Генетическое разнообразие

ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ

Все живое генетически различно и имеет тенденцию

к увеличению биологической разнородности.

Двух генетически абсолютных особей (кроме однояйцевых

близнецов, немутирующих клонов, вегетативных линий и

немногих других исключений), а тем более видов живого

в природе быть не может.

То, что мы не похожи друг на друга, общеизвестно. Мы не схожи всем: обликом, мимикой, походкой, восприятием окружающего мира, чувствами, мыслями, способностями, здоровьем. Такие одинаковые и такие не похожие люди! Среди них не найдешь генетических или психологических двойников тАФ ни по соседству, ни на противоположной стороне планеты, ни в прошлой истории человечества, ни в будущем.

Даже младенцы, казалось бы, такие однотипные, с самого начала разнятся множеством поведенческих, эмоциональных оттенков. Мать, хотя бы раз видевшая свое дитя, потом никогда его ни с кем не спутает. Попробуем представить себе, что могло бы случитьВнся, не будь мы так разнолики. Однотипное не способно к какому-либо прогрессу, оно может породить лишь себе подобное, вертикальная лестница становится поВнлогой кривой. Генетическое сходство затруднило бы воспроизведение жизни, сделало бы нас беззащитными к опустошительным инфекциям, истребило бы творчеВнство как высшее проявление индивидуального самоВнвыражения. Человеческие контакты перестали бы быть необходимыми, так как каждый бы видел в другом лишь свое отражение, но не продолжение. Прекратился бы и биологический, и нравственный прогресс. Природа начинала с однотипного и навсегда отказалась от этого.

В своем стремлении породить наиболее совершенные существа природа проявила поразительное разнообраВнзие решения частных задач. 300 млн. лет назад Землю топтали чудовища Длиной более 25 м и массой свыше 50 т. А в водах океана существовал и резвится по сию пору самый маленький позвоночный организм, длина которого всего 8 мм. Муха пролетает за секунду расВнстояние, в 1000 раз превышающее длину ее тела, и в то же время есть абсолютно неподвижные паразитиВнрующие организмы. Некоторые клетки, к примеру, нервВнные, не восстанавливаются, а вот побеги молодого бамВнбука вырастают в сутки до 40 см. Генофонд человека соВнставляют миллионы генов, кодирующих сложнейшие функции организма. Простейшие живые существа тАФ вироиды, лишенные даже белковой оболочки присущей вирусам, имеют генетическую информацию всего из 360 нуклеотидов. Как видим, природа не поскупилась на контрасты и противоположности.

Мало утверждать, что природа не терпит единообраВнзия, естественная ее история свидетельствует о некоем, все увеличивающемся темпе порождения разнообразных форм живого.

В извечном жизненном конфликте ВлжертватАФпаразитВ» мощным естественным побудителем выживания жертвы была изменчивость наВнбора ее белков, но и паразитирующие организмы, чтоВнбы не вымереть, должны были развиваться в том же направлении. Тому же способствовали множественные враждебные факторы внешней среды тАФ от ландшафта и климата до космических и радиационных влияний. У человека примерно 10⁶ генов, которые не возникли из ничего, а созданы всеми его биологическими предВнками, начиная от первой праклетки, не менее чем за 10⁹ лет жизни. Каждый ген представлен обычно приВнмерно десятью версиями (аллелями), т. е. способен кодировать столько же разновидностей признака. ОтВнсюда генофонд человека будет содержать 10⁷ единиц наследственной информации. Природа перепробовала сотни разных генетических ВлдиалектовВ», пока не восВнсоздала ВлязыкВ» самого полиморфного и процветаюВнщего вида живого. Каждый из нас получил как бы эстафету жизни, переданную ему миллионами ВлпробВнных образцовВ» жизни.

Мы живем лишь в ранней стадии Влэры человекаВ», и если сам человек не стаВннет уничтожителем живого, ему еще предстоит долгая эволюция. Доказательством этого служит и огромный фонд генетической информации, обеспечивающий пракВнтическую неисчерпаемость вариантов особей.

Среди 5 млрд. человеческих индивидуальностей, одВнновременно живущих на нашей планете, нет двух одиВннаковых не только по творческому почерку и суждеВнниям, но и по анатомическому строению. Неповторим ВлрисунокВ» подушечек пальцев, ладоней, губ каждого человека. Нет двойников по расположению вен на руВнках и ногах, по рельефу уха, узору сетчатки глаза, архитектуре костного скелета. У каждого человека индивидуально строение микрокристаллической решетВнки зубной эмали, химический состав волос, содержание в крови микроэлементов, баланс гормонов, микрострукВнтура нервной системы. Если мы говорим о сходстве каких-то индивидов, то либо сознательно пренебрегаем деталями и частностями, либо имеем несовершенный аппарат исследования. Одинаковых в физиологическом отношении людей нет. И каждый оставляет свой непоВнвторимый след на земле.

Если бы различия касались лишь зримых признаков, то несходство индивидуальностей не было бы столь важным. Ну, пускай, у разных людей неодинаков сосудиВнстый узор или размеры внутренних органов, но почки и легкие построены из одних и тех же анатомических элементов тАФ нефронов и альвеол, а составные белки молекул гормонов и нервных центров одинаковы. Так и листья одного дерева отличаются по форме и ВлриВнсунку прожилокВ», но в каждом случае все эти листья дубовые или березовые.

Но существует (у каждого из нас) определенная комбинация атомов и молекул, которая принадлежит мне и только мне и отсутствует у любого другого челоВнвека и животного. Они дают моему организму уникальВнный стереотип, который определяет меня, распознает то, что составляет часть меня, и видит величайшую угрозу во всем, что не является мною. Именно эти атомы и молекулы входят в состав Влопознавательных знаковВ», которыми отмечены все клетки моего тела. У другого, те же атомы и молекулы дают другие знаки, и совместить эти знаки в одном теле нельзя.

Специфические белки клеток, о которых идет речь, впервые были открыты в опытах по трансплантации органов и тканей. О них биология узнала сравнительно недавно. Поначалу казалось, что эти белки лишь преВнпятствуют приживлению чужих тканей при искусственВнном их соединении с другим организмомтАФтранспланВнтации, почему их и назвали ВлтрансплантационнымиВ». Но далее стало ясным, что эти белки отражают самые глубинные процессы, характерные для жизнедеятельноВнсти каждой индивидуальности. Появился термин Влбелки тканевой совместимостиВ» (далее из-за частоты употребВнления будем их сокращенно называть белками ТС), а в более афористичном смысле тАФ белки ВлсамостиВ» (т.е. белки самого себя, своей телесной индивидуальности).

Каждый человек имеет уникальный состав этих белков, поскольку гены, заведующие их синтезом на поверхности клеток, достаточно множеВнственны. Эти же белки определяют гармоническую совокупность всех составных элементов тела, клетки общаются и взаимодействуют с другими клетками тольВнко в тех случаях, когда у них одинаковые ВлопознаваВнтельные знакиВ» тАФ один и тот же набор и конфигурация белков ТС. В ходе эволюции и усложнения живых организмов количество и возможные вариации этих генетических ВлзначковВ» нарастали. Самые простые обоВнзначения несут на своей поверхности даже примитивные формы, по мере усложнения биологических организмов усложняется и этот генетический алфавит, достигая наибольшего многообразия у человека.

Алфавит белков ТС един для всех людей, в него входит немногим более 100 букв, разделенных на групВнпы. Каждому из нас присуща лишь комбинация из неВнскольких букв этого алфавита, но наш собственный генетический пароль неповторим. Различия могут быть большими или малыми, от родителей мы отличаемся половиной присущих нам букв, но у всех детей, за исключением однояйцевых близнецов, порядок букв иной, чем у отца и матери, сестры и брата.

Число возможных сочетаний из этих белковых букв чрезвычайно велико. В истории человечества никогда не повторится генетический пароль Пушкина, Ньютона, Эйнштейна или Ломоносова. Без ложного пафоса можно сказать, что все мы неповторимы, потому что никогда не имели и не будем иметь генетической копии.

Лингвисты считают, что в мире сейчас существует немногим менее 3 тыс. языков. Большинство из них имеет древнюю историю. Но биологически главный язык телесной индивидуальности человечество начало изучать лишь несколько десятилетий назад. И постеВнпенно стало ясным: как разговорный язык служит люВндям оружием общения и взаимопонимания, так и ВлязыкВ» белков ТС понадобился природе в качестве инструмента общения и шлифования форм живого. Сейчас мы многое знаем об участии этих молекул жизни в обмене межклеточными сигналами и налажиВнвании защитных реакций.

Генетики и психологи знают о важной роли геноВнтипа в формировании индивидуальных различий, в строении и функции нервной системы. Разные линии мышей неодинаково быстро решают задачи при лабоВнраторном их обучении элементарным навыкам. Эти особенности оказываются наследуемыми. У людей так называемый коэффициент умственного развития, опреВнделяемый набором специальных задач, оказывается одинаковым в случае однояйцевых близнецов (он раВнвен разнице при тестировании одного и того же индиВнвида), имеет минимальные различия у двуяйцевых близнецов и значительные тАФ у обычных братьев и сеВнстер. Естественно, что эти наследуемые особенности касаются не всей структуры мозга, а исходных спосоВнбов ее образования. Клеток головного мозга много меньше, чем связующих их участков, а каждая такая связь прокладывается в ходе жизни. Более четко наВнследуются особенности темперамента, математические способности, хуже тАФ музыкальные..

Коэффициент генетической зависимости умственного развития, как показали экспериментальные данные, близок к 0,5. Это означает, что, как и в случае наслеВндования белков ТС, наследуется приблизительно 50% интеллектуальных способностей.

Природа, этот искуснейший изобретатель, сконструироВнвала в процессе эволюции неисчислимое разнообразие жизненных форм. Поэтому клонирование угрожает главному двигателю эволюции тАФ генетическому разнообразию. Генотип любого человека состоит из комбинации генов его родителей, и именно эта высокая комбинаторика позволяет виду сопротивляться окружающей среде тАФ выживать. Другими словами, у клонов не будет никакого иммунитета. Ведь клонирование предполагает, что клоны одной оплодотворенной клетки будут пересажены в сотни маток, где им надлежит развиваться. Поэтому все родившиеся клоны будут генетически одинаковыми. А мы живем среди вирусов, бактерий, патогенных организмов, которые постоянно мутируют. Люди приспосабливаются к ним за счет генетического разнообразия. А клон неизбежно будет поражен первым же самым простейшим вирусом, например, обычным вирусом гриппа.

Так как одной из движущих сил прогрессивного развития является уровень разнообразия.

Возьмем хотя бы размеры живых существ. Мы знаем, что слон значительно крупнее мыВнши, но редко задаемся вопросом, во сколько раз он крупнее. Оказывается, слон в 100000 раз тяжелее мыши, а более миниатюрное млекопитающее тАФ землеВнройка тАФ составляет одну миллионную долю слона.

СаВнмое крупное млекопитающее тАФ синий кит. Самка его достигает 33 м в длину и весит 190 т. Новорожденный ее детеныш длиною 7тАФ8 м весит 3 т. Такое животное, как кит, не могло бы существовать на суше тАФ оно неизбежно было бы раздавлено собственным весом. Вода в 800 раз плотнее воздуха, поэтому она поддерВнживает гигантскую массу животного и уменьшает стаВнтические нагрузки на скелет.

Интересно, что независимо от размеров тела проВндолжительность жизни всех млекопитающих, измеренВнная в количестве ударов сердца, примерно одинакова. Сердце кита делает в покое 15тАФ16 ударов в минуту, сердце мыши тАФ около 600, но и у великана, и у малютки за время жизни сердце сокращается около 740 млн. раз. Известно, что существуют люди со средВнним, ускоренным и замедленным пульсом. Не проявВнляется ли здесь такая закономерность?.

Да, скажете вы, природа разнообразна, разнолики и существа, населяющие мир. Но когда эволюция доВншла до венца своего творения тАФ человека, она создала непомерное множество характеров и внешних черт, но устроила всех людей одинаково. Это расхожее мнение столь же справедливо, сколь и ошибочно. ДействительВнно, у всех людей одна голова, два глаза, по две руки и ноги, единственное сердце и парные легкие, почки, уши. От рождения люди имеют пятипалые конечности, крупную голову, развитую систему кровеносных сосуВндов, иерархически построенные иммунную и нервную системы. Но сколько же скрытых анатомических отлиВнчий, делающих представителей человеческого племени в чем-то уникальными и неповторимыми!

Масса головного мозга у разных людей варьирует в широких пределах, причем это не связано прямо с интеллектуальными и прочими способностями. Так, гоВнловной мозг Оливера Кромвеля весил 2200 г, И. С. ТурВнгенева тАФ 2000 г, Анатоля ФрансатАФ1000 г, а у Луи Пастера вследствие, вероятно, травмы или перенесенВнного инсульта на месте одного из полушарий был обнаружен лишь рубец, хотя все свои великие открытия он сделал в зрелом возрасте. Показатель абсолютного веса мозга не является определяющим меру таланта и мыслительной активности. Дети вступают в жизнь с большими различиями в структуре мозга, это касается числа и расположения нейронов, анатомии проводящих путей.

Колебания различных типов клеток костного мозга достигают в среднем 22-кратных различий, объема желудка у разных детей 6тАФ8-кратных, масса печени 4-кратных различий. Частота пульса, нормальная для того или иного человека, колеблется от 45 до 105 ударов в минуту, сердце перегоняет через сосуды за тот же срок от 3,16 до 10,8 л крови. Среднее количество возВндуха, обмениваемого в легких за один дыхательный акт, изменяется от 350 до 1300 см³, т. е. между отдельВнными людьми может существовать 4-кратная разница. Частота дыхательных движений варьирует от 4 до 20 в минуту. Общий объем Влносовых пазухВ» у детей отличается в 20 и более раз.

Даже количество костей в скелетах разных людей неодинаково. Один человек из десяти имеет отличие в строении позвонков, один из двадцати имеет лишнее ребро (чаще мужчины). В анатомических руководствах осторожно говорится, что у человека более 200 костей, специалисты насчитывают от 400 до 680 мышц.

Место вхождения различных нервных стволов в спинной мозг варьирует от индивида к индивиду. Большинство людей имеет 31 пару спинно тАУ мозговых нервов соответственно 30 позвонкам, но некоторые имеют 32 и 33 пары соответственно 31 и 32 позвонкам. У части людей седалищный нерв расположен глубоко и хорошо защищен, у других он, напротив, легко может подвергнуться воздействиям. Тот факт, что люди различаются по типу строения нервов и расположения нервных окончаний, также как и по типу сосудистой системы, имеет большое значение с точки зрения их чувствительности к теплу и холоду, к прикосновению и к боли, возникающей в разных участках тела.

У нашего тела существует своя ВлмудростьВ», и в первую очередь это мудрость, проявляющаяся к еде. За 10 лет взрослый человек при умеренном аппетите съедает около 5500 кг разной пищи. Ошибка в балансе на 1% вызвала бы прибавку или потерю в весе до 50 кг. Но ВлмудростьВ» тела оказывается столь высокой, что нарушение баланса составляет менее 0,05%. Задолго до того, как стало известно о существовании белков, жиров и углеводов, минеральных солей и витаминов, люди ВлинстинктивноВ» поедали их в примерно правильных пропорциях и не страдали от пищевых расстройств.

Ошеломляюще прозвучало и новое открытие Ландштейнера и Левина: не только кровь, но и все выделения человеческого организма тАФ слезы, слюна, пот, желчь, материнское молоко, сперма тАФ имеют групВнповые свойства. Выделения каждого человека относятВнся к той же группе, что и его кровь.

Таким образом, учение о группах и факторах крови, общих для какой-то части людей, привело к вероятной характеристике отличий данного индивида. Следует, однако, не забывать, что термин Влгрупповые свойстваВ» отражает достаточную распространенность каждого из изученных показателей, и исследование всех известных на сегодня факторов может проводиться лишь в оснаВнщенном гематологическом кабинете. И, тем не менее, это ощутимо приближало исследователей к решению и оценке Влфактора индивидуальностиВ».

Рисунки кожных покровов

Альфонс Бертильон разработал перВнвый антропометрический метод идентификации преступВнников. Он основывался на том, что любой человек отВнличается от всех других размерами отдельных частей, тела, а сумма этих размеров дает характерную для каждого человека формулу. Можно выявить отпечатки пальцев давностью до 10 лет на самых разных поверхностях, в том числе и негладких.

Типы рисунков и их размеры подчиняются определенной генетической зависимости. Они передаются по наследству. Дети наследуют не только общий узор, но и минуции тАФ мелкие детали соответствующего пальца родителей. Как и другие характеристики, в том числе и группы крови, цвет глаз, тип вкусовой чувствительВнности, они могут применяться для изучения механизмов эволюции человеческих сообществ. Для европейских народов больше характерны ВлпетлевыеВ» узоры на пальВнцах, у народов Востока преобладают ВлзавиткиВ». ВенВнгерский ученый Шандор Окрёс в своей книге ВлНаследоВнвание папиллярных узоровВ» перечислил 60 признаков, по которым возможна идентификация личности и в спорных случаях проводится установление отцовства. В настоящее время к пальцевым рисункам присоедиВнняют узоры ладоней и стоп. Все попытки уничтожить или изменить папиллярные линии оказались безуспешВнными. Линии всегда появлялись вновь.

Прихотливость расположения дерматоглифических линий не только отличает каждого человека от всех других. Какая-либо линия может встречаться с повыВншенной частотой среди представителей одной семьи у родителей, детей и внуков. Подчас представители этой семьи оказываются носителями какой-то наследВнственной аномалии, это указывает на связь кожного рисунка с функционированием определенных генов.

Дерматоглифы в виде прихотливо изогнутой петли часто встречаются у носителей врожденных сердечных заболеваний и при известной хромосомной аберрации, обозначаемой трисомией 21. В последнем случае вместо двух нормальных хромосом 21-й пары обнаруживаются три такие хромосомы, что ведет к некоторым нарушеВнниям интеллекта. Повышенную частоту кожного рисунВнка в виде арки находят и при трисомии 18-й пары хромосом, обычно обрекающей новорожденных на преждевременную смерть. Такая же дерматоглифическая особенность присуща носителям врожденной умВнственной отсталости, шизофрении и в некоторых случаВнях неправильного развития половых признаков. РиВнсунки в виде завитка или спирали в части случаев ассоциируются с аномалией половых хромосом.

Неповторимый узор папиллярных линий пальцев, ладоней, губ служит телесным ВлпаспортомВ» организма. Установление связи дерматоглифов с физиологическими реакциями организма откроет новые и достаточно простые ориентиры для индивидуальной диагностики разных патологических состояний или врожденного предрасположения к ним.

Индивидуальность ДНК

Довольно большая молекула ДНК содерВнжит множество генов, в каждом из которых заключена информация о синтезе строго определенного белка, Вдоль молекулы ДНК расположены фрагменты, повтоВнряющиеся множество раз.

Эти повторяющиеся последовательности могут соВнстоять из 15, 20 и 25 аминокислотных остатков, у разВнных людей по-разному. В одном месте они повторяются 10 раз, в другом 20, 30, занимая до многих тысяч разВнличных участков. Джеффриз назвал эти группы послеВндовательностей ВлмикроспутникамиВ». У всех людей разное число таких микроспутников. Различно и отноВншение их длины, у некоторых много длинных и мало коротких, у других много средних и мало длинных. НаВнконец, внутри каждой последовательности присутствует различное число нуклеотидов.

Вероятность того, что два человека, за исключением однояйцевых близнецов, имеют одинаковое число микроВнспутников, ничтожна. Поскольку подвижность моВнлекул в теле под влиянием электрического поля зависит от их размера, то с помощью электрофореза и применеВнния специальных нуклеотидных ВлзондовВ» можно полуВнчить своеобразные фотографии ДНК каждого человеВнка. На этих фотографиях вместо глаз, носа и рта видны тонкие, средние и широкие полоски.

Если следователем на месте совершения преступлеВнния обнаружены волосы, следы крови или других выВнделений, даже следы слюны на окурке, то он по спектру полос от молекул ДНК биологического объекта может составить точный генетический портрет преступника.

В жизни нередко возникает ситуация, когда по каВнким-либо причинам экспертам нужно доказать или отвергнуть утверждение, что данный ребенок тАФ сын или дочь того или иного лица. Идентификация группы крови, дактилоскопическая экспертиза не являются исВнчерпывающими. Но достаточно биологу взять по одной клетке у ребенка и родителя, выделить из них ДНК и сравнить их молекулярные портреты, как сомнений не остается. В спектре полос ребенка и спектре полос отца или матери обязательно имеется общий участок Влгенетических отпечатковВ».

Несложный математический подсчет показывает, что комбинация из десяти генов, имеющих всего четыре аллельных варианта, может дать количество ожидаемых вариантов, исчисляемое пятизначной цифрой. А что же говорить о живых конструкциях, состоящих из сотен, тысяч, миллионов генов? Темп развития в живой приВнроде сложноорганизованных форм, многоаллельности, частоты мутаций и генетических рекомбинаций, как мы видели, неотвратимо возрастал. Это наводит на мысль, что природа на всем протяжении живой жизни реалиВнзовывала заложенное в ней исходно стремление к разВннообразию, отличиям.

Что движет разнообразием

Ученые развили представления о прогрессивном развитии живого мира. Они подчеркивали, что носителями этого прогресса могут быть как высоко -, так и низкоорганизованные формы. В общей форме успех организмов в борьбе за существование может достигаться различными путями. Одним из них, как полагали некоторые биологи, может служить приспособление организмов к меняющимся условиям внешней среды путем увеличения численности вида, расширения площади его расселения. В усложВнняющейся биосфере Земли на определенных этапах живое могло сохраниться только за счет увеличения форм растительного и животного царства.

Мейен считал, что в эволюции феномен разнообраВнзия играет столь же важную самостоятельную роль, как прогресс и приспособление. Более того, стимул к разВнвитию разнообразия генетически наследуется. Если какой-либо разнообразный ряд оргаВннизмов порождает мутанта, то и этот мутант, выжив, обеспечивает аналогичный ряд полиморфных организмов с такими свойствами, которыми обладали особи родиВнтельского отряда, но не он сам.

При анализе явлений разнообразия как одной из движущих сил прогрессивного развития необходимо учитывать биологический уровень этого разнообразия: видовой, групповой, организменный, клеточный, молеВнкулярный. Уже давно стало очевидным, что критерием биологического прогресса вида служит не количественВнное представительство его особей, которое неизбежно должно иметь какую-то конечную величину, а разноВнобразие групп внутри вида или видов в более крупных сообществах. Появлению этих групп способствовало приобретение каких-либо полезных приспособительных признаков или реакций.

Среди двух сообществ, наиболее успешно завоевавших сушу,тАФ насекомых и млекопитающих тАФ также наметилось выраженное разнообразие видов. В одном случае оно было движимо такими биолоВнгически признаками, как хитиновый покров, трахейное дыхание, быВнстрота завершения эмбрионального развития. В случае млекопитающих приспособительными стимулами явиВнлись теплокровность, живорождение, центральная нервВнная система, иммунитет, сознание.

Гетерогенность тАФ это общебиологическое явление, расширяющее норму реакций, увеличивающее приспособительные, адаптивные способности организма, обеспечивающее, в конечном счете, разнообразие особей. Сужение границ реактивности на любом уровне (моВнлекулярном, клеточном, организменном) ведет к уменьВншению для популяции шансов уцелеть при любых экологических катастрофах или опустошительных инВнфекциях.

Итак, с одной стороны, жесткие границы индивидуВнальности, с другой тАФ неограниченный простор для ваяния различий.

Паразитизм и защита

У организма человека много врагов. Врагов внешних и внутренних. К неблагоприятным воздействиям, котоВнрые объединены понятием факторов окружающей среВнды, за многие миллионы лет организм приспособился достаточно хорошо. Понижается температура тела тАФ суживаются кровеносные сосуды, замедляются сокраВнщения сердечной мышцы, становится реже дыхание, приостанавливается потоотделение, усиливается энергеВнтический обмен. Возникает тревожная ситуация: усиВнливается секреция гормонов надпочечниками и гипофиВнзом, с увеличенной нагрузкой работает щитовидная железа, учащается пульс, активизируется перистальтика кишечника, мобилизуются все органы чувств, ВлпроясВнняетсяВ» сознание. Все эти бессознательные реакции, отработанные эволюцией и основанные, как мы говорим, на безусловных рефлексах, требуют кооперации миллиоВннов клеток, включения миллиардов клеточных рецептоВнров, фундаментом которых служат белки ТС.

В понятие внешней среды входит и окружающий нас микромир. Мы тАФ его часть, мало чем отличающаяся по исходному биохимическому материалу. Белки микроорВнганизмов, растений и животных состоят из 20 одинакоВнвых аминокислот. Образование молочной кислоты в бакВнтериях, мышцах животных и человека требует участия одних и тех же ферментов. Генетический код всего жиВнвого универсален. Жизнь едина и потому, что существуВнет поразительное сходство между метаболическими проВнцессами у низших и высших организмов. В какой-то мере общими являются и методы приспособления даже далеких видов к наилучшему выживанию.

Выживание биологического вида определяют многие факторы. К ним относятся соотношение полов и репроВндуктивный потенциал вида, т. е. число жизнеспособных потомков, приходящихся на одного родителя в единицу времени. Сюда же относят сумму факторов, от которых зависят добывание пищи и скорость разрушения индиВнвидуума. Важнейшим фактором выживания является система самозащиты организмов от врагов внешнихтАФ патогенных микроорганизмов и внутренних клеток, выходящих из-под организменного контроля.

Для успешной конкуренции паразиту необходимо, чтобы процесс его роста был быстрым и эффективным, поэтому конечная цель его деятельности тАФ новая клетка.

Большинство изученных микробов размножается очень быстро, время удвоения их биомассы составляет 20 мин тАФ 2ч.

Но даже самые злые из них ищут и убивают неполноценные клетки хозяина, а организм в целом их не интересует. При накоплении микробов или их токсинов хозяин оказывается убитым Влкак бы заодноВ».

В ходе эволюции скорость мутации атакующего и атакуемого видов возрастала. Паразит мутировал в стоВнрону лучшей адаптации к индивидуальным белкам хозяина и защиты от его иммунитета. Мутации хозяина сообщали ему устойчивость к паразиту, в результате множился полиморфизм представителей данного вида. В ходе такого ВлсоревнованияВ» каждый вид избежал губительного контакта с какими-то опасными возбудиВнтелями болезней. Косвенным указанием на это служит естественная устойчивость человека к ряду заболеваний животных (чуме собак, сибирской язве или оспе рогаВнтого скота), а те, в свою очередь, оказались невосприВнимчивыми к ряду людских болезней.

Человек живет в непосредственном контакте с саВнмыми разными паразитами тАФ микробами, вирусами, грибками, заполняющими воздух, воду, почву и пищу. Каждый из нас находится в постоянной осаде со стоВнроны этих агрессоров, но, к счастью, незаметно для себя он отражает штурм за штурмом. Захватчиков устраняВнют кожный барьер, естественные пестициды пота, слюВнны, слез, желудочного и кишечного соков. Их поглоВнщает слизь носоглотки, чтобы отторгнуть при чихании или кашле, когда внешняя защита не сработала. Но если все же патогенные микроорганизмы свяжутся с тканями, то пугающая быстрота разрушения клеток организма заВнставляет вступить в сражение всю армию иммунитета.

Можно лишь поражаться гибкости иммунной систеВнмы. Количество возможных рецепторов, распознающих ВлсвоеВ» и ВлчужоеВ» на Т- и Б-лимфоцитах, необозримо, Все это разнообразие обеспечивается с помощью комВнпактного набора из 100 тыс. генов.

Гены и болезни

Примеров неодинаковой чувствительности людей к тем или другим заболеваниям можно приводить мноВнго. Известно, что при любой эпидемии гриппа некотоВнрые люди не болеют вообще, а другие болеют по несколько раз в сезон.

Примеры достоверной связи некоторых заболеваний с группами крови были получены при математическом анализе и сравнении представительных групп здоровых и больных. Оказалось, что лица с 0 группой крови чаще болеют гриппом, но реже ангинами и ревмокардитом, вызываемым гемолитическим стрептококком. Эпидемии даВнвали материал, свидетельствующий, что при прочих равных условиях люди с группой крови 0 чаще заражаВнются чумой, а с группой А тАФ чаще болеют оспой. У носителей группы А чаще встречается рак желудка, при группе крови 0 преВнобладает язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки. Кровеносные сосуды людей с группой крови А более подвержены закупорке сгустками крови, а при группе крови 0, напротив, отмечается склонность к кровотеВнчениям.

Значительно более убедительный материал по генетической предрасположенности к болезням был поВнлучен при анализе Влприродного феноменаВ»- близнецовости. Именно у генетически тождественных однояйцевых и сближенных двуяйцевых близнецов можно выявить те физиологические и патологические реакции, которые являются очевидно врожденными, а не формиВнруются условиями жизни и окружением.

У однояйцевых близнецов полностью совпадают групВнпы крови, у них одинаковы кожные узоры на кончиках пальцев, ладонях и губах, идентично строение зубов и каркаса зубной эмали, совпадают вкусовые восприяВнтия, темперамент, эмоциональные реакции. Любые инВнтеллектуальные или психологические тесты дают миниВнмальный разброс. Они одинаково реагируют на медиВнкаментозные средства и дают сходные аллергические реакции. У двуяйцевых близнецов все эти признаки могут не совпадать.

Если один из однояйцевых близнецов заболел корью, то втоВнрого эта болезнь поражает в 98% случаев (у двуяйцевыхтАФв 94% случаев), при коклюше эти цифры соотВнветственно 97 и 93%, при свинкетАФ82 и 74%. ВозВнможно, что высокий процент совместного заболевания объясняется в таких случаях одновременным инфицированием детей, но это не согласуется с отмеченной разВнницей между генетически тождественными и нетождеВнственными близнецами.

Еще более разительны результаты изучения болезней зрелого возраста. Туберкулезом второй идентичный близнец заболевает в 67% случаев (неидентичный близВннецтАФв 23% случаев), ревматизмомтАФв 47 и 17, сахарВнным диабетом тАФ в 65 и 18, шизофренией тАФ в 69 и 10, эпилепсиейтАФв 67 и 3%. При ряде недугов высоки не только вероятность заболевания второго близнеца, но одинаковы клиническая картина заболевания, особенВнности его течения и исхода.

Генетическая обусловленность многих заболеваний на примере близнецов прослеживается уже при рождеВннии.

Очень показательны также наблюдения, касающиеся так называемых ВлредкихВ» болезней. Не так уж часто встречается форма красной волчанки, сопровождающаяВнся расплавлением (некрозом) головки бедренной кости. Имеется наблюдение над идентичными близнецами, разВнлученными в 3 месяца после рождения и выросшими в разной среде. Диагноз красной волчанки у одной из сестер был поставлен в возрасте 14 лет, у другойтАФв 21 год. Асептический некроз развился соответственно через 2 года и 6 лет после начала волчанки. Это лишВннее свидетельство того, что многие заболевания, традиВнционно объясняемые изменениями обмена или инфекВнцией, связаны достаточно тесно с наследственными осоВнбенностями организма.

Кто не болеет раком

Рак стоит среди других болезней особняком, потому что раковая клетка тАФ это своя же клетка, но ведет она себя, как чужая. Когда клетка встает на путь ВлбунтаВ» против организма, начинается шквал событий, в итоге которого организму приходится капитулировать. Рак оценивают даже как своеобразную плату за многоклеточность организма. Опухоли считают доброкачественВнными, если они растут только в одном месте, локально; злокачественные опухоли имеют тенденцию к распроВнстранению. Но не у всех животных опухоли способны принимать злокачественное течение.

Несколько лет назад средства массовой информации живо обсуждали проблему катрекса тАФ вещества, полуВнченного из печени черноморской акулы и обладающего, по мнению ряда исследователей, активным противоопуВнхолевым действием.

Биологам хорошо известно, что у некоторых животных рак либо совсем не встречается, либо излечивается естественным образом. В мире насчитывается около 300 видов акул, и у всех их, от экземпляров в 30 см до многотонных гигантов, рак почти не встречается. ТаВнкая же картина имеет место у скатов.

Своеобразна судьба злокачественных новообразоваВнний у китов. Киты в целом болеют теми же заболеВнваниями, что и люди; у них встречаются ангины, плевВнриты, пневмонии, цирроз печени, почечные камни, в стаВнрости тАФ атеросклероз. Описан и случай с кашалотом, у которого были найдены следы недавно перенесенного инфаркта миокарда. Болеют киты и раком, однако их организм каким-то волшебным образом справляется с этим заболеванием: опухоль обволакивается живыми тканями и заключается в своеобразную капсулу, лишенВнную кровеносных и лимфатических сосудов. Рак в таких случаях не дает метастазов, а потому и не является смертельным недугом. Защитный механизм, лежащий в основе такой изоляции раковых клеток, остается неизВнвестным.

Но те вещества, которые помогают данному виду животных избегать рака, не обязательно должны явиться спасительным лекарством для человека. И это активное вещество в столь же активном состоянии еще нужно выделить из экстракта разрушенных клеток жиВнвотного. Раковые клетки необычайно быстро приспосабливаются к любому неблагоприятному для них агенту. ПоявляютВнся новые резистентные клоны тех же клеток и растут, высокоизменчивые и неуязвимые.

Профиль раковой клетки

Слово ВлракВ» является, вероятно, самым пугающим в медицинском лексиконе. Хотя раком согласно статистике болеют в 10 раз реже, чем сердечно-сосудистыми забоВнлеваниями, боятся этого диагноза в 100 раз больше. Ежегодно около 20% смертей вызваны раком.

В какой-то неуловимый момент ранее послушная организму клетка перестает подчиняться общим для всех элементов тела командам и начинает неупорядоВнченно размножаться. Это свойство передается всем ее потомкам. Дочерние клетки, еще более агрессивные, чем клетки первичного опухолевого узла, разносятся током крови или лимфы в отдаленные участки тела, образуя метастазы. Налицо нарушение того биологического проВнцесса, который сформулировал Сент-Дьерди: ВлВсе жиВнвое стремится расти и размножаться до бесконечности, но когда клетки участвуют в совместном создании сложного организма, их рост должен регулироваться с учетом интересов целогоВ».

К раковым клеткам применим термин ВлдедифференцировкаВ», или развитие вспять. Некое ВломоложениеВ» малигнизированных клеток сопровождается потерей тех функций, которые были возложены на них эволюцией, т. е. железистой клетке тАФ выделять пот или слизь, мыВншечной клетке тАФ сокращаться, нервной клетке тАФ привоВндить импульс.

Секрет малигнизации кроется в изменении дыхательных ферментов и потере клеткой способности нормально дышать. Раковая клетка переходит на бескислородное дыхание, как бы обращаясь к способу добывания энергии древними организмаВнми, существовавшими на Земле до эпохи фотосинтеза. В силу этого раковая клетка становится ВлсластенойВ» тАФ свои потребности в энергии она восполняет за счет глюВнкозы, расщепление которой она тоже не доводит до конца. При этом теряется львиная доля заложенной в углеводах энергии, а промежуточными продуктами брожения отравляется организм.

Раковые клетки являются не только ВлловушкамиВ» глюкозы, но и ВлперехватчикамиВ»

Вместе с этим смотрят:

Principala cauza a handicapului

Toma Cerba

РЖсторiя виникнення та розвитку масажу

Абдоминальная травма

Аборты