🧬 Genetyka.com.ua
Перепроверь свои 🧬 генетические анализы

Геном и влияние радиации

2022-04-11
Время чтения: ~9 минут
дети и радиация

Наибольшей радиочувствительностью у человека обладают половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки)

Геном человека это совокупность наследственного материала, заключенного в клетке человека.Человеческий геном состоит из 23 пар хромосом, которые находятся в ядре и митохондриальной ДНК.

Гены могут подвергаться мутациям (случайные или целенаправленные изменения последовательности нуклеотидов в цепи ДНК). Такие изменения в ряде случаев являются патогенными и их результатом является заболевание, или летальными на эмбриональном уровне.

Геном как совокупность генов

По результатам исследований было выявлено около 28000 генов в геноме человека.

Ген это наследственный фактор, который несет информацию об определенном признаке или функции организма, он является структурной и функциональной единицей наследственности.

После открытия нуклеиновых кислот в качестве носителя наследственной информации определение гена изменилось и его стали определять, как участок ДНК.

Совокупность генов организма составляет генотип, а вместе с факторами окружающей среды это определено как фенотип.

👨‍👩‍👧‍👦 1000+ родителей уже подписались на этой неделе. 🧬 Присоединяйся!

Функции и свойства генов

Ген это наследственный фактор, который несет информацию об определенном признаке или функции организма. Различают несколько видов генов:

  • структурные гены это те, которые кодируют информацию о первичной структуре белка;
  • функциональные гены это те, которые контролируют и направляют деятельность структурных генов;

К свойствам гена относят такие, как:

  • стабильность это способность сохранять структуру;
  • дискретность это несмешиваемость генов;
  • лабильность это способность многократно мутировать;
  • аллельность это наличие в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;
  • множественный аллелизм это наличие генов в популяции во множестве молекулярных форм;
  • специфичность это когда каждый ген кодирует свой признак;
  • экспрессивность это степень выраженности гена в признаке;
  • плейотропия это множественный эффект гена;
  • пенетрантность это частота проявления гена в фенотипе;
  • амплификация это увеличение количества копий гена;

Детальное изучение человеческого генома открывает новые пути к успехам в медицине и биотехнологий.

Несколько мировых компаний начали предлагать простые способы проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая заболевания печени, рак молочной железы, нарушениях свертываемости крови и многие другие.

Также ожидается, что информация о геноме человека поможет поиску причин болезни Альцгеймера.

Исследования генома человека открывают перспективы для методов секвенирования нового поколения. Это позволяет проводить секвенирование большого количества геномов человека (1000 геномов).

облучение
👨‍👩‍👧‍👦 1000+ родителей уже подписались на этой неделе. 🧬 Присоединяйся!

Как радиация действует на человека?

Зарождение жизни на Земле и её последующая эволюция протекали в условиях постоянного воздействия радиации. Радиация является постоянным спутником жизни человека.

Мы живем в мире, где радиация присутствует повсюду. Свет и тепло ядерных реакций на Солнце являются необходимыми условиями нашего существования. Радиоактивные вещества естественного происхождения присутствуют в окружающей среде. Наше тело содержит радиоактивные изотопы 40K, 210Po, 14C.

Рентгеновские лучи и радиоактивные изотопы используются в медицинских исследованиях. Явление радиоактивности широко используется в технике, медицине, промышленности, науке.

Но радиация есть потенциально опасным источником для живых организмов

В больших объёмах искусственные радионуклиды образуются как побочный продукт на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду радионуклиды оказывают негативное воздействие на живые организмы.

Для правильной оценки радиационной опасности необходимо чёткое представление о масштабах загрязнения окружающей среды, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах защиты.

В реакции организма на облучение можно выделить четыре фазы. Длительность первых трёх быстрых фаз не превышает единиц микросекунд, в течение которых происходят различные молекулярные изменения. В четвёртой медленной фазе эти изменения переходят в функциональные и структурные нарушения в клетках, органах и организме в целом:

  • Первая (физическая фаза) ионизации и возбуждения атомов длится 10_–_13 с.
  • Вторая (химико-физическая) фаза, которая протекает 10–10 с. При этой фазе образуются высокоактивные радикалы. Они взаимодействуя с различными соединениями и дают начало вторичным радикалам.
  • Третья (химическая) фаза длится 10_–_6 с. В этой фазе образовавшиеся радикалы вступают в реакции с органическими молекулами клеток. Это приводит к изменению биологических свойств молекул. В следующей за ними фазе происходит дальнейшее развитие лучевого поражения.
  • Четвёртая (биологическая) фаза, когда химические изменения молекул преобразуются в клеточные изменения. Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки и наибольшие последствия вызывает повреждение ДНК, содержащей наследственную информацию.

В результате облучения (зависимости от величины поглощенной дозы) клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении.

Время протекания четвёртой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь.

Виды излучения:

  • Бета-излучение, которое обладает большей проникающей способностью. Пробег бета-частиц в воздухе может достигать нескольких метров, а в биологической ткани нескольких сантиметров.
  • Гамма-излучение, которое имеет еще более высокую проникающую способность. Внешнее альфа- и бета-излучение поглощается как правило в одежде или коже и представляет в основном опасность при попадании радионуклидов внутрь организма. А при внешнем гамма-облучении его воздействию подвергается весь организм.
  • Нейтроны, когда биологический эффект происходит от действия тепловых нейтронов.Основной эффект воздействия на биологическую ткань происходит под действием протонов. Для медленных нейтронов большая часть энергии расходуется на возбуждение и расщепление молекул ткани.

Дальнейшее выделение энергии происходит в результате ионизации среды протонами.

Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории

  • Соматические (телесные) это эффекты, возникающие в организме человека, который подвергался облучению. Это возникновение лучевой болезни, лейкозы, локальные лучевые поражения, опухоли разных органов.
  • Генетические это эффекты, связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в последующих поколениях. Это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению. И это проявляется генными мутациями, хромосомными аберрациями.
👨‍👩‍👧‍👦 1000+ родителей уже подписались на этой неделе. 🧬 Присоединяйся!

Последствия после Чернобыльской катастрофы

Меры радиационной защиты персонала и населения регламентируются нормами радиационной безопасности и основными санитарными правилами.

Эти меры защиты направлены на ограничение облучения дозой ниже порога возникновения этих эффектов (нормирование годовой дозы).

В случаях аварийных ситуаций принимаются дополнительные меры защиты, обеспечивающие снижение дозы облучения населения загрязненной территории и включающие:

  • отселение жителей (временное или постоянное);
  • отчуждение загрязненной территории или ограничение проживания и функционирования населения на этой территории;

Наибольшей радиочувствительностью у человека обладают половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) и белые кровяные тельца (лейкоциты).

Очень чувствительны к действию радиации органы кроветворения (костный мозг, селезенка и лимфатические узлы). Костная и мышечная ткани являются наименее чувствительными к действию ионизирующей радиации.

Воздействие радиации на человека определяется как облучение. Основным воздействием есть передача энергии радиации клеткам организма. Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевой ожог, бесплодие, лучевую катаракту, лучевую болезнь.

Лучевая болезнь

Лучевая болезнь это поражение желудочно-кишечного тракта и кроветворения. И это самое распространенное последствие сильного радиоактивного облучения.

Симптомы

Симптомы появляются поочередно. В первые часы после облучения возникает первичная реакция: тошнота, потеря аппетита, слабость, апатия, бессонница, головная боль и головокружение.

  • Первые симптомы могут продолжаться от часа до двух суток.
  • Второй этап проявления болезни это псевдо-выздоровление. И у облученного самочувствие улучшается, но проявляются неврологические симптомы и изменения в клетках крови.
  • Третий этап болезни характеризуется слабостью, кровоизлияниями, высокой температурой, функциональными и органическими изменениями.

Также могут развиваться инфекционные осложнения. Если в организм попала небольшая доза радиации, то с применением активной терапии наступает полное выздоровление.

А более высокие дозы нередко приводят к гибели пациента. Самым эффективным способом терапии лучевой болезни является пересадка здорового костного мозга. С помощью этого в организме реципиента приживляется здоровый костный мозг и в дальнейшем его клетки размножаются.

А вторая категория это случайные (стохастические) эффекты. Это эффекты излучения, которые не имеют дозового порога возникновения, то есть с увеличением дозы повышается вероятность появления последствий облучения.

К стохастическим эффектам относятся: уродства, опухоли, генетические мутации. Рак молочной и щитовидной железы — виды рака, которые чаще всего возникают под действием радиации. Мировая практика и статистика ООН показывают, что только у одного из тысячи больных раком щитовидной железы наблюдается летальный исход.

Какая доза радиации опасна для человека?

Единица измерения это Зиверт (Зв). Средняя суточная доза составляет 5-6 мкЗв (микрозиверт). 1 зиверт это пороговая доза острого лучевого синдром, 4 зиверт это доза, которая может убить человека, 8 зиверт – абсолютно летальная для человека доза.

геном и радиация
👨‍👩‍👧‍👦 1000+ родителей уже подписались на этой неделе. 🧬 Присоединяйся!

Дети и внуки тех, кто получил облучение

Онкологические и наследственные последствия облучения имеют вероятностный характер.

Эти эффекты являются отдаленными последствиями облучения так как могут проявляться через 10-20 лет после воздействия на организм ионизирующего излучения.

Злокачественные заболевания (рак, лейкоз) не являются специфичными именно для радиационного облучения, а лишь провоцирует их развитие.

Если излучение вызывает повреждения в половой клетке, то существует риск возникновения патологий у потомства. Последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, и поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых.

Воздействие разнообразных факторов окружающей среды, включая радиацию и ряд химических соединений, приводит к увеличению частоты мутаций. В 1927 году американский генетик (лауреат Нобелевской премии) Генрих Меллер впервые показал, что облучение рентгеновскими лучами приводит к существенному увеличению частоты мутаций у дрозофилы.

И эта работа положила начало новому направлению в биологии это радиационная генетика. Благодаря работам мы теперь знаем, что при попадании элементарных частиц (γ-кванты, электроны, протоны и нейтроны) в ядро происходит ионизация молекул воды. И это в свою очередь, нарушают химическую структуру ДНК. В этих местах происходят разрывы ДНК. И это приводит к возникновению дополнительных, индуцированных радиацией мутаций.

Широкомасштабное изучение генетических последствий воздействия радиации на человека было проведено американскими и японскими исследователями в Хиросиме и Нагасаки.

Также изучения влияния радиации на человека было продолжено после Чернобыльской катастрофы.

Были собраны образцы крови от семей, проживающих на территории Могилевской области, которая была сильно загрязнена радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы. Изучили 127 детей, рожденных в этом регионе после Чернобыля и показали, что частота мутаций у них в два раза выше таковой у потомков необлученных родителей. Иными словами, в результате этой работы были получены первые доказательства тому, что радиация способна изменять частоту мутаций у человека.

Увеличение частоты мутаций среди исследованных (произошедшее после Чернобыля), свидетельствует о том, что радиация уже привела к генетическим изменениям среди потомков облученных родителей. Иными словами, процесс пошел и, судя по всему, он затронул несколько поколений.

Необходимо всегда учитывать, какой риск облучения существует на человека, если работа связана с разными видами облучения.

В случае серьезных радиационных аварий разработана экстренная защита населения в виде ограничения потребления пищевых продуктов, йодной профилактики. А также временного укрытия или эвакуации для людей.

👨‍👩‍👧‍👦 1000+ родителей уже подписались на этой неделе. 🧬 Присоединяйся!

Что важно помнить? Радиация и 2022 год

Если выбираешь работу, то ознакомься с профвредностью. Для человека на любом предприятии, где есть виды облучения, должны предоставить договор о профвредности. Изучите все риски для здоровья и репродуктивного здоровье. Может выбрать другую работу.

Если выбираешь город для жизни, то учитывай количество заводов и действие на экологию. Чем хуже радиационный фон для всего живого, воды, растений, тем для здоровья человека хуже.

Если планируешь быть родителем, то забота о своем здоровье это важно. Риск родить больного ребенка увеличивается при действии на мужчину и женщину любого облучения, а также проживание в неблагополучной зоне.

Рекомендована консультация генетика при планировании беременности:

  • если партнеры проживали длительное время на экологически неблагоприятных территориях (где есть радиоактивный фон, загрязненная почва и вода)
  • один или оба работали на вредных предприятиях (химические и металлургические предприятия, шахты, лаборатории);

Подписывайтесь на электронную рассылку нашего сайта, чтобы всегда быть в курсе новостей.

👨‍👩‍👧‍👦 1000+ родителей уже подписались на этой неделе. 🧬 Присоединяйся!
Похожие статьи 👇

Похожие статьи

Еще ➡️
Copyright © 2021-2024genetyka.com.uaВсі права захищені.
Зроблено з ❤️ в Україні
×
Узнай как 🤑 сэкономить!
благодаря своей 🧬 генетике
присоединяйтесь к 1000+ родителей 👨‍👩‍👧‍👦
которые уже подписались
на этой неделе 📧