Экологиялық генетика және фармакогенетика негіздері

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Ф - ОБ - 012/016

Қ. А. Ясауи атындағы Халықаралық қазақ - түрік университеті

№1 Медицина факультеті

Адам морфологиясы кафедрасы

Молекулалық биология және медициналық генетика пәнінен тәжірибелік сабақтарға арналған әдістемелік нұсқаулар

Тақырыбы: 35 - 36 ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ГЕНЕТИКА ЖӘНЕ ФАРМАКОГЕНЕТИКА НЕГІЗДЕРІ.

Құрастырған: фарм. ғ. к., доцент м. а. М. А. Бердібеков

а/ш докторы, доцент К. М. Лаханова

оқытушы: Б. Т. Тастемирова

Түркістан - 2011ж.

Кафедра мәжілісінде талқыланды, хаттама № ___ , “” 2011ж. Кафедра меңгерушісі, м. ғ. д., профессор С. Н. Жұмашов

1. Тақырып: ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ГЕНЕТИКА ЖӘНЕ ФАРМАКОГЕНЕТИКА НЕГІЗДЕРІ.

2. Тақырыптың өзектілігі: Экологиялық генетика сыртқы орта факторларының тұқым қуалаушылыққа әсерін зерттейді. Адамның экологиялық генетикасы эволюцияның жалпы биологиялық заңдылықтарымен байланысты. Эволюция барысында адам сыртқы ортаның алуан түрлі өзгерістеріне реакция мөлшері кең биологиялық түр ретінде бейімделіп отырады. Бейімделу әрекеті топтық немесе популяциялық деңгейде генотиптердің сұрыпталуымен қатар жүреді. Сондықтан адамның эволюциясы оның генотипінің эволюциясымен сипатталады. Сыртқы ортаның зиянды немесе қандай-да бір жаңа факторларының әсеріне байланысты адамда жағымсыз өзгерістердің қалыптасуы мүмкін. Олар:

1) тұқым қуалау материалының құрлысының өзгеруі

2) патологиялық геннің экспрессиялануы

3) популяция генофондының өзгеруі

Сыртқы орта факторларының әсерінен аллельдердің патологиялық көріністер беруін экогенетикалық реакциялар немесе экогенетикалық аурулар деп атайды.

3. Сабақтың мақсаты:

4. Оқытудың міндеттері:

5. Тақырыптың негізгі сұрақтары:

6. Білім берудің және оқытудың әдістері:

Негізгі сұрақтар бойынша ауызша талдау.
Типтік және ситуациялық есептерді шығару.
Пікірталас.

7. Тәжірбиелік сабақтың өтілетін орны: Адам морфологиясы кафедрасының оқу бөлмелері: 202, 204, 205, 206.

Ақпараттық - дидактикалык блок:

Тұқым қуалайтын өзгергіштіктің негізгі көзі мутациялар екені белгілі. Егер мутациялар ұрыктық жасушаларда жүрсе, онда тұқым қуалайтын патологияның жиілігі жоғарылайды. Органогенез кезінде байқалған мутациялар болашақ нәрестенің бейімделушілік қасиеттерін төмендетіп, түрлі кемістіктердің пайда болу жиілігін арттырып, дамуды баяулатып, тіпті өлімге душар етеді. Ал постнатальдық кезеңдегі сомалық мутациялар түрлі қатерлі жаңа түзілістердің жиілігін арттырады, иммунитет бұзылады, ерте қартаюға себеп болады. XX- ғасырдың 50- жылдары кең көлемде жүргізілген атомдық қаруларды сынаудың нәтижелері, иондаушы сәулелерді медицинада емдеуге қолдану т. б. жүз мыңдаған адамдарда мутациялық өзгерістерді туғызып, ауруларға ұшыратқаны белгілі. Сол жылдары ауылшаруашылығында көптеп колданылған түрлі тыңайтқыштар, жемдік қоспалар және биологиялық активті заттар мен тағамдық қоспаларды алсақ, олардың құрамында қандай мөлшерде болса да мутагендік, канцерогендік және тератогендік заттардың болғаны даусыз. Қазіргі кезде мутагенез проблемасы бойынша негізгі генетикалық зерттеулер мутагендік қауіптілікті анықтаудың әдістерін ойлас- тыруда. Адам экогенетикасының проблемаларын қарастыру қоршаған ортада жаңа факторлардың пайда болуына байланысты жылдамдай түсті. Алғашқы эволюциялык процесстерде дәрі-дәрмектер, пестицидтер мен тағамдық қоспалар болмағандықтан оларға деген сұрыптау да жүрмеген. Осы аталған т. б. жаңа факторлардың әсерінен ұзақ уақыт «үнсіз» жатқан аллельдердің экспрессиясы жүріп, түрлі патологиялық реакциялар көріне бастады. Мұны факторлардың экогенетикалық әсері деп атайды.

Барлық мультифактордык ауруларды адам экогенегикасының мысалы деуге болады, өйткені олардың дамуы көптеген гендердің мутациясы мен өзара өрекеттесуі, ауруларға икемділік және сыртқы орта факторлары әсерінің нәтижесіне байланысты.

Сыртқы орта факторларының әсеріне генетикалық тұрғыда түрліше реакциялардың көрінуін генеалогиялық, егіздерді салыстыру, молекулалық-генетикалық жөне популяциялық-статистикалық әдістердің көмегімен анықтайды. Осы аталған әдістерге қосымша биохимиялық, токсикологиялық және фармакологиялық әдістерді қолдана отырып ағзадағы дәрілік препараттардың, басқа да қоспа заттардың концентрациясын, олардың алмасу (метаболизм) жолдарын өте дәлдікпен анықтауға болады.

Генеалогиялық әдісті қолдану арқылы шежіре құрып экогенетикалық белгінің тұқым қуалау типін, туыстық жақындығын аныктап, ол адамдардың жынысына, жасына, физиологиялық ерекшеліктеріне байланысты дөрілердің мөлшерін және әсер ету сипатын белгілейді.

Егіздерді салыстыру әдісімен көбінесе сандык белгілердің калыптасуындағы орта мен тұқымқуалаушылықтың рөліне баға беріледі.

Популяциялық-статистикалық әдіспен популяциядағы адамдардың сыртқы орта факторларына реакциясы біркелкі немесе түрліше болуы, ол реакцияның көрінуі бірнеше генмен немесе бір ғана генмен анықталуы зерттеледі. Осы әдіспен зерттеуде сонымен қатар тіршілік жағдайлары біркелкі ортадағы түрлі этникалық топтарды салыстыра отырып олардың сыртқы орта жағдайларына түрліше реакция көрсетуі тұқымқуалаушылыққа байланысты екеніне көз жеткізіледі.

Молекулалық-генетикалық әдісті қолдану арқылы ағзаның сыртқы орта факторларына реакциясы қандай да бір фермент активтілігінің төмендеуі себепті болғаны анықталады.

Сыртқы орта факторларының әсеріне адамның жеке-дара өзгергіштігі мен тұрақтылығы (толеранттылығы) .

Адам экогенетикасының зерттеулері сыртқы орта факторларының әсеріне популяциядағы адамдардың жауап қайтару реакциясы түрліше болатынын көрсетті. Осындай мәліметтер негізінде экологиялық генетиканың жаңа саласы - токсикогвномика жарыққа шықты. Токсикогсномика нақты генотиптері бар адамдарға кандай бір орта факторларының токсиндік көрініс беруіне болжам жасайды. Жеке адамдарда патологиялық сипатта көрінетін экогенетикалық реакциялар сирек кездесетін бір немесе бірнеше мутантты гендермен анықталуы мүмкін, Бірақ ұқсас реакциялар көрсететін полиморфтық жүйелері де болады.

Ағзаның экогенетикалық жауап қайтару реакциясы сыртқы орта факгорларының түріне және әеер ету дәрежесіне байланысты болады. Экогенетикалық ауруларға себеп болатын факторлардың негізгілері мыналар:

а) атмосфераның ластануы - ірі қалалардағы зауыт, фабрикалардан, автокөліктерден бөлінетін улы газдар түрлі химиялық қосылыстар, шаң, тозаңға байланысты. Кейбір қалаларда атмосфераға жылына әр адам басына шаққанда 300-600 кг химиялық лас қалдықтар бөлінеді. Осындай химиялық қосылыстар өкпе, тері және ауыз бен мұрынның кілегейлі қабықшалары арқылы еніп түрліше реакцияларды туғызады. Атмосфераның ластануына реакция туғызатын жақсы зерттелген мутация-антитрипсиннің жетіспеуі. Қан сарысуындағы бұл белок рецессивті z аллелімен анықталады. Бұл аллель бойынша гомозигогтар (zz) созылмалы өкпе қабыну және өкпе эмфиземасына тез шалдыққыш келеді. мұндай адамдарда өкпе эмфиземасы популяциядағы жасы 30-40-тан асқандарға қарағанда 30 есе жиі кездеседі. Өйткені анти- трипсин ферменті қалыпты жағдайда өкпе ұлпаларының бұзылуларына жол бермейді, дұрыс қызмет атқаруын қамтамасыз етеді. Қоршаған ортадағы темекі (никотин) түтіні мен ауаның шаң- тозаңмен ластануы антитрипсин жетіспейтін адамдарда өкпе эмфиземасының дамуын тездетеді. Өндірісте жағымсыз иісі бар бояулармен жұмыс істеу бауыр жасушаларында болатын ацетилтрансфераза ферменті жетіспейтін адамдарда қуықтың рак ауруына тұқым қуалайтын икемділікгі калыптастырады. ә) тағамдық заттар мен тағамдық қоспалар. Генетикалық сезімталдығы жоғары адамдарда кейбір тағамдық өнімдер жағымсыз реакциялар туғызады. Мысалы лактозаны сіңіре алмау ерекшелігіне байланысты сүт ішкенде іштің өтуі, ішектегі асқорытудың бұзылуы байқалады. Өйткені ішекте лактаза ферменті жеткіліксіз болғандықтан лактоза ыдырамай шіріту микробтарының кебеюіне қолайлы қоректі орта пайда болады. Лактазаның мутанты гені шығыс халықтарында жиірек, кең таралған-95-100%болса, афроамерикалықтарда70-75%, европалықтарда өте сирек 5-10 % құрайды.

Глюкоза-6-фосфатдегидрогеназа ферменті жетісгпейтін адамдарда атбұршақты тағам ретінде пайдалану эритроциттердің гемолизіне (бұзылуына) себепші болады. Егер дер кезінде емделмесе бүйректің зақымдалуы мүмкін. Бұл ферменттің мутациялық рецессивті гені жыныстық Х-хромосомамен тіркес тұқым қуалайды, оның тасымалдаушылары (10% шамасында) безгек ауруы таралған аудандарда жиі кездеседі. Тасымалдау- шылардың көпшілігі гетерозиготалы әйелдер, ал гемизиготалы ер адамдар сирек кездеседі.

б) физикалык факторлар және металлдармен улану. Ультракүлгін сәулесіне жоғары сезімталдыкка байланысты адамда пигменттік кееродерма қалыптасады. Бұл аурудың сирек кездесетін гені жыныстьіқ Х-хромосомасымен тіркес тұқым қуалап ұрпақтарына беріледі. Күн сәулесінің әсерінен алдымен теріде күйіктер пайда болып жараға айналады, соңынан ол жерде қатерлі ісіктің жаңа түзілістері көрінеді. Пигменттік ксеродерма кезінде ДНҚ құрлысының репарациялық жүйесі бұзылады. Өйткені ДНҚ репарациясын қамтамасыз ететін ферменттерге жауапты бірнеше ген мутацияға ұшырайды. Бұл ауруды пренатальдық диагностикалау арқылы алдын алуға болады.

Ауыр металл тұздарына (сынап, кадмий, қорғасын т. б. ) сезімталдылық та түрліше реакциялармен көрінеді. Мысалы сынаптың органикалық қосылыстарымен улану адамдарда түрлі дәрежедегі жүйкелік-психикалық ауытқуларды туғызады. Цистиноз жөне Фанкони анемиясының генін тасымалдаушы гетерозиготтар металдардың немесе басқа да бүйректік улардың токсиндік әсерін сезінуге икем келеді.

в) биологиялық агенттерге сезімталдық. Иммунитеттің болуы тұқым қуалайтын қасиет екені белгілі. Әр адамда иммунитеттің көріну дәрежесі түрліше, сол сияқты вакциндердің бірдей дозасына сезімталдық та түрліше болады. Мұның себебі сыртқы биологиялық факторларға реакцияның генетикалық полиморфтығына байланысты. Мысалы гемоглобинопатиялар (орақ тәрізді- жасушалық анемия, талассемия) кезінде мутантты гомозиготалылар мен гетерозиготалыларда безгек паразиті көбейе алмайды. Ондай адамдар безгек ауруына төзімді келеді. Бұл патологиялық мутациялар Африка, Греция, Италия, Филиппин аралдарының, Әзірбайжан мен Өзбекстанның безгек ауруы жиі кездесетін аудандарында кең таралған.

Фармакогенетик а

Фармакогенетика адам ағзасының дәрі-дәрмектерге реакциясындағы тұқым қуалаушылықтың рөлін зерттейді. Фармако- генетика терминін алғаш ғылымға неміс генетигі Ф. Фогель енгізген (1959) . Дәрігер ауру адамдарға оның жасына және жынысына сай дәрінің қажетті мөлшерін (дозасын) бергенімен кейбіреулерінде артық дозаны қабылдаған сияқты жоғары сезімталдық байқалады. Кей жағдайда керісінше, дәріні артық мөлшерде қабылданған адамда ешқандай реакция көрінбей, дәріге деген тұрақтылық-толеранттылық орын алады.

Кез келген фармакологиялық реакциялар адам популяцияларындағы кең көлемдегі генетикалық полиморфизм негізіңде қалыптасады. Ауру адамның қабылдаған дәрілері ағзада өзінің әсер ету сипатына байланысты , яғни қанға сіңіріліп бүкіл ағзаға таралады (мүше, жасуша, органеллаларға дейін), рецепторлармен өзара әрекеттеседі, күрделі алмасуларға ұшырайды, ең соңында ыдырау өнімдері сыртқа шығарылады. Осы процесстердің әр кезеңі қатаң генетикалық бақылауда болып арнайы және арнайы емес ферменттердің қатынасуымен жүреді. Былайша айтқанда дәрінің әсері белок немесе ферменттің полиморфтық жүйесімен байланысты болады. Осы жағдай түрлі адамдарда дәріге деген түрлі рекацияларды туғызады. Мысалы, безбек ауруына қарсы қолданатын примахин препараты кейбір адамдарда гемолитикалық қаназдықтың (анемия) ауыр формасына себеп болса, анестезиялык мақсатта қолданатын дитилин (суксаметоний) кейде тыныс алуды (апноэ) 1 сағат, не одан да ұзақ уақыт тоқтататыны байқалған. Осындай фармакологиялық реакциялар көрінген аурулардың жан-ұясындағы басқа адамдарды тексеріп зерттеу нәтижелері Бұл реак- циялардың тұқым қуалаушылықпен байланыстылығын анықтаған. Дәрілік препараттардың ағзадағы метаболизмдік сипаты мен таралу жылдамдығы, әсер ету дәрежесінің түрліше болуы әр адамның жеке-дара генотипіне байланысты. Кез келген ағзадағы белоктардың биосинтезі, дәрілік метаболизмді реттейтін ферменттердің де синтезі қатаң түрде оның генотипінің бақылауымен «1 ген- 1 фермент» принципі бойынша жүретіні белгілі. Гендердің мутацияға ұшырауы синтезделетін белоктың ферменттік әрекетіне әсер етіп, бірде ол ферменттің кинетикалық (ағзада қозғалып таралуын) қасиеті өзгерсе, келесі жағдайда тіпті активтілігі мен қызметі де өзгеруі мүмкін. Н. П. Бочковтың айтуынша популяциядағы адамдардың дәрі-дәрмектерге түрліше реакция көрсетуінің бірден-бір себебі генетикалық полиморфизм. Мұндай полиморфтық сипат ағзадағы барлық белоктар мен ферменттердің 30% жуыған қамтиды. Мына төмендегі 1-кестеде түрлі дәрілік препараттарға тұқым қуалаушылыққа байланысты көрінетін патологиялық реакциялар сипатталған (Н. П. Бочковтың мәліметі бойынша)

№

Геиетикалық белгі

Асқындыратын дәрілер

Патологиялык реакциялар

№: 1.

Геиетикалық белгі: Глюкоза-6-фосфат дегидрогеназаның жеткіліксіздігі

Асқындыратын дәрілер: Примахин, сульфаниламидтік препараттар

Патологиялык реакциялар: Эритроциттердіц гемолизі

№: 2.

Геиетикалық белгі: Баяу активсіздендіру, ацетил- дендіру (ацетилтрансфераза- нын полиморфизмі)

Асқындыратын дәрілер:

Изониазид,

еулфадимезип,

Гидраницин

Патологиялык реакциялар: Бұлардың әркайсысына тән косымша эффект

№: 3.

Геиетикалық белгі:

Дитилинге сезімталдык

(аномальдық

псевдохолинэстераза)

Асқындыратын дәрілер: Дитилин

Патологиялык реакциялар: Ұзак уақыт тыныс алудың тоқтауы.

№: 4.

Геиетикалық белгі: Глюкокортикостероидты кабылдаудан соң көзішілік кысымның жоғарылауы (глаукома)

Асқындыратын дәрілер: Глюкокортико- стероидарды көзге тамызу

Патологиялык реакциялар:

Көзішілік

кысымның

жоғарылауы

Генетикалық материалдың мутациялық өзгерістеріне байланысты пайда болған тұқым қуалайтын аурулар кезінде адамдардың дәрі-дәрмектерге жеке-дара сезімталдығы түрліше болады. Ендеше фармакологиялық эффектіліктің көріну сипатына қарай тұқым қуалайтын аурулар 4 топқа бөлінеді (Н. П. Скакун бойынша, 1981) .

1) Бірінші топтың тұқым қуалайтын аурулары кезінде дәрілік препараттардың әсері бірден жоғары дәрежеде көрінеді.

Мысалы, хирургияда Бұлшық ет релаксациясы үшін қолданылатын дитилин препараты қалыпты жағдайда аз уақытқа ғана тыныс алуды тоқтатады, өйткені ол қан сарысуындағы псевдохолинэстераза ферментінің әсерінен тез арада ыдырап кетеді. Егер псевдохолинэстераза ферментіне жауапты ген мутацияға ұшыраған болса фермент аномальды күйде синтезделіп ағзаға енгізілген дитилиннің ыдырауы баяулап, тыныс алу 1 сағат не одан да ұзақ уақытқа тоқтауы мүмкін. Бұл кезде ауру адамды жасанды жолмен тыныс алдыру арқылы ғана өмірін сақтап қалуға болады. Дитилинге сезімталдық аутосомалық-рецессивті тұқым қуалайтын белгі және псевдохолинэстераза жеткіліксіздігі бірқатар адам популяцияларында 1/3000жиілікте кездеседі.

Көзге глюкокортикостероид ертіндісін тамызу кейбір адамдарда көзішілік қан қысымын өте жоғарылатса (глаукома), басқаларында қысым азғана көтеріледі, ал үшінші біреулерінде тіпті ешқандай өзгеріс байқалмайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.