Дыхание с глубиной
Мелкие частицы в воздухе, которым мы дышим, могут иметь опасные последствия для здоровья, вплоть до рака легких и генетических изменений в тканях организма. И, видимо, грязь не останавливается и на зародышевых клетках.
В некоторых городах и промышленных районах вы почти хотите добровольно надеть респиратор, настолько густой смог висит над районом. Каждый сквозняк засасывает миллионы и миллионы мельчайших частиц глубоко в легкие, где они могут застрять и нанести ущерб. Но не только там: приставшие к частицам химические вещества могут распространяться по всему телу и даже изменять генетический состав клеток.
Когда Кристофер Сомерс из Университета Макмастера в Гамильтоне, Канада, и его коллеги позволили мышам в течение десяти недель нюхать воздух снаружи, а не в лаборатории - с одной стороны, загрязненный городской воздух, а с другой - чистый деревенский воздух - они были встревожены, обнаружив впоследствии, что частота мутаций в так называемых тандемных повторах, некодирующих участках ДНК, характеризующихся многочисленными повторениями коротких последовательностей, почти удвоилась у потомков тех, кто испытал смог. Так может ли загрязнение воздуха влиять на следующее поколение через зародышевые клетки?
Чтобы это выяснить, исследователи подвергли часть животных в обоих местах обработке воздухом с помощью сверхтонкого фильтра, который должен был улавливать почти 100 процентов всех частиц диаметром до 0,1 микрометра, а также значительно уменьшить количество еще более мелких частиц пыли. Девять недель спустя исследователи собрали своих грызунов, скрестили их, а затем подвергли потомство строгому генетическому тестированию..
И вот: снова Сомерс и его сотрудники наткнулись на удвоение частоты мутаций у мышей, подвергшихся воздействию незащищенного плохого воздуха, по сравнению со всеми тремя другими вариантами. Генетические изменения всегда передавались от отца к потомству, что исследователи смогли объяснить с помощью характерных моделей мутаций. Соответствующего наследования со стороны матерей не было.
Поскольку фильтр не мог удерживать газы, мельчайшие частицы в воздухе должны были содержать триггеры генетических изменений. Исследователи подозревают, что возможные кандидаты относятся к полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ), которые, например, вызывают рак легких с типичными моделями мутаций у людей. Концентрации этих соединений были не только значительно выше на загрязненном участке, чем на сравниваемом сельском участке, но и их суточный профиль также четко коррелировал с направлением ветра, что является весьма подозрительным наблюдением.
Однако вопрос о том, как эти химические вещества в конечном счете попадают в сперму мыши - вероятно, до мейоза - остается открытым. Из легких они должны были попасть в кровь, пережить прохождение через печень, возможно, преобразоваться в еще более повреждающие ДНК варианты, транспортироваться в яички и, наконец, проникнуть в зародышевые клетки. Долгий путь, но, возможно, проходимый.
И находка не одна в комнате - ни для мышей, ни для людей. Новые исследования показывают, что женщины, подвергающиеся воздействию повышенных уровней ПАУ и твердых частиц во время беременности, с большей вероятностью рожают детей с низкой массой тела при рождении. Этот риск даже удваивается, если воздействие приходится на первый месяц беременности. И уже есть первые признаки того, что повышенное загрязнение воздуха на самом деле вызывает повреждение мужских половых клеток у людей.
Тем не менее, к выводам Сомерса и его коллег следует относиться с осторожностью, с осторожностью Джонатан Самет из Университета Джона Хопкинса, Дэвид ДеМарини из Агентства по охране окружающей среды и Генрих Маллинг из Национального института гигиены окружающей среды США. С одной стороны, процессы, приводящие к мутациям в тандемных повторах, рассматриваемые Somers и соавт., до сих пор в значительной степени не изучены и могут передаваться от мыши к человеку лишь в очень ограниченной степени. Кроме того, исследователи более внимательно изучили только три мутагенных химических вещества, и доказательства того, что изменение также происходит в третьем поколении, все еще ожидаются. Для подтверждения результатов срочно необходимы дальнейшие исследования. Но сообщение есть и остается тревожным.