно, что группа ученых уже запатентовала микроорганизмы, которые разлагают полиуретан, содержащийся в краске, которой покрывают корабли и самолеты. Другая военная биотехнологическая лаборатория занимается разработкой "антиматериального биокатализатора", который разрушает топливо и пластик.
Таким образом, в очередной раз приходится констатировать, что человек, сделав уникальные открытия в генетике, как в свое время и в ядерной сфере, в очередной раз изобрел новый способ самоуничтожения.
Сегодня же, как никогда актуально стоит вопрос о том, как минимизировать то зло, которое несет с собой "прогресс" в сфере наукоемких технологий, в частности, в области молекулярной биологии и генной инженерии.
Андрей Белов
Америка готовит миру генетическую бомбу
"Вообразите бомбу, которая убивает только белых с рыжими волосами. Или людей небольшого роста. Или арабов. Или китайцев. Теперь представьте, что эта новая бомба может быть где-нибудь сброшена, и в пределах дней, недель или месяцев она убьёт на планете каждого человека, соответствующего профилю бомбы, хотя остальные останутся в живых".
Вы прочли первый абзац статьи Тома Хартманна (Thom Hartmann) под названием "Генетически модифицированная бомба" (The Genetically Modified Bomb). Мы решили вас познакомить с содержанием этой статьи, поскольку тема довольно интересная. Но вначале немного об авторе.
Американец Том Хартманн является неоднократно награждённым за писательские заслуги автором более дюжины книг, многие из которых стали бестселлерами. Кроме того, Хартманн ведёт на национальном радио несколько ток-шоу. Также он основал 7 компаний, открыл школы и больницы на четырёх континентах.
Последняя книга Хартманна, увидевшая свет в сентябре 2003 года, называется "Ген Эдисона" ("The Edison Gene"). Речь идёт об ADHD (Attention Deficit Hyperactive Disorder) — нарушении на генетическом уровне, следствием которого является недостаток внимания.
Жизнь людей с ADHD — это стремительный калейдоскоп событий и явлений, не дающий возможности сосредоточиться на чём-то одном и довести начатое до конца.
Учёные полагают, что это нарушение присутствовало у Томаса Эдисона, а Хартманн в своей книге утверждает, что в последние 40 тысяч лет ADHD — двигатель прогресса человечества.
А наличие гена у детей говорит об их таланте, характеризует их, как будущих художников, изобретателей и вообще — творческих личностей. Всё, далее о генетической бомбе: "Эта бомба могла бы сработать тихо — никто бы не понял, кто и где её сбросил. Никто бы не заметил, что её вообще задействовали, пока жертвы не начали бы умирать в массовом порядке. Кто же мог додуматься до такого? Один из этих людей Пол Вулфовиц (Paul Wolfowitz), другой Вильям Кристол (William Kristol)".
Продолжаем читать статью: "Как показывает история, когда люди, в тени определяющие американскую военную политику, останавливают на чём-нибудь взгляд, это достойно нашего внимания.
У меня каштановые волосы и карие глаза. И за то, и за другое отвечают определённые гены. Вероятно, есть и другие маркеры, глубоко скрытые в моей ДНК, которые показали бы, что большинство моих предков является норвежцами, уэльсцами и англичанами. Хотя нет общего гена для определённой расы, есть множество генов, формирующих различные компоненты, по которым мы ту или иную расу идентифицируем.
Это структура и цвет волос, кожа и цвет глаз, форма носа, предрасположенность или невосприимчивостью к заболеваниям, подобным анемии и тому подобное. При создании генетической бомбы для определённых целевых групп такие профили — более точные ориентиры, чем грубая псевдокатегория, которую мы называем расой.
Например, у людей по фамилии Коэн (Cohen), живущих по всему миру, исследователи могут найти генетический профиль, связывающий их с общими предками.
Другая группа с общим генетическим профилем — люди с ADHD, обладающие унаследованными изменениями в генах, независимо от их расы или места жительства.
Таким образом, любой человек, являющийся частью группы с общим генетическим профилем, может подвергнуться опасности в будущем.
Именно об этом говорят создатели проекта "Новый американский век" в своём докладе "Перестройка обороны Америки: стратегия, силы и ресурсы нового столетия" (Rebuilding America's Defenses: Strategy, Forces and Resources For a New Century).
В нём в частности написано: "В последнее время много говорится о необходимости преобразований в вооруженных силах Соединенных Штатов, чтобы воспользоваться преимуществом "революции в военных делах" и побеждать в будущих нетрадиционных войнах. С одними врагами можно бороться в киберпространстве, с другими под водой или в космосе. А с некоторыми даже в пределах наших собственных тел".
Задумайтесь, что случится, если вирус или бактерии, которые инфицируют только специфический тип человека, начнут убивать или выводить людей из строя. Какими политическими рычагами обладала бы нация, угрожающая исчезновением с лица Земли всех людей с миндалевидными глазами или стерилизацией каждого с геном, который указывает на их общих предков или географическую принадлежность.
Три года назад Вулфовиц и Кристол со своими коллегами предложили Пентагону подумать как раз об этом. Не просто о войне с применением бактериологического оружия, а о войне генов.
Причём, собственно, войнами дело не ограничивается. Передел Земли по генетическому признаку сделал бы не нужной дипломатию вместе с Организацией Объединённых Наций, поскольку станет возможным истребление целых этнических групп или же предъявление угрозы их исчезновения.
Изменится и политика вообще, ведь можно будет уничтожить всех людей, голосующих за какую-нибудь политическую партию.
Согласно докладу PNAC, генетическое оружие навсегда изменит политику во всём мире: "Передовые формы биологической войны, которая может "целевой", направленной на определённый генотип, могут превратить царство террора в политически полезный инструмент".
Учитывая, что Кристол, Вулфовиц и их партнёры по PNAC, вроде Дика Чейни (Dick Cheney), Дональда Рамсфельда (Donald Rumsfeld), Ричарда Пёрла (Richard Perle), Элиота Абрамса (Eliot Abrams), Джеба Буша (Jeb Bush) и Джона Болтона (John Bolton) в начале 1998 года уже наделили нас двумя рекомендациями — захват Ирака и сумасшедшее увеличение расходов на оборону — невозможно не задаться вопросом, не является ли генетическая война одной из их политически полезных идей, прорабатываемых Пентагоном.
Или же мы можем не думать об этом.
По крайней мере, те из нас, у кого нет политически неблагонадёжных родственников". membrana.ru
