Антимутагены и их характеристика

Важная особенность антимутагенов — стабилизация мутационного процесса до естественного уровня. Вещества с антимутагенными свойствами характеризуются способностью с различной степенью эффективности снижать уровни мутабильности. Им присуща такая характеристика, как физиологичность действия. Дело в том, что, проявляя антимутагенные свойства в низких концентрациях, некоторые из этих веществ в высоких дозах могут действовать как мутагены, например аргинин, глутаминовая кислота, силинит натрия, стрептомицин, производные галловой кислоты.

Как показали наши исследования, передозировка витамина D2 при добавке его быкам привела к нарушению спермиогенеза. Генотоксическое действие выражалось в азоспермии и некроспермии. Нами также установлено, что гипервитаминоз D стал причиной развития врожденной аномалии у крупного рогатого скота, получившей название «синдром гиены». У этих животных отмечено повышение уровня аберраций хромосом и сестринских хроматидных обменов. Вместе с тем повышение концентрации других антимутагенов (токоферола, каротина, филлохинона и др.) не изменяет их действия.

Отдельные мутагены характеризуются специфичностью действия — они эффективны только по отношению к аберрациям хромосом или генным мутациям.

Механизм действия антимутагенов связывают с нейтрализацией мутагена до его взаимодействия с ДНК; предотвращением образования в процессе метаболической активности мутагенных продуктов из нетоксичных предшественников; активацией ферментных систем детоксикации поступающих из среды загрязнителей; предотвращением ошибок в процессе репликации ДНК; активацией репарации и других внутриклеточных систем поддержания целостности генетического аппарата.

Установлено, что способностью снижать частоту мутаций обладают более 200 природных и синтетических соединений. Одна из наиболее изученных групп антимутагенов — витамины и провитамины. Так, витамин Е (токоферол) в значительной степени снижает мутагенное действие ионизирующих излучений и химических соединений, а также блокирует генотоксическое действие вирусов.

Хорошо изучен другой жизненно важный антимутаген — витамин С (аскорбиновая кислота). Введение этого витамина в рацион способствует уменьшению частоты аберраций хромосом, вызванных ионизирующими излучениями.

Витамин А (ретинол) и его предшественник — каротин, содержащийся в растениях, снижают естественное и искусственное мутирование в клетках у животных, особенно вызванных действием промышленных загрязнений.

Известны также антимутагенные свойства витамина K1 (филлохинона). Животные, получающие в дополнение к обычному рациону филлохинон, лучше противостоят генотоксическому действию различных мутагенов промышленного происхождения.

Экспериментально показано антимутагенное действие пара-аминобензойной кислоты — предшественника фолиевой кислоты (витамина В), введение которой приводило к снижению действия алкилирующих соединений, ультрафиолетового и гамма-облучения путем усиления репарации.

Вторая группа соединений с выраженными антимутагенными свойствами — это отдельные аминокислоты (аргинин, гистидин, метионин, цистеин и др.).

Третью группу антимутагенов составляют некоторые ферменты (пероксидаза, НАДФ-оксидаза, глутатиолпероксидаза, каталаза и др.).

К четвертой группе антимутагенов можно отнести отдельные фармакологические средства (интерферон, сульфаниламиды, гексамидин, препараты фенотиазивного типа и др.).

Среди антимутагенов выделяют большую группу веществ, обладающих антиокислительными свойствами (производные галловой кислоты, ионол, оксипиридины, дигидропиридины и др.), а также группы комплексных соединений, входящих в состав различных продуктов растительного и животного происхождения.

Таким образом, накопление мутагенов в биосфере поставило перед человечеством серьезную задачу разработки методов и подходов по защите генетического аппарата (ДНК) как самого человека, так и многочисленных форм и сообществ живой материи, обитающих на Земле. В противном случае мутационные изменения могут привести к самым тяжелым последствиям, вплоть до полного вымирания видов. Основные пути снижения концентраций вредных веществ в биосфере следующие: создание безотходных технологий, замкнутых циклов производства в промышленности; переход от химических средств борьбы в сельском хозяйстве на безвредные биологические; создание устойчивых сортов растений, не требующих химических средств защиты, или безопасных с генетической точки зрения пестицидов; повышение естественной резистентности животных путем биологизации технологий кормления и содержания, выращивания молодняка; племенная работа, направленная на создание генетически устойчивых к болезням пород, линий, гибридов. Это будет ограничивать применение фармакологических средств, а также вакцин и сывороток. В перспективе все более широкую основу могут иметь узконаправленные вакцины, полученные генно-инженерным путем; выявление мутагенов в окружающей среде и их изъятие (компонентный подход). Хотя это и непросто, однако этот путь тоже будет применяться для снижения их воздействия на геном животных. Использование антимутагенов для снижения темпов мутирования, так называемый компенсационный подход, — наиболее реальное средство для защиты ДНК от необратимых изменений.

В селекционном плане актуальными задачами становятся выявление животных с нестабильными геномами и их браковка и отбор для воспроизводства особей со стабильными малочувствительными к экстремальным факторам среды геномами.

Поиск по сайту: