Фармакогенетика

Адамның экологиялық генетикасы- фармакогенетика

Жалпы мәселелер

Адамның экологиялық генетикасы- мекен орта факторларының тұқым қуалаушылыққа тигізетін әсерлерін зерттейді. Орта факторлары генотиптің құрылымына және қызметіне екі түрлі әсер етуі мүмкін:

1. арнайы (спецификалық) факторлардың ағзаға әсер етуі салдарынан белгілі бір аллельдер әрекетінің байқалуы өзгереді;
2. даралардың және популяциялардың генетикалық материалдары өзгереді;

Бірінші типті әсерлер жеке адамдар деңгейінде патологиялық реакциялардың (аурулардың), ал популяциялық деңгейде- ортаға жақсы не нашар бейімделуі (адаптациялануы, жерсінуі) күйінде байқалуы мүмкін.

Орта факторлары әсерлерінен аллельдердің патологиялық байқалуын экогенетикалық реакциялар немесе экогенетикалық аурулар деп аталады.

Екінші типті әсерлерге- қоршаған орта факторлары индукциялаған мутациялық құбылыс пен сұрыптауды жатқызамыз. Бұл екі құбылыс адамдардың тұқым қуалаушылық өзгергіштігі қарқынының жеке дара және популяциялық деңгейлерде жоғарылауына алып келеді.

Адамның экологиялық генетикасының негізі болып эволюция құбылысының жалпыбиологиялық заңдылықтары саналады. Генотиптердің өзгеруі ағзаларының (популяцияның) өзгеруіне алып келеді, ал популяциядағы сұрыптау популяция генофондын қалыптастырады. Демек, бір биологиялық түрдің, сол сияқты адамдардың, эволюциясы- оның генотиптерінің эволюциясы болып табылады.

Эволюция құбылысының негізі болып саналатын өзгергіштіктің бірден-бір көзі болып мутациялар саналады. Биологиялық түрледің маңызды және тұрақты сипаттамаларының бірі- нақтылы орта жағдайларында олардың мутациялық құбылысының тұрақты және оптимальды деңгейде болуы.

Қоршаған орта популяциялардың не даралар тобының тұқым қуалаушылық ерекшеліктеріне қарай олардың сұрыпталуына, тірі қалуына, "гүлденіп" дамуына алып келеді. Биологиялық тұрақты түрлерде мутациялық құбылыс пен сұрыптау арасында унемі тепе-теңдік байқалып тұрады.

Адам эволюциясы барысында оның мекен ордасы (климат, қорек, от, киім, мекенжай, т.б.) үнемі өзгеріп отырған. Бұл өзгерістерге адам ағзасы бір жағынан генотиптерінің өзгеруі нәтижесінде бірте-бірте жайлар бейімделіп келген. Мұның бәрі жүзмыңдаған жылдар бойына адамның биологиялық болмысын қалыптасытырып, адамның қоршаған ортаға жеькілікті дәрежеде бейімделуіне алып келді.

Қазіргі кезде адамның тіршілік ортасы тез қарқынмен және кең көлемде өзгеруде, ал адамның тұқым қуалаушылығы, популяциялық деңгейде, осыншама тез өзгере алмайды. Сондықтан да қазіргі кезеңде адам популяцияларында мутациялық құбылыс пен сұрыптау деңгейі едәуір жоғарылады.

Эволюция барысында адам популяцияларында үнемі байқалып отыратын мутациялық, генетикалық-автоматтық (гендердің дрейфі) құбылыс және сұрыптау салдарынан кең көлемді балансты полиморфизм қалыптастырылған. Қазіргі адам популяцияларында оның көлемі өте үлкен. Мысла, адамның антигендік, ферменттік, рецепторлық және басқа-да молекулалық-биохимиялық тұрпатын анықтайтын гендердің кем дегенде 25%, яғни 25000 гені, 2 не одан да көп аллельдерден тұратын полиморфтық жүйе күйінде кездеседі, демек жеке генотиптер вариацясы 2нің 25000 дәрежесіне тең. Мұндай көптүрліліктің қаншалықты үлкендігіне көз жеткізу үшін мынаны ескерген жөн: тек 25 полиморфы жүйенің вариациялары (2-нің 25 жәрежесіне тең) бүкіл ғаламшарды мекндейтін адамдар санына тең (6 миллиардтан астам) әртүрлі жеке генотиптерді пайда етер еді.

Адамның ферменттік жүйелерінің, тасымалдаушы белоктарының, антигендерінің және жасуша рецепторларының көптеген вариациялары ағзадағы химиялық заттардың метоболизмдерінің, биологиялық агенттерге не физикалық факторларға кері жауап реакцияларының жеке ерекшеліктерін туғызды. Осылардың бәре адам экогенетикасының зерттеу объектілері болып саналады.

Адам экогенетикасы XX ғасырдың 50 жылдарынан бастап дамып келеді. Бұл жылдары адам ағзасында кейбір ферменттердің жетіспеушілігі салдарынан дәрі-дәрмектерге қарсы тұқым қуалайтын патологиялық реакциялар байқалған. Бұл құбылысты сипаттау үшін неміс генетигі Ф.Фогель фармакогенетика деген терминді қолдануды ұсынды.

Адам экогенетикасын зерттеулер соңғы жылдары адамның мекен ортасының "жаңа", бұрын кездеспеген факторлармен (дәрі-дәрмектер, пестицидтер, тамақ қоспалары, т.б.) ластануы нәтижесінде жеделдетіледі. Бұрын адамдар бұл заттармен тіпті жанаспаған, сондықтан-да бұл заттарға қарсы сұрыптау болмаған. Кейбір аллельдер гендердің дрейфі не басқа да себептер нәтижесінде популяцияда жинақталуы мүмкін, бірақ олар ұзақ уақыт "үнсіз" күйде болып фенотиптік байқалмаған. Ал, жаңа жағдайларда олар активтеніп фенотиптік байқалуын көрсетуі мүмкін.

Бұрын "үнсіз" күйде болып келген гендердің жаңа экологиялық факторлар әсерінен акивтенуін- факторлардың экогенетикалық әсері деп атайды. Экогенетикалық аурулардың қалыптасуының популяциялық- генетикалық түсіндірмесі.

Қазіргі кезде ағзалардың орта факторлары әсерлеріне тұқым қуалайтын реакциялары тек қана дәрі-дәрмектерге ғана емес, сол сияқты физикалық факторларға, тамақтарға, әсіресе тамақтарға қосылған қоспаларға, атмосфера ластануына, кәсіби зиянды факторларға да байқалған.

Сыртқы орта факторларның әрекеттеріне ағзаның генетикалық реакцияларының ерекшеліктерін клиникалық-генеалогиялық, егіздерді зерттеу немесе популяциялық-статистикалық әдістер арқылы зерттеуге әбден болады.

Сыртқы орта әрекеттеріне ағзаның тұқым қуалайты патологиялық реакциялары

Ағзаның орта факторлары әсеріне өте жоғары сезімтал болуының негізі болып кейбір арнайы (спецификалық) мутациялар саналады. Ортаның зиянды факторлары барлық адамдарды зақымдамай, тек кейбір осы мутацияларға генетикалық бейімді ағзаларды ғана зақымдайды. Адам ағзасына енген химиялық қосылыстардың метаболизмінің (юиотрансформациясының) генетикалық тұрғыдан бақыланатыны белгілі. Ағзаға енген химиялық заттардың биотрансформациясына қатысатын патологиялық экогенетикалық реакцияларды қалыптастыратын полиморфтық локустарға- цитохром P-450, N-ацетилтрансфераза, қан сарысуының параксоназы және холинэстеразасы, глюкоза-6-фосфат-дегидрогеназа, лактоза, протеиназ ингибаторы т.б. жатады.

Экогенетикалық реакциялар кейбір сирек кездесетін мутантты аллельдер не полиморфты жүйелер арқылы, сол сияқты бір немесе бірнеше гендер әрекеті нәтижесінде бақылау мүмкін.

Фармакогенетика

Фармакогенетика- адам ағзасының дәрі-дәрмек әсерлеріне қарсы тұқым қуалайтын реакцияларын зерттейді. Адамдардың кез- келген фармакогенетикалық реакциялары адам попуяциясында қазіргі кезде қолданылатын фармакологиялық заттарды қолданғанға дейін эволюция процесінде қалыптасқан кең көлемді генетикалық полиморфизмі негізінде дамиды.

Қолданылатын дәрі-дәрмектердің тиімділігі мен қосымша әсерлері әртүрлі топтарда және ағзаларда түрліше болатындығы дәрігерлік практикадан белгілі. Ағзаға дәрі-дәрмектердің стандартты дозасын енгізгеннен кейін оның қандағы концентрациясы бір адамдарда оптиумнан (тиімді доза) төмен болса, яғни әсер етпесе, екінші біреулерде улау деңгейіне жетер еді.

Дәрі- дәрмектердің ағзадағы тағдыры оның биотрансформациялануына немесе оның сіңірілуіне, таралу (мүшелерге, ұлпаларға, жаушаларға, оганнелаларға), рецепторлармен өзара әректтесу, метаболизм және ағзадан шығарылу құбылысына байланысты. Осы фармакокинетикалық құбылыстардың әрбір кезеңдері генетикалық тұрғыдан бақылауда болатыны, яғни арнайы емес ферменттердің қатысуымен жүретіні сөзсіз. Адам популяциясында кең көлемді балансты полиморфизм болатынын ескерсек әрбір дәрі- дәрмектің фармакинетикалық кезеңдердегі тағдыры полиморфты ферменттер немесе белок жүйесімен байланысты екені өзінен- өзі түсінікті.

Безгекке қарсы препараттарды (примахин, дифенилсульфан, сульфониламидтер, көк толуидин т.б.) қабылдау эритроциттердің гемолизденуіне (еруіне) алып келеді.

Фармакогеникалық аурудың тағы бір түрі- гипертермия рагі. Ол доминантты тип арқылы тұқым қуала"ды деп болжалады. Бұл аурудың қоздырушы факторлары болып кейбір инголяциялық анестетиктер (фтротан, этил эфирі, метоксифлуран) саналады. Ауру адамдардың дене температурасы 44 градусқа дейін көтеріледі. Және тахикардия, демалудың жиілеуі, гипоксия, ацидоз, гиперкалиемия, гипокальцемия т.б. байқалады. Осындай 180 ауру анықталып, олардың 60% жүректің тоқталуы салдарынан дүние салған.

Болашақтағы адамдардың денсаулығын сақтауда адам экогенетикасының маңызы еселеніп өсетіні сөзсіз. Себебі, профилактикалық медицина- адам экогенетикасы тұжырымына сай әрбір даралардың қалыпты тіршілік етуі биохимиялық полиморфизмнің патологиялық экогенетикалық әсерлерінің алдын- алуы үшін ең қолайлы жағдайларды қалыптастыруға бағытталады.

Дереккөздер

• “Қазақстан”: Ұлттық энциклопедия/Бас редактор Ә. Нысанбаев – Алматы “Қазақ энциклопедиясы” Бас редакциясы, 1998
• "Медициналық биология және генетика"/Бас редактор С.А.Әбилаева, Е.О.Қуандықова- Алматы-Шымкент, 2004