Kromosomale sykdommer er forårsaket av kromosommutasjoner (delesjoner, duplikasjoner, inversjoner, translokasjoner) eller endringer i antall kromosomer (aneuploidy og polyploidy). Totalt er rundt 700 sykdommer forbundet med kromosomomorganisering beskrevet. For eksempel katteskriksyndrom.
Karyotype 46 XX eller XU, 5p-. Kromosomal sykdom - katteskriksyndrom - skyldes delvis monosomi; den utvikler seg med en sletting (med tap fra en tredjedel til halvparten, sjeldnere - fullstendig tap) av den korte armen til det femte kromosomet. For utviklingen av det kliniske bildet av syndromet er det ikke størrelsen på det tapte stedet som betyr noe, men det spesifikke mindre fragmentet av kromosomet. Noen ganger bemerkes mosaikk ved deling eller dannelse av et ringkromosom-5.
Med dette syndromet er det:
- • generell utviklingsforsinkelse;
- • lav fødselsvekt og muskelhypotensjon;
- • måneformet ansikt med brede øyne;
- • et karakteristisk rop hos et barn som ligner kattemyse forårsaket av endring i strupehodet (innsnevring, mykhet i brusk, reduksjon i epiglottis, uvanlig folding av slimhinnen) eller underutvikling av strupehodet. Skiltet forsvinner på slutten av det første leveåret.
I tillegg er det medfødte misdannelser i hjertet, muskel- og skjelettsystemet og indre organer, mikrocephaly, lav plassering og deformasjon av auriklene, hudfolder foran øret, epicanthus (tverrgående hudfold nær det indre hjørnet av øyet, vanligvis bilateralt). Syndromets frekvens er omtrent 1: 45000. Kjønnsforholdet - mann / kvinne er 1: 1,3. Etterretning - omtrent 20 poeng på etterretningsskalaen.
Det kliniske bildet av syndromet og forventet levealder for personer med dette syndromet varierer ganske mye i kombinasjon av medfødte misdannelser i organer.
Genomiske mutasjonssykdommer
Downs syndrom (trisomi på kromosom 21) er en av formene for genomisk patologi, der karyotypen oftest er representert med 47 kromosomer i stedet for de normale 46, siden kromosomene til det 21. paret, i stedet for de normale to, er representert med tre eksemplarer. Det er to andre former for dette syndromet: translokasjon av kromosom 21 til andre kromosomer (vanligvis med 15, sjeldnere med 14, enda sjeldnere med 21, 22 og Y-kromosomet) - 4% av tilfellene, og mosaikkversjonen av syndromet - 5%.
Den engelske legen John Langdon Down var den første i 1862 som beskrev og karakteriserte syndromet, senere oppkalt etter ham, som en form for mental lidelse. Konseptet ble kjent etter publiseringen av en rapport om dette emnet i 1866. På grunn av epicanthus brukte Down uttrykket "Mongoloids" (syndromet ble kalt "Mongolisme"). Ideen om Downs syndrom var veldig knyttet til rasisme frem til 1970-tallet. Verdens helseorganisasjon (WHO) fjernet offisielt navnet "Mongolisme" i 1965 etter appellen fra de mongolske delegatene.
Forholdet mellom opphavet til det medfødte syndromet og endringen i antall kromosomer ble bare avslørt i 1959 av den franske genetikeren Jerome Lejeune.
Den første International Day of Man with Down Syndrome ble avholdt 21. mars 2006. Dag og måned ble valgt i henhold til parnummer og antall kromosomer.
På 1900-tallet ble Downs syndrom ganske vanlig. Pasientene ble observert, men bare en liten del av symptomene kunne stoppes. De fleste pasienter døde som spedbarn eller barn. Med fremveksten av den eugeniske bevegelsen i 33 av de 48 amerikanske statene og i flere andre land, har programmer begynt å sterilisere individer med Downs syndrom og sammenlignbare grader av funksjonshemming. Det var også en del av T-4-drapsprogrammet i Nazi-Tyskland. Rettslige problemer, vitenskapelige fremskritt og offentlige protester førte til at slike programmer ble avbrutt i løpet av et tiår etter slutten av andre verdenskrig.
Fram til midten av 1900-tallet forble årsakene til Downs syndrom ukjente, men forholdet mellom sannsynligheten for å få en baby med Downs syndrom og morens alder var kjent (fig. 6.2), det var også kjent at alle raser var påvirket av syndromet. Downs syndrom er ikke en sjelden patologi - i gjennomsnitt observeres ett tilfelle per 700 fødsler; for øyeblikket, takket være prenatal diagnose, har fødselsraten til barn med Downs syndrom gått ned til 1: 1100. Hos begge kjønn forekommer anomalien med samme frekvens.
Figur 6.2. Sannsynligheten for Downs syndrom avhengig av morens alder
Moderne studier (fra 2008) har vist at Downs syndrom også er forårsaket av tilfeldige hendelser i prosessen med dannelse av kimceller og / eller graviditet. Foreldres atferd og miljøfaktorer påvirker ikke dette på noen måte. Etter ulykken ved kjernekraftverket i Tsjernobyl i januar 1987 ble det registrert et uvanlig stort antall tilfeller av Downs syndrom, men det var ingen påfølgende trend mot en økning i forekomsten..
Trisomi av det 21. kromosomet i 95% av tilfellene er årsaken til Downs syndrom, i 88% av tilfellene - på grunn av nondisjunksjon av mors gameter og hos 8% - hann. Trisomi er vanligvis forårsaket av ikke-divergens i kromosom under dannelsen av kjønnscellene til foreldrene (gametene), i hvilket tilfelle alle cellene i barnets kropp vil ha en anomali. Med mosaikk forekommer nondisjunksjon i den embryonale cellen i de tidlige stadiene av dens utvikling, som et resultat som et brudd på karyotypen bare påvirker noen vev og organer. Denne versjonen av utviklingen av Downs syndrom kalles "mosaikk Downs syndrom" (46, XX / 47, XX, 21). Denne formen for syndromet er vanligvis enklere (avhengig av omfanget av det endrede vevet og deres beliggenhet i kroppen), men vanskeligere for prenatal diagnose. Av denne typen vises syndromet i 1-2% av tilfellene.
Ytterligere materiale av det 21. kromosomet som forårsaker Downs syndrom kan vises på grunn av Robertson-translokasjoner i karyotypen til en av foreldrene. I dette tilfellet er den lange armen til det 21. kromosomet festet til skulderen til et annet kromosom (oftest den 14. [45, XX, der (14; 21) (q10; q10)]).
Fenotypen hos mennesker med Robertson-translokasjoner er normal. Under reproduksjon øker normal meiose sjansen for trisomi av det 21. kromosomet og fødselen til et barn med Downs syndrom. Oversettelser med Downs syndrom blir ofte referert til som "familie Downs syndrom." Dette avhenger ikke av morens alder, og viser heller lik rolle som foreldreorganismer i utseendet til Downs syndrom. Denne typen syndrom tar 2-3% av alle tilfeller.
Kjennetegn vanligvis forbundet med Downs syndrom:
- • "flatt ansikt" - 90%;
- • brachycephaly (unormal forkortelse av hodeskallen) - 81%;
- • hudfold på nakken hos nyfødte - 81%;
- • epicanthus (vertikal hudfold som dekker den mediale vinkelen på palpebral sprekker) - 80%;
- • hyperhabilitet i ledd - 80%;
- • muskelhypotensjon - 80%;
- • flat nakke - 78%;
- • korte lemmer - 70%;
- • brachymesophalangia (forkortelse av alle fingre på grunn av underutvikling av de midterste phalanges) - 70%;
- • grå stær over 8 år - 66%;
- • åpen munn (på grunn av lav muskeltonus og ganenes spesielle struktur) - 65%;
- • tannhinneavvik - 65%;
- • klinodaktisk av den femte fingeren (buet lillefingeren) - 60%;
- • bueformet gane - 58%;
- • flat nesebro - 52%;
- • furetunge - 50%;
- • tverrgående palmarfold (også kalt "ape") - 45%;
- • kort bred hals - 45%;
- • CHD (medfødt hjertesykdom) - 40%;
- • kort nese - 40%;
- • strabismus (skvis) - 29%;
- • brystdeformitet, kjøl eller traktformet - 27%;
- • aldersflekker langs kanten av iris - 19%;
- • episindrome - 8%;
- • stenose eller atresia i tolvfingertarmen - 8%;
- • medfødt leukemi - 8%.
Nøyaktig diagnose er mulig basert på en blodprøve i karyotype. Basert på utelukkende ytre tegn, er diagnose ikke mulig.
Utsikter for utvikling av et barn med Downs syndrom.
Graden av manifestasjon av utviklingshemning av mental og taleutvikling avhenger av både medfødte faktorer og av aktiviteter med barnet. Barn med Downs syndrom blir trent. Klasser med dem som bruker spesielle teknikker som tar hensyn til særegenhetene ved deres utvikling og oppfatning, fører vanligvis til gode resultater..
Tilstedeværelsen av et ekstra kromosom forårsaker utseendet til en rekke fysiologiske trekk, som et resultat av at barnet vil utvikle seg saktere og litt senere enn hans jevnaldrende gjennomgår stadier av utvikling som er felles for alle barn. Det vil være vanskeligere for et barn å lære, og likevel kan de fleste barn med Downs syndrom lære å gå, snakke, lese, skrive og generelt gjøre det meste av hva andre barn kan gjøre..
Patau syndrom (trisomy-13) er en human kromosomal sykdom preget av tilstedeværelsen av et ekstra kromosom 13 i celler. Trisomy-13 ble først beskrevet av Erasmus Bartholin i 1657.
Sykdommens kromosomale natur ble identifisert av Dr. Klaus Patau i 1960. Sykdommen er oppkalt etter ham. Patau syndrom er også blitt beskrevet for stammer fra Stillehavsøyene. Det antas at disse tilfellene var forårsaket av strålingskontaminering som følge av atomvåpenforsøk i regionen. Det forekommer med en frekvens på 1: 7000 - 1: 14000. Kjønnsforholdet i Patau syndrom er nær 1: 1.
Med Pataus syndrom observeres alvorlige medfødte misdannelser. Barn med Patau-syndrom blir født med en kroppsvekt under normal (2500 gram). De avdekket moderat mikrocephaly, nedsatt utvikling av forskjellige deler av sentralnervesystemet, lavt skrånende panne, innsnevrede øyespor, hvorav avstanden var redusert, hornhinnens opacitet, nedsunket nese, bred bunn av nesen, deformerte aurikler, spalte øverste leppe og gane, polydakty, kort nakke. 80% av nyfødte har hjertefeil. Patau syndrom er preget av psykisk utviklingshemning.
På grunn av alvorlige medfødte misdannelser, dør de fleste barn med Patau syndrom de første ukene eller månedene (95% - opptil 1 år). Noen pasienter lever imidlertid i flere år. I utviklede land er det dessuten en tendens til å øke forventet levealder for pasienter med Patau-syndrom opp til 5 år (ca. 15% av barna) og til og med opp til 10 år (2-3% av barna). Overlevende lider av dyp idioti.
Edwards syndrom (trisomy-18 syndrom) er en kromosomal sykdom som er preget av et kompleks av flere misdannelser og trisomi av det 18. kromosomet. Beskrevet i 1960 av John Edwards. Befolkningsfrekvensen er omtrent 1: 7000. Det er mer sannsynlig at barn med trisomi-18 blir født hos eldre mødre, forholdet til mors alder er mindre uttalt enn i tilfeller av trisomikromosomer 21 og 13. For kvinner over 45 år er risikoen for å få et sykt barn 0,7%. Jenter med Edwards syndrom blir født tre ganger oftere enn gutter.
Årsaken til sykdommen er tilstedeværelsen av et ekstra 18. kromosom (tre i stedet for to er normale for et diploidsett) i zygotekarotypen.
Barn med trisomi 18 blir født med en lav, i gjennomsnitt 2177 gram, vekt. Videre er graviditetens varighet normal eller overgår normalen. Fenotypiske manifestasjoner av Edwards syndrom er forskjellige. Oftest forekommer anomalier i hjernen og ansiktshodeskallen. Underkjeven og munnen er små. Palpebral sprekker er smale og korte. Auriklene er deformerte og er i de aller fleste tilfeller plassert lave, noe langstrakte i det horisontale planet. I 80% av tilfellene observeres unormal utvikling av foten: hælen stikker skarpt ut, tommelen tyknes og forkortes.
Forventet levealder for barn med Edwards syndrom er liten: 60% av barna dør før de var 3 måneder, bare 510% overlever til et år. Den viktigste dødsårsaken er luftveisstans og hjertesvikt. Overlevende - Deep Oligophrenics.
Forekomsten av Edwards syndrom er omtrent 1: 3000 oppfatninger og 1: 6000 fødsler av levende barn. Selv om en kvinne på 20 eller 30 år også kan føde et barn med Edwards syndrom, øker risikoen for å få et sykt barn med alderen.
Matmutagener og antimutagener
MAT MUTAGENS OG ANTIMUTAGENS
Merk: Et av de lovende områdene i utvikling og implementering av mat-antimutagener er bruken av funksjonelle matvarer basert på probiotiske mikroorganismer i menneskets kosthold. De oppdagede antimutageniske og andre gunstige egenskapene til vennlige bakterier åpner for enorme muligheter for bruk i matindustrien, så vel som i folkehelsepraksis. Dette gjelder spesielt i lys av den enorme bruken i matindustrien av forskjellige tilsetningsstoffer som påvirker mutageneseprosesser. Se: Antimutagen aktivitet av probiotika
SIDEINNHOLD
MATTILSETNINGER OG HYGIENISK MATSIKKERHET
Moderne matteknologier for tilberedning av matvarer med masseforbruk inkluderer den utbredte bruken av forskjellige tilsetningsstoffer. De er ikke nødvendige komponenter i maten, men uten bruk av dem ville valget av mat være mye dårligere, og matteknologien ville være mye mer sammensatt og dyrt. Uten bruk av tilsetningsstoffer i matvarer, er det nesten umulig å produsere halvfabrikata, hurtigretter, de er også nødvendige for å forbedre de organoleptiske egenskapene, forlenge holdbarheten, redusere kaloriinnholdet i maten.
I dag er 22 klasser med kosttilskudd kjent. Dette er fargestoffer, konserveringsmidler, antioksidanter, emulgatorer, fortykningsmidler, geleringsmidler, stabilisatorer, smaksforsterkere, søtstoffer, desintegreringsmidler, fyllstoffer og en rekke andre. Bruk av tilsetningsstoffer er regulert av forskjellige forskrifter. En av hovedbetingelsene for å tillate bruk av tilsetningsstoffer er deres toksikologiske sikkerhet. Det siste oppnås ved en foreløpig eksperimentell studie av endringer i funksjonell tilstand og morfologiske forandringer av organisme under påvirkning av et bestemt mattilskudd. Samtidig er det fortsatt utilstrekkelig oppmerksomhet rundt vurderingen av effekten av mattilsetningsstoffer på mutageneseprosesser..
Mutagenese (lat. mutatio - endring og gresk. genese - opprinnelse, utvikling]: prosessen med utseendet til arvelige mutasjoner i kroppen som vises naturlig (spontant) eller er forårsaket (indusert) av forskjellige fysiske eller kjemiske faktorer - mutagener. I hjertet av M. er endringer i nukleinsyremolekylene som lagrer og overfører arvelig informasjon. Disse endringene uttrykkes som genmutasjoner eller kromosomale omorganiseringer.
Mutagenese er et fenomen med økt spontan mutasjon under påvirkning av midler av forskjellig art. Typiske fysiske faktorer som forårsaker induksjon av mutasjoner er ionisering og ultrafiolett bestråling, kjemiske er nitrosoderivater og alkyleringsmidler, biologiske er virus. I tillegg er det tvingende grunn til å tro at stressfaktorer og andre forhold ledsaget av nedsatt naturlig antioksidantbeskyttelse av DNA-reparasjon kan være viktige faktorer som forårsaker forekomst av mutasjoner hos mennesker..
De biologiske og medisinske konsekvensene av indusert mutagenese utgjør en alvorlig trussel mot menneskers helse og liv. Induserte mutasjoner er ansvarlige for forekomsten av arvelige sykdommer, medfødte misdannelser og onkologiske sykdommer. De er assosiert med for tidlig aldring og infertilitet. Mutagens massive effekt på genetiske strukturer kan forårsake genetisk degenerasjon av mennesker som biologisk art. Til tross for den alvorlige trusselen mot menneskers liv og helse fra indusert mutagenese, er vurderingen av de mutagene egenskapene til mattilsetningsstoffer ikke en nødvendig betingelse for å implementere dem i praksis. Derfor er spørsmålet om genetisk sikkerhet for bruken åpen.
Fra et generelt teoretisk synspunkt kan effekten av tilsetningsstoffer i mat på mutagenese reduseres til tre hoved manifestasjoner:
- Et ernæringstilskudd kan forbedre spontan mutagenese, dvs. mutagen.
- Et ernæringstilskudd kan forbedre effekten av mutagener som er tilstede i mediet, dvs. ha kommutagen aktivitet.
- Et mattilskudd kan dempe mutagene effekter, dvs. utviser antimutageniske egenskaper.
Det er tydelig at tilsetningsstoffer med mutagene og kommutagene egenskaper utgjør en åpenbar fare for menneskers liv og helse, mens det er basert på tilsetningsstoffer med antimutageniske egenskaper, det er mulig å utvikle produkter som kan redusere den "genetiske risikoen" for miljømessige og industrielle mutagener på menneskets genetiske strukturer..
1. Resultatene oppnådd i studien av de mutagene egenskapene til mattilsetningsstoffer.
Ikke alle brukte kosttilskudd er testet for mutagen aktivitet. Selv dette begrensede arbeidet avslørte imidlertid mutagene forbindelser blant nesten alle kjente klasser av mattilsetningsstoffer..
1. Antioksidanter.
Dette er den beste genetisk undersøkte gruppen av kosttilskudd. Resultatene er ganske motstridende, men gir tilstrekkelig grunn til å tro at bruken av butylhydroxytoluen (E321) og spesielt butylhydroxyanisole (E320) kan være genetisk usikker..
2. Smaker.
Et smaksstoff - cinnamaldehyd, viste mutagene egenskaper i forsøk på mus og rotter, estergummi - når det ble gitt til mus. Smak på løk og hvitløk var mutagene i bakterieeksperimenter.
3. Konserveringsmidler.
Studier av tinnklorid (E512), brukt som konserveringsmiddel i flere land, viste dens genotoksisitet i mikrobiologiske tester. Formaldehyd (E240) viste mutagene egenskaper i mikrobiologiske testsystemer, og induserte genmutasjoner i kinesiske hamsterceller in vitro og kromosomale mutasjoner i menneskelig cellekultur.
Det rapporteres om mutagen aktivitet av natriumnitrietkonserveringsmiddelet og bakteriehemmeren for viner og natriumbisulfitjuicer. AF-2 konserveringsmiddel utviklet i Japan, som er et derivat av nitrofuran, er forbudt for bruk på grunn av tilstedeværelsen av mutagene egenskaper.
Mer komplekse resultater ble oppnådd ved evaluering av den mutagene aktiviteten til sorbinsyre og salter derav (E200, E201, E202). Det ble opprinnelig vist at de induserer gen- og kromosomale mutasjoner i dyrkede eukaryote celler. Videre in vitro- og in vivo-studier ble disse resultatene ikke bekreftet. Det ble imidlertid bemerket at de listede midlene kan erverve genotoksiske egenskaper som et resultat av oksidasjon. Konserveringsmiddelet thiabendazol (E233) demonstrerte mutagene egenskaper i eksperimenter på kinesiske hamsterceller in vitro, men var inaktivt i mikronukleustesten i mus.
4. Fargestoffer.
I Ames-testen ble mutagenisk aktivitet demonstrert av hovedrød, metylrød Sudan 4, metyloransje, Kongo rød, Alizarin rød B, Eriochrome, tryptofanblå, Evans blå og andre..
Matgrønn S (E142) og Crimson SX (E125) har vist mutagene egenskaper i forsøk på mus. Mutagene egenskaper av metanylgult, oransje 11 og floksin er blitt etablert i cellekulturer. "Sukkerfarge" - (Е150а) og (Е150с) er i stand til å forårsake kromosomale mutasjoner i dyrkede pattedyrceller, men har ikke genotoksisk aktivitet i eksperimenter med pattedyr. Tartrazin var mutagent i perifert blodlymfocyttkultur. Samtidig var tartrazin, så vel som indigokarmin (E132), solnedgangsgult (FCF “solnedgang”) (E110 *), azorubin (E122) og patentert V (E131) ikke aktive i våre eksperimenter med mus.
5. Søtstoffer.
Informasjon om mange studier av sakkarin og salter derav (E954) er ganske selvmotsigende. Noen forfattere indikerer tilstedeværelsen av mutagene egenskaper i sakkarin, mens andre ikke har funnet slike effekter. I våre studier på mutagenisitet av sakkarin, så vel som cyklamat (E952), acesulfame (E950) og aspartam (E951), er det ingen påvisning av mutagen aktivitet fra disse tilsetningsstoffene i eksperimenter med mus.
6. Andre kosttilskudd.
Krompikolinat viste uttalt mutagen aktivitet i forsøk på dyrkede eukaryote celler, kaliumbromat (E924) hadde en lignende effekt i eksperimenter på rotter.
2. Resultatene oppnådd i studien av de kommutagene egenskapene til tilsetningsstoffer.
Studier av den comutageniske aktiviteten til de fleste kosttilskudd er fortsatt utenfor forskernes oppmerksomhet. Arbeid i denne retningen har en enkelt karakter. Samtidig lar den kjente informasjonen oss trygt hevde at kommutagene egenskaper er iboende i en rekke mattilsetningsstoffer. Tanniner (E181) viste kommutagen aktivitet med hensyn til de cytogenetiske effektene av mitomycin C i en rekke eksperimenter utført på eukaryote testsystemer. Synergismen til mutagene effekter av formaldehyd (E240) og nitrosometylurea ble avslørt.
En ofte brukt forbindelse som askorbinsyre (EZOO), demonstrerte evnen til å øke den skadelige effekten av bleomycin på kromosomene fra dyrkede humane lymfocytter, og viste også kommutagen aktivitet med hensyn til effekten av visse metaller i museforsøk.
I denne forbindelse er det hensiktsmessig å vurdere andre eksempler på co-vitalitet av vitaminer som anbefales i dag for å forsterke matvarer. E-vitamin øker mutagenisiteten til bleomycin og etylmetansulfonat. Vitamin B2 har en lignende effekt på kromforbindelser, og A-vitamin forbedrer den mutagene effekten av etylmetansulfonat..
3. Resultatene fra studien av antimutageniske egenskaper til mattilsetningsstoffer.
For tiden er ideen om at en rekke mattilsetningsstoffer samtidig kan spille rollen som kjemopreventorer, d.v.s. øke menneskelig motstand mot forskjellige påvirkninger, inkludert mutagene. En viktig rolle i dannelsen av dette synspunktet ble spilt av de positive resultatene som ble etablert i studien av de antimutageniske egenskapene til mattilsetningsstoffer og vitaminer som ble brukt for å berike matprodukter..
1. Antioksidanter.
I dag er det en ganske stor mengde informasjon som indikerer at utylhydroxytoluen (E321), butylhydroxyanisol (E320), propylgallat (E310), etoksykin (E324) har antimutageniske egenskaper.
E320 og E321 hemmer den mutagene effekten av benzo (a) pyren i dyrkede pattedyrceller.
E324 reduserer og avhenger dosemessig de skadelige effektene av cyklofosfamid på benmargsceller og spermatogoni fra pattedyr..
Det er tilstrekkelig med informasjon om antimutagenisiteten til askorbinsyre, noe som effektivt reduserer den genotoksiske effekten av cyklofosfamid og insektmiddel dimetoat, plantevernmidler endosulfan, fosfomedon, mancozeb, så vel som det anti-amoebiske stoffet diiodohydroxyquinoline og benzo (a) pyrene.
E-vitamin reduserer antall kromosomskader indusert av benzo (a) pyrene og bleomycin.
Vitamin A reduserer mutagenisiteten til aflatoksin B1, cyklofosfamidmetylnitrosamin, benzo (a) pyren, clofazemin medisiner.
2. Smaker.
Informasjon om resultatene fra studier av de antimutageniske egenskapene til smaksetting av cinnamaldehyd er oppsummert tidligere.
Forsøk med vanillin viste at denne smaksstoffet reduserer den mutagene effekten av metylmetansulfonat og mitomycin C i forsøk på Drosophila og etylnitrosourea i forsøk på mus.
Kumarin var i stand til å hemme den mutagene aktiviteten til benzo (a) pyren hos mus.
3. Fargestoffer.
Fargestoffer med naturlig opprinnelse av curcumin (E160) har antimutageniske egenskaper: curcumin (E160i) og gurkemeie (E 160ii). Den første hemmer de genotoksiske effektene av tobaksrøykondensater. Den andre, alene eller i kombinasjon med curcumin, er de mutagene virkningene av benzo (a) pyrene.
Riboflavin (E101i) hemmet den mutagene effekten av benzo (a) pyren og 2-acetylaminofluoren.
Studien av ß-karoten (E160a) viste at den er i stand til å redusere mutagenisiteten til benzo (a) pyren og cyclofosfamid. Karatinoidfargestoffer og cyklofosfamid. Karatinoidfargestoffer E160a og E160e reduserer de mutagene virkningene av cyklofosfamid og dioksin hos mus.
Andre kosttilskudd og vitaminer.
De antimutageniske egenskapene til aspartam søtningsmiddel (E951) er blitt etablert. Denne forbindelsen reduserte effektivt de mutagene virkningene av dioksin og cyklofosfamid..
Vitamin B6 viste antimutageniske egenskaper med hensyn til mitomycin C og nitrokinoloksid, men var ikke effektiv mot virkningene av cyklofosfamid, nitrosoguanidin og metylurea.
Vitamin B12 reduserte kromosomskader hos mus smittet med meslingevirus.
Folsyre reduserte doseavhengig induksjon av mikrokjerner under påvirkning av metotrexat i benmargsceller fra mus..
Dermed er det i dag ganske stor mengde informasjon som viser tilstedeværelsen av mutagene og kommutagene egenskaper i tilsetningsstoffer på den ene siden, og på den annen side antimutagen aktivitet.
Det er bemerkelsesverdig at i noen tilfeller kan det samme stoffet demonstrere alle tre aktivitetstypene. Det siste er spesielt karakteristisk for antioksidanter og kan skyldes inversjonen av effekter som er iboende i disse forbindelsene, uttrykt i konsentrasjonen eller doseavhengig forandring av antioksidanteffekten til prooksydanten og følgelig antimutagen til mutagen eller kommutagen.
Behovet for å studere den mutagene aktiviteten til tilsetningsstoffer i matvarer følger tydeligvis av anbefalingene fra WHO og sammenfaller med mening fra innenlandske forfattere som tidligere indikerte at ". sikkerhet og kvalitet på mat er en av hovedfaktorene som bestemmer helsen til en nasjon og bevaring av dens genbasseng ”.
Tilstedeværelsen av mutagene og kommutagene egenskaper i en rekke mattilsetningsstoffer gjør det mulig å stille spørsmål ved muligheten for videre bruk. Samtidig ble informasjon oppnådd om tilstedeværelsen av genotoksisk aktivitet i dem i isolerte eksperimenter som ikke var forbundet med en enkelt metode brukt for å evaluere den mutagene aktiviteten til kjemiske forbindelser. Uten å dvele med den detaljerte analysen, bemerker vi at den i dag godkjente praksis er omfattende, som involverer bruk av et sett med forskjellige metoder, studerer mutagenisiteten til aktiviteten til kjemiske forbindelser, og optimale algoritmer er utviklet for å vurdere helheten av dataene som er oppnådd og deres ekstrapolering til mennesker. Det er vitenskapelig baserte parametere som bestemmer valget av forskningsmetoder, doser, metoder og bruksmåter for et stoff i eksperimenter for å evaluere dets mutagene egenskaper. Metoden for forskning om mutagenisitet er spesielt grundig og fullt utviklet innen farmakologi, siden vurderingen av mutagen aktivitet er en forutsetning for at medisiner skal kunne tas i bruk. Ovennevnte informasjon lar oss med rimelighet tro at et systematisk og omfattende system for vurdering av den mutagene aktiviteten til tilsetningsstoffer i matvarer nå er et presserende behov og kan utføres på grunnlag av metodikken brukt i prekliniske farmakologiske studier om legemiddelsikkerhet, som anbefalt av WHO.
En egen analyse fortjener informasjon om de antimutageniske egenskapene til noen tilsetningsstoffer. Deres tilstedeværelse åpner for muligheter for utvikling av matprodukter, hvis bruk kan redusere det mutagene trykket fra miljøfaktorer på menneskelig arvelighet. Det antas at dette er et ekstremt lovende område for teoretisk og anvendt forskning. Imidlertid gjennomføres implementeringen i dag i en utilstrekkelig utviklet metodikk for denne typen forskning og innføring av matvarer med antimutageniske egenskaper. De fleste av problemene som oppstår er relatert til legitimiteten til å ekstrapolere eksperimentelle data fra mennesker til mennesker, samt inversjonen og spesifisiteten til effektene av mange mat-antimutagener..
Således er det i dag et presserende behov for å innføre metoder for å vurdere deres mutagene og mutagene aktivitet i systemet for å studere sikkerheten til tilsetningsstoffer i mat og de nødvendige forutsetninger for videre teoretisk og praktisk utvikling av tilnærminger til bruk av antimutageniske tilsetningsstoffer som matkjemopreventere av mutagene effekter på mennesker..
GENETISK MATSIKKERHET
Fig. 1 - Arrangementet av kromosomer i en celle. Et av de mulige resultatene av virkningen av mutagener i menneskekroppen er endringer i kromosomstrukturen. Kromosomer (andre greske χρῶμα - farge og σῶμα - kropp) - nukleoproteinstrukturer i kjernen til en eukaryot celle, der mesteparten av arvelig informasjon er konsentrert og som er ment for lagring, implementering og overføring.
Moderne studier viser at matprodukter kan inneholde både genotoksiske midler som er farlige for menneskelig arvelighet og antimutagener som kan øke menneskelig motstand mot genotoksiske effekter av miljøfaktorer..
Mutagener kan komme inn i mat fra omgivelsene, dannet under varmebehandling og under lagring av mat. Imidlertid er informasjon om disse prosessene og kontrollen av dem åpenbart utilstrekkelig, så vel som data om de mutagene egenskapene til mattilsetningsstoffer for forskjellige formål og noen naturlige komponenter i maten. I lys av dette er det nødvendig med en detaljert analyse av metodiske og metodiske aspekter ved arbeid for å sikre den genetiske sikkerheten til mat..
På den annen side har det de siste årene blitt identifisert ganske mange naturlige og syntetiske forbindelser som kan dempe mutagene effekter. Opprettelse av matvarer, inkludert antimutagener, er uten tvil vitenskapelig og praktisk interesse. Hovedproblemet som bør løses langs denne veien er valget av adekvate oppskrifter for forskjellige befolkningsgrupper og forebygging av skadelige effekter av mutagener med forskjellige virkningsmekanismer. En av de mulige retningene for dette arbeidet er identifisering av nye mat-antimutagener og studiet av de antimutageniske egenskapene til biologisk aktive tilsetningsstoffer, vitamin-mineralkomplekser og ferdige produkter beriket med antimutageniske biokorreksjoner..
Dermed i dag innen matmatoksikologi, dannes det to nye forskningsområder. Den første involverer tidlig påvisning av genotoksiske midler og forebygging av menneskelig kontakt med dem, den andre - utvikling av matprodukter som kan øke menneskelig motstand mot genotoksiske midler i miljøet..
MUTAGENS OG ANTIMUTAGENS I MAT
De viktigste bestemmelsene om den medisinske betydningen av indusert mutagenese ble formulert på 1960-1970-tallet. De fleste av de påfølgende studiene på dette området er fokusert på vurdering av de mutagene egenskapene til miljøfaktorer av forskjellig art. Metodologiske og metodologiske prinsipper for genetisk screening av kjemiske mutagener og vurdering av mutagen aktivitet og genetisk sikkerhet for bruken av nysyntetisert xenobiotika ble foreslått og utviklet. Spesiell oppmerksomhet ble viet medisiner og sprøytemidler. En mye mindre mengde arbeid ble viet til vurderingen av de mutagene egenskapene til andre hverdagslige miljøfaktorer, spesielt matkomponenter. Resultatene var imidlertid nok til konklusjonen fra Den internasjonale organisasjonen for studier av kreftfremkallende risiko og en rekke autoritative forfattere at mat er kilden til en sammensatt blanding av mutagener og kreftfremkallende stoffer av forskjellig art. Mykotoksiner, nitrosoforbindelser, nitroarener, plante (hovedsakelig pyrolysidin) alkoloider, heterocykliske aminer, flavonoider, furokoumariner, kinolin og kinoxalinderivater, individuelle aromatiske hydrokarboner inntar en dominerende stilling.
1. Ernæringsmutagener.
Flere grunnleggende forskjellige veier for potensielle mutagener i mat er mulig..
1. De kan akkumuleres fra det ytre miljøet i løpet av planter og dyrs levetid. Det er kjent at metallsalter og sprøytemidler er utbredt i biogeocenoser. Flere dusin uorganiske forbindelser akkumuleres i gjenstandene for avlingsproduksjon og dyrehold, og forurenser matvarer. Kvikksølv akkumuleres i kroppen av fisk, fra jorden til grønnsaker passerer opp til 37% mangan, opptil 32% kobber, opp til 41% sink, opptil 10% nikkel. Forbindelser av kadmium, nikkel, bly, sink, krom, kobolt og andre akkumuleres i korn og poteter.En rekke uorganiske forurensninger viser mutagent og / eller DNA i pro- og eukaryote testsystemer - skadelig aktivitet i konsentrasjoner som overstiger fysiologiske verdier. Blant dem er forbindelser av sink, kobolt, kadmium, beryllium, kvikksølv, bly, molybden, nikkel, krom, arsen, kobber, jern, etc. De listede forbindelsene dissosierer seg med dannelsen av divalente kationer som kan direkte interagere med DNA, eller har variabel valenselementer i strukturen (overgangselementer - Mo, Hg. Fe, Cu, Mn, Cr, Ni, Co, etc.) og har derfor potensial til å indusere oksidativ DNA-skade.
Omfattende studier har vist at minst halvparten av de 230 testede plantevernmidlene har mutagene egenskaper. De er mest utpreget i etylendibromid, hydrazin, paraquat, og er også bemerket in vivo i endosulfan, mancozeb, organophosphorus og noen andre plantevernmidler. Deres opphopning i matplanter og restmengder i matvarer kan utgjøre en genetisk fare for mennesker, noe som bekreftes ved direkte cytogenetisk undersøkelse av personer som er i profesjonell kontakt med plantevernmidler..
Andre potensielt mutagene forbindelser eller forbindelser som er i stand til å danne mutagener hos mennesker, kan også akkumuleres i planter og dyr. For eksempel samhandler nitrater som akkumuleres i planter når nitrogenholdig gjødsel påføres jorden, interagerer med sekundære eller tertiære aminer for å danne mutagene nitrosoaminer i det sure innholdet i menneskets mage. Interaksjonen mellom natriumnitrat og L-tryptofan under lignende forhold fører til fremveksten av et mutagent derivat av propionsyre, med herbicider som er derivater av urinsyre, til dannelsen av deres mutagene nitrosoderivater. Danning av potensielt mutagene forbindelser under behandlingen av godartet (ikke inneholder mutagener eller deres forløpere) mat i mage-tarmkanalen er også mulig. Ames-testen og humane fibroblaster viser tilstedeværelsen av mutagene fecapentenes (konjugerte lipidestere) i avføringen til sunne mennesker..
Det skal også nevnes at restmengder medikamenter som brukes til å stimulere vekst og behandling av dyr, som kan passere i humane matprodukter, kan være en mutagene fare for mennesker. For eksempel er beroligende midler azoperon og acepramazin brukt i kjøttproduksjon mutagene i Ames-testen; dioksin, brukt som en antimikrobiell forbindelse i veterinærmedisin, er mutagent i eukaryote tester.
2. Matråvarer kan være forurenset med mutagener under lagring. For eksempel som et resultat av akkumulering av peroksiderte lipidforbindelser, hvis mutagenisitet er velkjent, eller som et resultat av muggskade - av produsenter av mutagene mykotoksiner.
De mutagene egenskapene til et av mykotoksiner, aflatoksin B1, er identifisert i studier på en lang rekke biologiske gjenstander, inkludert aper. Den minste genotoksiske dosen av dette stoffet, etablert i eksperimenter på kinesiske hamstere, er veldig liten - 0,1 μg / kg. Videre vedvarer en økning i nivået av spontan mutasjon etter en enkelt administrering av denne forbindelsen til aper i nesten en to-årig observasjonsperiode. Aflatoksin B1 tilhører gruppen bisfuranoide toksiner. De mutagene egenskapene til andre forbindelser i denne serien som har en dobbel vinyleterbinding med en terminal furanring, er utvetydig etablert: aflotoksiner Cl og Ml, O-metylsterigmatocystin og sterigmatocystin. Det er også informasjon om andre mykotoksins mutagene egenskaper: patulin, zearalenon, ochratoxin A.
Dannelsen av 1- (2-furyl) -pyrido (3,4-b) indol og 1- (2-furyl) pyrido (3,4-b) indol-3-eddiksyre mutagener ble vist når de ble blandet og 60-dagers kombinert inkuberinger ved 37 ° C L-tryptofan og L-askorbinsyre. I følge forfatterne kan dette indikere muligheten for dannelse av mutagener under lagring av mat som inneholder disse naturlige komponentene.
3. Det kan dannes mutagener under varmebehandlingen av matråvarer. Eksponering for åpen ild, røyking og steking fører til dannelse og akkumulering i matprodukter av mutagene polysykliske aromatiske hydrokarboner, hovedsakelig benzo (a) pyren; steking eller koking produserer polysykliske aromatiske hydrokarboner, nitrosaminer, aminoimidazoazarener, heterocykliske aminer og andre mutagener. Det ble vist at oppvarming av fiskeprodukter til 100-220 ° C i 15 minutter fører til dannelse av mutagen 2-amino-3,8-dimetylimidazo (4,5-f) kinoxalin og 2-amino-3,4,8-trimetylimidazo ( 4,5-f) kinoxalin. Pyrolysater av fosfolipider dannet ved oppvarming til 500-700 ° C har mutagene egenskaper, en lignende aktivitet ble funnet i produktene fra pyrolysen av glutaminsyre og andre aminosyrer. Kolesterol, som blir oksidert under lagring eller tilberedning, kan også oppnå mutagene egenskaper..
4. Det er naturlig forekommende mutagener i maten. Noen flavonoider utviser mutagen aktivitet, og vitamin C, E, A viser mutagenpotensierende effekter. Cycas, spist, inneholder et mutagen av naturlig opprinnelse - cycasin. I forsøk på humane lymfocytter ble det vist at kaffe, i tillegg til koffein, inneholder andre mutagene faktorer. Koffein har i en rekke studier på pro- og eukaryote testsystemer vist mutagene og mutagene potenserende egenskaper.
Mer enn 200 planter som inneholder forbindelser med mutagene effekter er kjent..
I tillegg kan tilsetningsstoffer som brukes som konserveringsmidler, smaker, fargestoffer, søtningsmidler, fortykningsmidler, etc. utgjøre en viss mutagen fare..
Konserveringsmidler - sorbinsyre og salter derav, tilsatt juice, margarin, kondensert melk, etc., induserer gen- og kromosomale mutasjoner, samt SCO i V79-dyrkede kinesiske hamsterceller. Det er kjent informasjon om den mutagene aktiviteten til konserveringsmiddelet av natriumnitrat og en bakteriehemmer for viner og juice av natriumbisulfitt, samt det mye brukte søtstoffet - sakkarin. En bakterietest av 65 kommersielle matsmaksstoffer avslørte mutagen aktivitet i løk- og hvitløkspreparater, i et antall matzoomfargestoffer som inneholder benzidin- eller nitrogrupper, benzenaminer. I Ames-testen ble mutagenisk aktivitet påvist spesielt av den viktigste røde, metylrøde Sudan IV, metyloransje, Kongo rød, Alizarin rød B, Eriochrome, tryptophan blå, Evans blå, etc. Fra røttene til Rubia tinctomm brukt som råvarer for matfarging identifiserte ni forskjellige antrakinonderivater med mutagene egenskaper.
Det ble lagt stor vekt på studien av de mutagene egenskapene til forskjellige antioksidanter brukt som konserveringsmidler for mat. Tallrike studier med pro- og eukaryote tester har vist de mutagene egenskapene til butyloxytoluen og spesielt butyloxyanisole..
De ovennevnte eksemplene indikerer tydelig behovet for omfattende forskning som tar sikte på å vurdere de mutagene egenskapene til matprodukter, hjelpekomponenter, vanlige mattilsetningsstoffer, samt rollen til individuelle teknologier i utviklingen av mutagener i ferdige produkter laget av godartede råvarer. Imidlertid er det vurderingen av mutagene egenskaper som er den minst utviklede problemstillingen innen teoretisk og praktisk toksikologi. I henhold til WHOs anbefalinger er det innen mattetoksikologi mulig å bruke metodologier for mutagenisitetsstudier som har utviklet seg i beslektede felt, for eksempel innen farmakologi, hvor behovet for å teste nye mutagenisitetsmedisiner er blitt bestemt ved direktiv og de nødvendige metodologiske og metodologiske tilnærminger som er utviklet som effektivt kan løse dette problemet. I fremtiden reduserer dette imidlertid ikke relevansen av å utvikle en metodikk for studier av mutagenisitet i matoksikologi.
Det er viktig å understreke at hovedtiltaket for å bekjempe indusert mutagenese og dets langsiktige patogenetiske konsekvenser er å forhindre menneskelig kontakt med potensielle mutagener. I denne forbindelse ser det ut til at innen nærområdet studier av mutagenisiteten til matprodukter, skal to tett sammenhengende oppgaver skilles..
Den første oppgaven er å forhindre forbruk av produkter som inneholder potensielt mutagene forbindelser. Løsningen ved genetiske overvåkingsmetoder virker umulig på grunn av den ekstremt store mengden nødvendig forskning. Derfor anbefales det i dette tilfellet å bruke rimeligere og mindre arbeidskrevende metoder for kjemisk påvisning av potensielt farlige stoffer i rammen av sanitær-hygienisk kvalitetskontroll. Etter at de mutagene og kreftfremkallende egenskapene til aflotoxin B1 og andre mykotoksiner som forurenser mat er for eksempel blitt identifisert, er det for eksempel tilstrekkelig å ha pålitelige analysemetoder for å identifisere dem og for å forhindre spredning av forurensede produkter uten ytterligere genetiske studier.
Den andre oppgaven er å studere de genotoksiske egenskapene til de vanligste tilleggskomponentene: tilsetningsstoffer til mat, som utgjør cirka 2,5 tusen, de vanligste forurensningene og valgfrie matkomponenter som oppstår under termisk eksponering, for å ha den nødvendige databasen for målrettet påvisning av potensielle mutagener i matvarer metoder for analytisk kjemi. Denne oppgaven ser ut til å være ganske komplisert, for det første å bestemme prioriteringen av testing, velge testobjekter for forskning, doser, metoder og skjemaer for bruk av testforbindelser og produkter, antagonisme og synergisme av matkomponenter med mutagener som daglig påvirker mennesker (polysykliske hydrokarboner, kinoner, etc.)..). Mangel på oppmerksomhet rundt disse problemene fører til tvetydige resultater og kompliserer tiltak som er rettet mot å forhindre bruk av potensielt mutagen, betydelig. For eksempel, blant flere dusinvis av verk som er viet til studiet av sakkarinmutagenisitet, er det både å bekrefte og nekte tilstedeværelsen av mutagene egenskaper i det. Denne situasjonen bestemmer varigheten og nytteligheten i mange års diskusjon om muligheten og potensiell fare for bruk av den som matsødemiddel.
Problemet med en adekvat tolkning av innhentede data er også betydelig. Eksistensen av resultater som demonstrerer de mutagene egenskapene til smakstilsetningskomponentene i løk og hvitløk på bakterier ble indikert ovenfor. På den ene siden indikerer disse dataene det genotoksiske potensialet til disse smakstilsetningene, på den andre siden er de bakteriologiske egenskapene til komponentene i disse plantene godt kjent. Derfor kan de avslørte mutagene effektene være biospesifikke for mikroorganismer, noe som ikke tillater oss å utvetydig ekstrapolere data om mutagenisiteten til hvitløk og løk smaker hos mennesker. En lignende situasjon er observert med vanlige miljøgifter og muligens matprodukter - peroksyacetylnitrater som følge av interaksjon av fotokjemisk oksiderte organiske produkter med nitrogenoksider. Disse forbindelsene viser mutagene egenskaper i bakterielle testsystemer, men ikke i eukaryoter in vivo. I denne forbindelse skal det bemerkes at de fleste av disse arbeidene ble utført på mikrobiologiske objekter, derfor er det åpenbart at for å øke påliteligheten av ekstrapolering av informasjon om de mutagene egenskapene til matprodukter og deres komponenter, bør forskningen deres fortsettes med å bruke høyere organismer som testsystemer for gjentatt oral administrering av individer forbindelser i doser som faktisk konsumeres av mennesker og minst ti ganger større enn dem. Det er åpenbart at når detektering av den mutagene aktiviteten til matkomponenten i tester som pålitelig kan ekstrapolere de oppnådde data til mennesker, bør det identifiserte mutagene middelet elimineres fra matformuleringer og erstattes med en ikke-mutagen analog. Det ser ut til at først og fremst de mutagene egenskapene til mattilsetningsstoffer og forurensende stoffer bør vurderes i detalj, siden det allerede er vist at noen av dem har mutagene egenskaper.
2. Mat-antimutagener
Sammen med utviklingen av arbeidet med å sikre den genetiske sikkerheten til matprodukter, har nylig blitt aktivt studert spørsmålene om påvirkning av stoffer som inneholder mat på de mutagene virkningene av miljømessig xenobiotika. Dette er et ekstremt viktig problem, fordi det er åpenbart at det moderne habitatet er aggressivt mot mennesker og inneholder et stort antall mutagener av kjemisk og fysisk art, som ikke kan elimineres. I henhold til nåværende prognoser vil det mutagene trykket fra eksterne faktorer dessuten øke mer og mer. Et mulig middel for å bekjempe dette fenomenet er bruk av antimutagenforbindelser som kan redusere eller eliminere de mutagene virkningene av miljøfaktorer..
I dag blir tre områder for praktisk bruk av antimutagener dannet. For det første utvikles farmakologiske metoder for å beskytte genetiske strukturer mot mutagene effekter. For det andre ved å studere effekten av forskjellige (overveldende vegetabilske) matvarer på indusert mutagenese. For det tredje er det en intensiv studie av muligheten for å bruke individuelle tilsetningsstoffer eller komponenter som matforebyggende midler (kjemopreventere) som har profylaktiske, spesielt antimutageniske egenskaper. Danning av mat beriket med antimutageniske komponenter har store muligheter, ikke bare for å forhindre en økning i den genetiske belastningen, men også fordi antimutagener blir betraktet som midler som forhindrer induksjon og utvikling av ondartede neoplasmer..
Mer enn 25 forskjellige klasser av kjemiske forebyggere er kjent for å finnes i nesten alle typer mat. Informasjon om dem er oppsummert og presentert i tabell 1.
Tabell 1 Matvarer med de viktigste kjemiske forebyggingene