Биологические основы старения и долголетия - [10]
В геноме каждой клетки возникает одно повреждение ДНК в секунду. Согласно данным различных работ ДНК в каждой диплоидной клетке человека содержится около 7·10>9 пар оснований. Примерно столько же пар оснований содержится в ДНК соматической клетки других видов плацентарных млекопитающих. Таким образом, в расчете на ДНК диплоидной клетки человека скорость депуринизации можно принять соответствующей выщеплению в течение часа 2500 пуриновых оснований.
Поскольку процесс образования спонтанных однонитевых разрывов, как правило, лимитируется на этапе депуринизации ДНК, то, следовательно, скорость образования спонтанных однонитевых разрывов должна быть такого же порядка, что и скорость депуринизации ДНК. Подчеркнем однако, что сказанное верно лишь в отношении тепловых разрывов ДНК.
Но часть разрывов ДНК возникает в клетке вследствие реакции с ДНК эндогенных метаболитов радикалов ОН· и O>2, а также Н>2О>2, перекисей липидов ионов металлов с переменной валентностью. Кроме того, часть "спонтанных" разрывов ДНК обусловлена "ошибками" в работе ферментов (ДНКаз) и их "незапрограммированным" взаимодействием с ДНК. Таким образом, в зависимости от типа клеток и их физиологического состояния общая частота возникновения "спонтанных" разрывов в ДНК клеток человека, вероятно, в той или иной степени превышает значение 2·10>3 в час.
Количество повреждений ДНК такого типа, спонтанно возникающих в животных клетках в течение часа, примерно равно числу повреждений ДНК, индуцируемых в этих же клетках облучением их рентгеновским или γ-излучением в дозе 2,5–5 Гр (или 250–500 рад). Но при такой дозе облучения значительная часть клеток млекопитающих гибнет, а в организме этих животных обнаруживают изменения физиологических процессов.
Что касается скоростей возникновения других классов спонтанных повреждений ДНК in vivo, то определить их гораздо труднее. Межцепочечные сшивки в ДНК образуются в местах ее депуринизации, вероятно, с частотой в 10>-2-10>-3 от частоты депуринизации. Иными словами, в течение суток в геноме каждой диплоидной клетки человека образуется порядка 60-600 сшивок между обеими цепями ДНК. Скорость выщепления пиримидиновых оснований в расчете на геном диплоидной клетки человека, вероятно, примерно в 20 раз меньше скорости выщепления пуриновых оснований. Во всяком случае, соотношение скоростей выщепления пиримидиновых и пуриновых оснований из ДНК, находящейся в растворе, примерно таково. Следовательно, число пиримидиновых оснований, спонтанно выщепляемых из ДНК диплоидной клетки человека, может составлять около 3·10>3 за сутки. Это количество весьма существенное.
Сравнение на основании данных константы скорости спонтанного дезаминированного цитозина в растворе при рН 7 и при относительно высокой температуре с расчетным значением константы скорости депуринизации ДНК при той же температуре и том же рН показывает, что скорость спонтанного дезаминирования цитозина может быть даже больше, чем скорость депуринизации. Но последняя согласно приведенным выше расчетам соответствует выщеплению из ДНК в течение суток (в расчете на геном диплоидной клетки млекопитающих) порядка сотни тысяч аденина или гуанина. Следовательно, возможно, что скорость дезаминирования цитозина в ДНК составляет порядка 10>5 в течение суток в расчете на геном клетки млекопитающих. Если это так, рассматриваемое спонтанное изменение ДНК также нужно считать биологически очень существенным, учитывая резкое изменение матричных свойств цитозина после его дезаминирования.
В начале 80-х годов автор этой книги сформулировал предположение о том, что в клетке может протекать не программированный (спонтанный) процесс алкилирования ДНК в основном через реакцию ее с физиологическим донором метальных групп — S-аденозилметионином. Оценки показали, что в результате такой реакции только число метальных групп, спонтанно присоединенных к ДНК, составляет в расчете на геном клетки млекопитающих несколько сот в час.
В последние годы были проведены и экспериментальные исследования частоты непрограммированного метилирования ДНК, т. е. переноса на нее метальных групп с S-аденозилметионина. Из этих данных следует, что число метальных групп, спонтанно присоединяемых лишь по шестому атому кислорода гуанина в ДНК, составляет порядка 100 в час.
Теперь суммируем результаты проведенных оценок частоты возникновения различных спонтанных повреждений ДНК в клетках млекопитающих при физиологических условиях их существования. В течение часа выщепляется примерно 2500 пуриновых и 120 пиримидиновых оснований; индуцируется около 2000 однонитевых разрывов; дезаминируется значительное число цитозинов и метилируется, вероятно, не менее 100 гуанинов. Таким образом, общая скорость возникновения рассмотренных нами спонтанных повреждений ДНК составляет примерно 5·10>3 в час.
Это очень большое число повреждений ДНК, если принять во внимание биологическую роль ДНК. Ведь если в геноме клетки образуется за секунду по крайней мере одно повреждение ДНК, то за время жизни делящейся клетки (между двумя ее делениями в организме человека и многих других животных обычно проходит по меньшей мере 24 часа) в ней должно возникнуть 10
Это первое на русском языке обстоятельное и систематизированное изложение истории загадочного природного явления, с глубокой древности называемого «чумой». В книге приведено много бытовых и исторических подробностей, сопровождавших эпидемии чумы, а путем включения официальных документов и иллюстративного материала авторы постарались создать для читателя некоторый эффект присутствия как на самих эпидемиях, так и при тех спорах, которые велись тогда между учеными. Издание предназначается широкому кругу читателей и особенно школьникам старших классов, студентам-медикам и молодым исследователям, еще не определившим сферу своих научных интересов.
С каждым днем появляется все больше научных фактов, подтверждающих, что видовой состав нашего микробиома – невидимой микробной экосистемы, обитающей в организме каждого из нас, – играет ключевую роль в состоянии здоровья человека. «Эффект микробиома» – это первая книга, в центре внимания которой – активно появляющиеся сегодня научные данные о том, как на формирование микробиома влияет способ появления человека на свет. Тони Харман и Алекс Уэйкфорд задают важные вопросы о потенциальных отдаленных последствиях таких ставшими обычными вмешательств в роды, как кесарево сечение или применение синтетического окситоцина, и делятся с читателями новой информацией о том, как искусственное вскармливание влияет на видовое разнообразие микробиома младенцев. В книге содержится информация от экспертов из разных стран, в том числе акушерок, разработчиков глобальной политики в сфере здравоохранения, профессионалов в области педиатрии, иммунотоксикологии и генетики. Книга предназначена для родителей, акушерок и других специалистов в области здравоохранения.
Содержит вопросы этиологии, эпидемиологии, клинической картины, диагностики и лечения разных форм иерсиниозной инфекции у детей. Предназначено для студентов 4–6–го курсов педиатрического, лечебного и медикопрофилактического факультетов по дисциплине «Детские инфекционные болезни».
Содержатся данные об основных инфекционных заболеваниях, для которых одним из клинических проявлений является экзантема, часто специфическая. Приводятся критерии клинической диагностики этих заболеваний, даются практические рекомендации по лечению детей с данной патологией. Предназначено студентам 5–6–го курсов всех факультетов, а также врачам–интернам.
Описываются особенности этиологии, механизмы развития, классификация, клинические данные, диагностика и профилактика дизентерии. Рассматриваются основные вопросы этиотропной терапии с учетом изменившихся подходов к лечению данного заболевания. Предназначено для студентов 4–6–го курсов лечебного, педиатрического, медико–профилактического факультетов.
В. Л. Ривкин — докт. мед. наук, проф., зав. патентно-информационным отделением НИИ проктологии М3 РСФСР; Л. Л. Капуллер — докт. мед. наук, проф., зав. патоморфологической лабораторией того же института. Во втором, дополненном и переработанном, издании (первое вышло в свет в 1976 г.) на основании собственных исследований приведены данные в пользу концепции возникновения и развития геморроя из патологически измененных групп кавернозных вен прямой кишки, закладывающихся в процессе нормального эмбриогенеза. Приведены новые сведения о распространенности геморроя, особенностях его течения при беременности, более детально описаны оперативные способы, в том числе разработанные авторами модификации, и методы консервативного лечения разных форм и стадий геморроя.