Здоровье

Аномалия по определению – это то, что отличается от нормы , это нечто специфическое, особенное, ненормальное, что трудно классифицировать. В человеческой биологии аномалия – это генетическое отличие или что-то такое, что невозможно объяснить.

Несмотря на то, что люди в целом имеют схожие черты в том, что касается биологии, порой ученые сталкиваются с рядом странностей, о которых хотелось бы рассказать.

Сексуальные отклонения

Одной из самых странных человеческих особенностей, связанных с биологией, можно называть сексуальные отклонения , которые встречаются у некоторых индивидуумов. Эти отклонения включают странное поведение и странные сексуальные желания, которые отличаются от нормы.

По каким-то причинам, у некоторых людей появляются странные сексуальные стимулы , которые наука объяснить пока не может. Одной из самых известных таких аномалий является эксгибиционизм , который заключается в демонстрации гениталий в публичных местах.

Некоторые ученые считают, что это отклонение не является врожденным и приобретается человеком в социуме , другие уверены, что это биологическая проблема. Интересно, что большей частью сексуальные аномалии замечены у мужчин.

Парафилия

В 1920-х годах австрийский психиатр Вильгельм Штекель ввел термин "парафилия" для описания ненормального сексуального влечения к объектам, ситуациям или личностям, которое приводит к страданиям и серьезным проблемам.

Точно не известно, сколько существует различных видов парафилии , согласно одному источнику, их 549. Некоторые действия, связанные с сексуальными отклонениями, преследуются законом и не считаются болезнью. Например, педофилия.

Интересный факт: До 1974 года гомосексуализм был включен в список болезней, связанных с сексуальностью.

Влияние Солнца на человека

Советский ученый Александр Чижевский считается основателем космического естествознания, он первым стал исследовать влияние солнечной энергии на Землю и ее обитателей . Он нашел доказательства того, что Солнце может вызывать различные земные феномены. Он связал 11-летний цикл Солнца с изменением климата и активностью масс.

Чижевский писал, что негативная ионизация в атмосфере имеет прямое воздействие на чувствительность человека и поведение масс. Он основывал эту теорию на исторических данных и статистике. Он считал, что вся история человечества попадает под влияние 11-летнего цикла солнечной активности.

Ученый изучил исторические события 72-х стран, начиная с 500 года до нашей эры и по 1922 год , отмечая неспокойные времена, такие как воины, революции, бунты, экспедиции и миграции, а также посмотрел на то, какое количество людей принимало участие в этих событиях. Выяснилось, что 80 процентов самых значительных исторических событий приходилось именно на максимум солнечной активности.

Эти данные неоднократно проверялись учеными после Чижевского, и опять же были найдены доказательства влияния Солнца на человека. Выяснилось, что солнечные вспышки влияют на центральную нервную систему, активность мозга (включая равновесие), а также на поведение и эмоциональные реакции .

Магнитные бури

Солнечные вспышки вызывают на Земле магнитные бури , которые заставляют людей становиться более нервными, беспокойными, тревожными, смущенными, раздражительными, вялыми, усталыми, истощенными. Некоторые люди сообщают о том, что в это время испытывают длительные головные боли и внутричерепное давление . Другие сообщают о резких приступах бессонницы во время пика солнечной активности.

Интересный факт: В период с 1948 по 1997 годы Институт проблем промышленной экологии Севера в России обнаружил, что геомагнитная активность имела три сезонных максимума, которые вызывали усиление беспокойства, депрессии, биполярного расстройства и увеличение количества самоубийств в городе Кировск. Мы только что прошли через солнечный максимум в феврале 2013 года .

Левша и правша

У человека доминирование одной руки над другой связано с неравномерным распределением навыков мелкой моторики . Причина, почему мы не можем выполнять повседневные дела разными руками одинаково, пока не известна.

Очевидно, что правшей гораздо больше, чем левшей (70-90 процентов из всех людей планеты). Процент правшей у примитивных народов меньше. За последние 25 лет исследования показали, что левши имеют гораздо больше рисков для здоровья, чем правши.

Исследования также показали, что у левшей сложнее развиваются языковые навыки и часто испытывают трудности в учебе, у них чаще наблюдается задержка в умственном развитии . Среди левшей также достаточно высокий процент страдающих дислексией – неспособностью к чтению. Однако очень часто среди левшей встречают одаренные математики и музыканты . Спортивные способности у левшей ниже, в среднем они имеют более низкий рост , а также они более худощавы, чем правши.

Исследования показывают, что левши обычно имеют меньше детей, а также их продолжительность жизни короче. В 1991 году одно исследование, опубликованное в журнале Psychological Bulletin , сравнило левшей и правшей среди спортсменов, играющих в баскетбол и крикет. Выяснилось, что левши умирали раньше, чем правши .

Другое исследование 2007 года обнаружило, что женщины левши умирали раньше, чем правши. Также у первых намного чаще наблюдались случаи появления рака прямой кишки, болезней сердца и сосудов.

Также было подтверждено, что у левшей чаще бывают депрессии, наркотические зависимости, ночное недержание мочи, расстройства сна, аутоиммунные заболевания, они чаще рождаются недоношенными и больше склонны к самоубийству. Есть предположения, что дисбаланс гормонов в организме матери во время беременности может иметь влияние на появление на свет ребенка левши.

Интересный факт: Хотя ученые пока не обнаружили особого набора генов левшей, известно, что левши обычно появляются на свет в семьях, где кто-то из родственников уже имеет такую же аномалию.

Особенности органов дыхания

Носовой цикл – биологическая аномалия, которая встречается примерно у 80 процентов населения планеты. У этих людей дыхание переключается с одной ноздри на другую. С точки зрения физиологии, человек имеет две ноздри, которые должны работать вместе , чтобы обеспечивать постоянное увлажнение, фильтрацию и обогрев воздуха, который попадает в легкие.

Ноздри разделены тонкой хрящевой стенкой, которая называется носовая перегородка . Две полости носа соединяются в районе горла в один туннель, ведущий к легким.

При носовом цикле, который длится в среднем 2,5 часа пещеристая ткань набухает в одной ноздре, блокируя ее (не полностью). В это же время ткань другой ноздри сжимается, открываясь для дыхания. Таким образом, на одну ноздрю постоянно приходится 85 процентов дыхания .

Долгое время ученые не могли понять, почему имеет место носовой цикл, но недавние исследования показали, что переключение с одной ноздри на другую улучшает обоняние и позволяет предотвратить пересушивание и инфекции в носу . Пока остается неясным, почему 20 процентов людей не имеют носового цикла.

Интересный факт: Было замечено, что если вы лежите на одной стороне тела, через 12-15 минут пещеристая ткань ноздри на этой стороне вашего тела начнет набухать до тех пор, пока вы не перевернетесь на другой бок. Вероятно, именно носовой цикл заставляет человека все время переворачиваться во сне .

Интранаркозное пробуждение

Пока точно не ясно, почему некоторые люди менее чувствительны к анестезии , чем другие. Для большинства из нас анестезия или наркоз вызывает потерю сознания, однако некоторые пациенты не погружаются в сон . Те, кто остаются в создании, могут чувствовать давление вокруг раны во время операции, голод, слышать голоса врачей, им сложно дышать.

Если наркоз не действует, человек может испытывать боль, панику, а около 70 процентов этих людей испытывают длительные симптомы, физические или неврологические.

Иногда при анестезии человек остается в сознании, когда он получает недостаточное количество общего анестетика , либо пациент находится в реанимационном отделении и он парализован. Также часто анестезия не действует на тех, кто подключен к системе жизнеобеспечения.

Люди, которые остаются в сознании при анестезии, могли испытать сильную травму . Исследования показали, что анестезия не действует на одного-двух человек из тысячи пациентов.

Большое количество генетических отклонений может влиять на то, как быстро пациенты засыпают при анестезии. Женщинам обычно нужна большая доза анестетика, чем мужчинам. Причина этого точно пока не ясна, однако есть предположения, что женщина обычно употребляет меньше спиртного, имеет другие гормоны и другое распределение жира в организме.

Интересный факт: Исследования показали, что рыжеволосым людям требуется большая доза анестетика, они часто устойчивы к местным обезболивающим вроде новокаина. Считается, что рыжие более чувствительны к боли из-за мутации гена (MC1R) , который влияет на цвет волос.

Монгольское пятно

Монгольское пятно – синеватое родимое пятно неправильной формы у младенцев, которое имеется на коже в области крестца, иногда бедер и ягодиц, и в основном свойственно детям из Азии, Полинезии, Восточной Африки и коренным американцам. Эти пятна были открыты ученым Эрвином Бэлцом после глубокого исследования монголов, отсюда и название.

Обычно эти пятна имеют синеватый оттенок и чем-то напоминают синяки, иногда могут быть темно коричневыми. Монгольские пятна обычно исчезают через 3-5 лет после рождения , а к половой зрелости они остаются у единиц. В основном эти пятна наблюдаются у младенцев восточно-азиатских групп , но могут встречаться у народов других областей.

Цвет монгольских пятен связан с меланоцитами , клетками, которые содержан меланин . У людей меланин играет важную роль в цвете кожи. Люди, чьи предки жили долгое время в областях недалеко от экватора , имеют большее количество пигмента эумеланина .

Появление монгольских пятен не зависит от пола. В некоторых случаях, если люди не знают, что такое монгольские пятна, они могут перепутать их с синяками , что может вызвать подозрения по поводу обращения с детьми. К счастью, монгольские пятна безвредны для человека.

Интересный факт: Монгольские пятна и цвет волос определяются одними и теми же клетками организма. Что касается цвета глаз, с развитием ребенка меланоциты, пигментные клетки, начинают медленно производить меланин, поэтому сразу после рождения цвет глаз у всех детей одинаковый.

Общение человека с животными

Наука пока точно не может понять, как человек и животные могут общаться с помощью невербальных сигналов и звуков . Взаимодействие между домашними питомцами и их хозяевами имеет форму диалога без использования речи.

Например, собака, которую бранят, не понимает язык, но может улавливать биологические сигналы, положение тела человека, его тон, язык тела, мимику . Человек тоже понимает собаку или других питомцев по манере их поведения и вокализации. Например, если животное находится под стрессом, это легко можно заметить.

Ученые спорят над тем, являются ли такие человеческие жесты, как улыбка, гримасы и движение бровей универсальными и соответствуют ли они сигналам других приматов. Считается, что язык человеческого тела включает непроизвольные реакции, которые "считываются" животными.

В некоторых случаях человеку приходится имитировать поведение животных, чтобы взаимодействовать с ними и завоевать доверие. Например, у кошек имеется мягкая реакция, когда они периодически закрывают и открывают глаза , чувствуя себя комфортно. Человек подсознательно имитирует такое поведение, чтобы установить хорошие отношения с кошкой. Когда вы впервые встречаете собаку, вы неосознанно протягиваете руку , чтобы животное могло понюхать ее. Это позволяет собаке познакомиться с вами и почувствовать, что угрозы от вас нет.

Интересный факт: Исследования показали, что люди, у которых есть домашние животные, имеют более здоровое сердце , они более активны и реже чувствуют уныние и стресс. Домашние животные помогают человеку вырабатывать иммунитет против аллергий, астмы, беспокойства и других недугов.

Однояйцевые близнецы

Идентичные или однояйцевые близнецы рождаются из одной оплодотворенной клетки , которая разделяется на две и более частей. Эти дети всегда одного пола, и у них почти одинаковый набор генов , а также одинаковая ДНК. Идентичные близнецы чаще встречаются, чем двойняшки или разнояйцевые близнецы. Вторые развиваются одновременно, но из разных оплодотворенных яйцеклеток.

Однояйцевые близнецы являются естественными клонами друг друга , а некоторые части их тела могут являются зеркальным отражением . Например, во многих случаях один из близнецов – правша, другой левша. Также сообщалось, что у таких близнецов может быть разный размер ног.

За последнее столетие близнецов часто изучали для выявление генетической связи между болезнями и ДНК . Так как однояйцевые близнецы имеют одни гены, проводилось множество экспериментов, которые позволяли выявить врожденные или приобретенные особенности.

Не так давно идентичные близнецы помогли определить, что падение в обморок у человека имеет генетическую основу .

В криминальном мире идентичные близнецы в некоторых случаях остаются на свободе , если кто-то из них совершает преступление. Невозможно с точностью доказать, кто именно это был. Например, в одном известном деле в 2009 году два близнеца были отпущены, так как ДНК обоих было связано с кражей драгоценностей, но доказательств, кто из них совершил преступление, не нашли.

Идентичные близнецы: похожи, но не совсем

Конечно, идентичные близнецы имеют кое-какие отличия во внешности друг от друга , но обычно на первый взгляд отличить их невозможно. Исследования показали, что однояйцевые близнецы появляются на свет у одной из 240 рожающих женщин .

Интересный факт: У Элвиса Пресли был идентичный брат-близнец Джесси Гарон Пресли , который родился на 35 минут раньше Элвиса, но умер сразу после рождения.

Химера

Химера – это организм или ткань, которая содержит, по крайней мере, два разных набора ДНК , чаще всего получающихся благодаря слиянию двух разных зигот (оплодотворенных яйцеклеток). Химеры получаются, по крайней мере, из 4 родительских клеток.

С ростом организма каждая популяция клеток сохраняет свои характеристики, которые в результате дают смесь тканей. Вероятность потомства химер увеличивается при экстракорпоральном оплодотворении . В 1953 году в Британском Медицинском Журнале был впервые описан случай появления на свет человека-химеры. У женщины были обнаружены два разных типа крови.

Человек химера

В 2002 году англичанка Лидия Фейрчайлд сделала анализ ДНК своих детей, чтобы доказать, что мужчина по имени Джейми Таусенд является их отцом. В результате анализа выяснилось, что Таусенд действительно является отцом детей, а вот Фейрчайлд - вовсе не их мать. Эти новости шокировали Лидию, которая не сомневалась, что дети ее. Полиция арестовала Фейрчайлд и выдвинула обвинение в мошенничестве и в том, что она учавствовала в суррогатное материнстве.

Адвокат обнаружил статью в журнале New England Journal of Medicine , где был описан похожий случай. После множественных анализов выяснилось, что Лидия является химерой и что дети действительно ее собственные. У Лидии имелись два разных набора ДНК , с нее сняли все обвинения и занесли в особую базу данных.

Химер можно искусственно получить, выборочно трансплантируя эмбриональные клетки от одного организма к другому. Многие люди-химеры не имеют особых признаков, отличающих их от обычных людей, когда как другие имеют такие признаки. Например, в 1998 году к врачам из Университета Эдинбурга попал пациент, у которого имелись как женские, так и мужские половые органы . Большинство химер имеют незначительные особенности, например, разный цвет глаз или волос.

Интересный факт: В 2007 году ученые из Университета Невады создали овцу, чья кровь содержала 15 процентов клеток человека и 85 клеток овцы . Этот эксперимент был попыткой создать потенциального гибрида человека и животного, которого можно было бы использовать для производства клеток или органов. Естественно, эти исследования подняли много шума и были названы неэтичными. В США вышел закон, запрещающий эксперименты с химерами .

Кто умеет чувствовать магнитное поле Земли?

Магнитное чутье - способность чувствовать магнитное поле Земли для определения направления, широты и местонахождения. Таким чутьем обладают бактерии, птицы, грибки, насекомые, черепахи, дельфины, омары, акулы, скаты и многие другие животные . Механизм, который используется ими для восприятия магнитного поля, неизвестен, но ученые имеют на этот счет несколько гипотез.

По одной из теорий, способности чувствовать магнитное поле связаны с криптохромами – классом светочувствительных белков растений и животных. Криптохромы помогают некоторым животным определять магнитное поле. По другой версии, магнитное чутье обязано магнитной окиси железа .

Было обнаружено, что человек тоже может обладать магнитным чутьем. Ученые нашли магнитные кости в человеческом носу. Удивительно, но эти кости, которые содержат окисное железо, очень мало были изучены. Исследование 2007 года выдвинуло предположение, что низкочастотные магнитные поля могут вызвать ответную реакцию в мозге человека.

Также было сделано удивительное открытие: в человеческом глазе был обнаружен чувствительный к магнитному полю белок криптохром-2 . Ученые провели ряд экспериментов, в результате которых выяснилось, что если плодовым мушкам ввести этот белок, у них появляется способность определять магнитное поле . Пока точно неизвестно, работает ли этот белок так же у людей, как у животных.

Несмотря на исследования магнитного чутья, никто до сих пор не смог найти чувствительный рецептор , который отвечает за способность чувствовать магнитное поле. Проблема состоит в том, что исследования часто используют более мощные магнитные поля, чем поле Земли.

Сложно сказать, как именно магнитное поле нашей планеты влияет на жизнь, однако точно известно, что животные чувствуют его силу и угол , при котором поле встречается с поверхностью.

Прошлые исследования показали, что помимо того, что магнитное чутье помогает птицам ориентироваться в пространстве, оно, вероятно, помогает им воспринимать окружающий мир визуально .

Интересный факт: После того, как в человеческом глазу обнаружили криптохром-2, поднялся вопрос о шестом чувстве человека. Этот белок связали с регуляцией циркадных ритмов, то есть "биологических часов" человека.

Жительницу США Лидию Фэйрчайлд ожидал неприятный сюрприз, когда после развода она обратилась за социальным пособием. Ее мужу пришлось подтверждать отцовство анализом ДНК - и последний показал, что как раз Лидия не является матерью двоих общих детей (а заодно и третьего, которым она в это время была беременна). Сначала возникло предположение, что причина - пе­ресадка тканей или переливание крови, однако ни женщина, ни дети не подвергались.

Штат подал иск о мошенничестве. Положение спас адвокат миссис Фэйрчайлд - он предоставил суду статью из «Медицинского журнала Новой Англии»:

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частно­сти, выяснилось, что у Карен была сестра- близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой - существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

В прецеденте с миссис Фэйрчайлд все оказалось еще сложнее - ДНК детей Лидии доказывало лишь родство с их бабушкой, матерью миссис Фэйрчайлд. Разобраться удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на голове и лобке женщины содержали разный генетический материал. Миссис Фэйрчайлд вышла сухой из воды, а ее истории в 2006 году посвятили передачу «Мой близнец во мне».

Официально зафиксировано около сорока случаев химеризма, фактически же их гораздо больше. С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экс­тракорпорального оплодотворения или искусственной инсеминации: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% - мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры.

И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.

Лапы, крылья и хвост

Термин «химера» взят из греческой мифологии - это «составное» чудовище с телом козы, головой льва, змеиным хвостом и т. д. Порождено оно уродливыми монстрами - полуженщиной-полузмеей Ехидной и великаном Тифоном, убито же, по одной из версий, героем Беллерофонтом. В биологии химера, как уже говорилось, - существо с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме. Первым термин ввел в 1907 году немецкий ботаник Ганс Винклер, назвав химе­рами растения, полученные в результате прививки паслена на черенок томата. Объяснил природу явления другой ботаник - Эрвин Баур. А первое «сложносочиненное» животное было сконструировано в 1984 году - искусственная «мозаика» овцы и козы, детеныш четырех родителей, часть клеток которого содержала овечий геном, а часть - козий.

Химеризм у растений - результат природных мутаций или прививок, когда ветка растения одного вида подсаживается к стволу другого. Эксперименты Лютера Бёрбанка со знаменитым Russet Burbank, сортом картофеля, который сейчас составляет до 50% урожая картофеля в Соединенных Штатах Америки, бескосточковыми сливами и айвой с запахом ананаса в большинстве своем были созданием Франкенштейнов в мире растений.

Тем же занимался знаменитый Мичурин, который со всей обстоятельностью изучал, как влияет подвой (молодое растение, на которое подсаживают чужой черенок) на урожайность, жизнеспособность и другие свойства привоя. Реакция «трансплантат против хозяина», из-за которой столь опасны пересадки органов у людей и животных, растениям, в общем, несвойственна. Единственная сложность - зеленые химеры, как правило, не передают свои качества по наследству, размножать их приходится вегетативным путем.

Химеризм у млекопитающих может быть следствием нескольких процессов, как естественных, так и искусственных. Первый - так называемый тетрагаметический химеризм, когда воедино сливаются две яйцеклетки, каждая из которых оплодотворена своим сперматозоидом, или два эмбриона на ранних стадиях развития, вследствие чего разные органы или клетки такого организма содержат разный хромосомный набор. Истории с «поглощенным близнецом» - типичный пример такого химеризма.

Второй - микрохимеризм. Клетки младенца могут проникать в кровеносную систему матери и прижи­ваться в ее тканях (фетальный микрохимеризм). Например, иммунные клетки плода могут (во всяком случае на несколько лет) вылечить мать от ревматоидного артрита, помочь восстановить сердечную мышцу после развившейся во время беременности сердечной недостаточности или повысить сопротивляемость материнского организма онкологическим заболеваниям. И наоборот, клетки матери проникают через плацентарный барьер к плоду (материнский микрохимеризм). Не без его помощи формируется система врожденного иммунитета: иммунная система плода «натаскивается» на сопротивление болезням, иммунитет к которым выработался у матери. Оборотная сторона этой медали - то, что ребенок еще в утробе матери может стать жертвой ее собственных заболеваний. В частности, такое аутоиммунное заболевание, как волчанка новорожденных, часто встречается у детей, матери которых болеют системной красной волчанкой.

Третий вариант природного химеризма - «близнецовый», когда из-за сращения кровеносных сосудов гетерозиготные близнецы передают друг другу свои клетки (не с одинаковыми, как у гомозиготных, а с так же, как у родных братьев и сестер, различающимися наборами генов). Так стала химерой упомянутая выше пациентка из Германии.

Следующий вариант химеризма - посттрансплантационный, когда после переливания крови или пересадки органа в организме человека собственные клетки сосуществуют с клетками донора. Очень редко, но случается, что клетки донора полностью «встраиваются» в организм реципиента - так, несколько лет назад у одной австралийской девочки после пересадки печени навсегда изменилась группа крови.

Последний вариант - трансплантация костного мозга, при которой врачи прилагают все усилия, чтобы сделать из пациента химеру и заставить пересаженные клетки работать вместо хозяйских.

Собственный костный мозг больного убивают облучением и специальными препаратами, вводят на его место донорские кроветворные клетки и ждут. Если анализы выявляют донорский химеризм - все счастливы, процесс идет, а если удастся справиться с отторжением трансплантата, есть шансы на выздоровление. А вот возвращение «родных» клеток означает скорый рецидив болезни.

Лабораторные химеры

История химерных зародышей началась с бычков доктора Рэя Оуэна и цыплят доктора Питера Брайана Медавара, благодаря которым удалось разработать механизм химеризации.

Телята и цыплята Оуэн первым обратил внимание, что у телят-близнецов в организме прекрасно сосуществуют клетки с разнородным генетическим материалом, и причина тому - сращение кровеносных сосудов. А доктор Медавар сперва сращивал выпиленными в скорлупе «окошками» куриные яйца, затем ставил эксперименты по введению культур клеток уток в куриные зародыши, затем начал соединять кровеносные системы зародышей цыплят и, наконец, сформулировал термин «иммунологическая толерантность» - готовность организма принять чужие клетки. Он первым подсадил зародышам мышат одной чистой линии клетки зародышей другой, а затем пересаживал выжившим химерам лоскуты кожи, чтобы продемонстрировать: пересаженные биоматериалы сохраняют свойства родного организма и при этом не отторгаются. Ученые Чикаго и Ливерпуля сконструировали в лабораториях химеры лесных и домашних мышей, введя дополнительный генетический материал в зародыши на стадии бластоцисты.

Мышата оказались вполне жизнеспособными: более активными, чем домашние мыши, но менее активными, чем лесные. В России успешно выращивали куриных химер - белых леггорнов с рыжими хвостами родайлендов.

Игрушечные человечки

Еще один вариант создания химер - введение человеческой ДНК в яйцеклетку животного. Генетиче­ский материал цибридов - клеточных гибридов - практически полностью является человеческим, от животного они получают только митохондриальную ДНК. Правда, попытки довести гибридные эмбрионы до рождения химер на современном уровне науки обречены на провал; к тому же клонирование человека и тем более создание человеко-животных химер законодательно запрещены во всех развитых странах. Да и нет никакого смысла в таких сложных экспериментах. Несколько десятков цибридных эмбрионов, созданных с чисто исследовательскими целями, были уничтожены через несколько дней после начала деления яйцеклетки.

Доктора и гомункулы

Ученым понадобилось около двадцати лет (с момента первой успешной операции доктора Томаса), чтобы научиться подбирать доноров и реципиентов, совместимых по лейкоцитарным антигенам человека - белкам, несовпадение которых запускает каскад молекулярных реакций, приводящих к отторжению трансплантата, и бороться с отторжением с помощью препаратов, подавляющих иммунитет. К 1990 году было проведено около 4000 пересадок костного мозга - меньше, чем в наши дни проводится за год. Сейчас пятилетняя выживаемость (фактически - выздоровление) при остром лейкозе составляет 65%. Соответственно, появилась возможность наблюдать за неожиданными эффектами химеризма.

К тому, что после пересадки могут измениться группа крови, резус- фактор и структура волос, уже давно готовы и врачи, и родственники больных - но это отнюдь не все.

То, что пересадка костного мозга может излечить даже СПИД, - случайное открытие, везение немецких медиков. Известно, что около 1% европейцев устойчивы к ВИЧ. Некий 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, прошел трансплантацию костного мозга, чтобы избавиться от одной из своих болезней. И неожиданно для всех (включая врачей) исцелился от обеих - его донор оказался носителем мутации, обеспечивающей устойчивость к вирусу, и передал ее реципиенту вместе с костным мозгом.

Ноу-хау XXI века - разработки по внутриутробной клеточной терапии. Стволовые клетки крови вводятся плоду, страдающему иммунодефицитом, талассемией, гранулоцитозом - и теоретически ребенок должен родиться здоровым. Практически удалось добиться эффекта лишь у плодов с иммунодефицитом, во всех остальных случаях даже при минимальном химеризме болезнь не отступала. На животных активно проводятся опыты по комплексной терапии: сперва «выключают» иммунитет плода, а затем проводят пересадку. Но до экспериментов на людях пока далеко.

Химеризм во благо

Медицина поставила возможности химеризма себе на службу еще до того, как это явление было изучено во всей полноте. В 1940 году была проведена первая попытка трансплантации больному апластической анемией костного мозга его брата. В 1958 году пересадкой костного мозга в Париже лечили шестерых югославских физиков, пострадавших при аварии на АЭС, пятеро из них выжили. В 1957 году в США доктору Эдуарду Томасу удалось (после тотального облучения тела) добиться приживления трансплантата у двоих детей, больных лейкозом. Дети вскоре погибли, а через 10 лет из 417 проведенных Томасом трансплантаций успешными оказались только три. В 1968 году была осуществлена полностью успешная трансплантация: ребенку с тяжелым иммунодефицитом ввели костный мозг его брата. Больной выздоровел, став химерой - вместо собственных клеток кровь в организме вырабатывали «братские». А Эдуард Томас в 1990 году получил Нобелевскую премию по медицине.

Новость отредактировал olqa.weles - 28-01-2012, 17:47

Одновременное присутствие клеток разных генотипов в организме – это химеризм. У человека он имеет несколько видов и причин появления, рассмотрим это детальнее.

В греческой мифологии химера представлена чудовищем с козлиным туловищем, головой и шеей льва и змеиным хвостом. На сегодняшний день известно около 100 случаев человеческого химеризма. Он никак не связан с мифологией и основан на специфической мутации генов в процессе зачатия и развития эмбриона. Патологическое состояние имеет несколько видов и форм, которые отличаются причинами возникновения.

Биологические химеры могут возникать при кровосмешении двух разных рас. Очень часто это проявляется как распределение разной пигментации на теле. Если происходит полное слияние, то это говорит о кровяной патологии, когда ребенок имеет две нити ДНК. Или близнецы, выросшие в одной утробе, имеют толерантность к группе крови друг друга. Подобный дефект возникает при трансплантации органов и даже при переливании крови.

Код по МКБ-10

Q99.0 Мозаик [химера] 46,ХХ/46,ХУ

Причины химеризма у человека

С генетической точки зрения, мутации возникают из-за присутствия у человека двух и более клеточных нитей, развивающихся из разных зигот. Причины химеризма разнообразны, чаще всего это смешивание крови. Данная патология провоцирует появление кариотипа 46,XX/46,XY. Дефект может быть связан со смешиванием клеток живого и умершего близнецов в материнской утробе или соединением двух зигот в один эмбрион.

Основные причины химеризма у человека:

• Тетрагаметический – две яйцеклетки сливаются в одну, но каждая из них оплодотворена разными сперматозоидами. Такое происходит, когда первых стадиях формирования один из эмбрионов поглощает второй. Из-за этого органы и клетки одного организма имеют разный хромосомный набор.
• Микрохимеризм – клетки плода проникают в материнскую кровеносную систему и приживаются в ее тканях. Известны случаи, когда иммунные клетки эмбриона излечивали беременную от серьезных заболеваний и повышали сопротивляемость к онкологическим патологиям. Данный процесс работает и в обратном порядке, то есть материнские клетки через плацентарный барьер встраиваются в эмбрион. Основная опасность расстройства в том, что еще в утробе малыш может приобрести материнские болезни.
• Близнецовый – это сращивание кровеносных сосудов. Гетерозиготные эмбрионы-близнецы передают друг другу части своих клеток. Это приводит к тому, что ребенок может иметь две нити ДНК.
• Посттрансплантационный – возникает из-за переливания крови или трансплантации органов. Собственные клетки организма сосуществуют одновременно с клетками донора. В некоторых случаях клетки донора полностью встраиваются в пересаженный организм.
• Трансплантация костного мозга – сама процедура направлена на генетическое преобразование организма больного. С помощью облучения и препаратов, убивают костный мозг больного. На его место вводят донорские клетки. Если по результатам анализов выявлен донорский химеризм, то трансплантат прижился.

Патогенез

Механизм развития химеризма зависит от факторов, которые его спровоцировали. Патогенез классифицируется по таким видам:

1. Трансплантационные (ятрогенные) химеры
2. Первичный химеризм

• Эмбриональный
• Неопределённый

1. Вторичные мутации

• Фето-фетальные химеры («плод - плод»)
• Мутации по типу «мать -плод»
• Химеры по типу «плод - мать»

Ученым удалось диагностировать тетрагаметическое расстройство, то есть слияние двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Механизм развития данного состояния указывает на наличие двух нитей ДНК у одного (выжившего) эмбриона. Патогенез микрохимеризма указывает на проникновение клеток младенца в кроветворную систему матери или клеток матери в организм плода.

Еще один вариант развития дефекта – сращивание кровеносных сосудов гетерозиготных близнецов, которые передают друг другу свои генетические данные. Посттрансплантационный возникает при пересадке костного мозга, кроветворных органов и при переливании крови. Также известны случаи лабораторных мутаций (опыты проводились на животных и растениях) по разработанному ученными механизму химеризации.

Симптомы химеризма у человека

Для того чтобы установить, является ли человек химерой, необходимо провести комплексное генетическое обследование. Явные симптомы патологического состояния в большинстве случаев отсутствуют. Конечно, если мутация не имеет внешних признаков.

Химеризм возникает во внутриутробном развитии. Это происходит при слиянии двух оплодотворенных яйцеклеток, одна из которых поглощает вторую, а также при смешении генетической информации эмбриона и матери или как осложнение трансфузионных процедур.

Внешние симптомы химеризма у человека проявляются при кровосмешении разных рас. Это выглядит как разный цвет глаз у ребенка или мозаичная окраска кожи. Но в большинстве случае симптомы выявляют при развернутом анализе крови, который указывает на наличие двух линий ДНК.

Техасский ребенок

Один из самых нашумевших случаев химеризма, известных медицине, это история межрасовой мутации. Техасский ребенок – именно так прозвали данный инцидент. Правая половина малыша была девочкой мулаткой, а левая мальчиком негром. Это пример истинного гермафродитизма с генетически развитыми первичными и вторичными половыми признаками обоих полов в одном теле. Химере провели операцию, придав ему мужской пол, избавив от женских внешних признаков. Разумеется, что генетически, ребенок так и остался двуполым с двумя нитями ДНК.

Еще одна ужасающая история химеризма рассказывает о 11-летней китайской девочке. Из спины ребенка развивается поглощенный ею брат-близнец. Такие мутации происходят в период внутриутробного развития, когда две зиготы (будущие близнецы) сливаются в один организм. То есть фактически в одном теле оказывается два человека со своим набором генов.

Первые признаки

Наличие двух нитей ДНК у одного человека – это первые признаки химеризма. В большинстве случаев мутация не проявляется внешними симптомами. Установить, что человек является химерой можно только с помощью генетического исследования.

Рассмотрим несколько случаев химеризма:

• Бостонской учительнице потребовалась пересадка почки. Трое ее детей согласились стать донорами, но генетический анализ указал, что двое из них не являются родными для своей матери. Дальнейшие исследования установили, что у учительницы была сестра-близнец, которая слилась с выжившим зародышем в период эмбрионального развития. То есть учительница оказалась химерой, так как в ее организме живут два разных набора генов, не мешающих друг другу.
• Еще один случай выявления химеризма, также произошел при трансплантологии. По результатам анализов, родные дети женщины не являлись генетически ее детьми. Они имели родство только с бабушкой. Поэтому был проведен анализ волос, которые содержали разный генетический материал и подтвердил родственные связи.

Формы

Для того чтобы определить, что стало причиной мутации, врач собирает анамнез и проводит множество диагностических генетических анализов.

Генетический химеризм

На ранних сроках беременности, то есть в период формирования эмбриона, может произойти ряд мутаций. Генетический химеризм возникает в тех случаях, когда пара оплодотворенных яйцеклеток сливаются в одну. Каждая из зигот содержит нить родительской ДНК, то есть свой генетический профиль. Во время объединения, клетки сохраняют индивидуальный генетический вид. То есть получившийся эмбрион является комбинацией обоих. В большинстве случаев люди с подобными мутациями имеют иммунную систему, толерантную ко всем генетическим популяциям в организме.

По своей сути такая человеческая мутация является собственным двойником и встречается редко. Для ее определения проводится комплексное генетическое обследование. Анализ ДНК сдают как родители, так и ребенок. Очень часто такие исследования необходимы для установления биологической связи между детьми и родителями, так как у ребенка другой генетический профиль.

Тетрагаметный химеризм

Медицине известны случаи, когда во время сдачи анализов, родители и дети не имеют генетической схожести, то есть биологически они не являются родственниками. Тетрагаметный химеризм возникает при объединении двух близнецов в один при эмбриональном развитии. Один ребенок гибнет, а выживший несет свою и его ДНК.

Такие случаи химеризма могут идентифицировать по нескольким признакам:

• Гермафродитизм
• Популяция эритроцитов
• Мозаичная окраска кожи
• Разный цвет глаз

Учеными описан случай, когда во время зачатия генетическая информация к ребенку перешла не отца, а от его погибшего и поглощенного в утробе брата-близнеца. То есть с генетической точки зрения, родителем является умерший брат-близнец. При изучении данного случая, было установлено, что генетический код ребенка и его отца совпадает на 10%.

Биологический химеризм

Одно из загадочных явлений, известных медицине – это сочетание в одном теле нескольких геномов. Биологический химеризм встречается у людей, животных и растений. Если рассматривать данную мутацию у человека, то она происходит в таких случаях:

• Сливание двух оплодотворенных яйцеклеток в одну при эмбриональном развитии.
• Пересадка органов, костного мозга, переливание крови.
• Кровосмешение разных рас.

Возможно полное слияние, когда два плода, растущих в одной утробе, используют одну плаценту и имеют толерантность к крови друг друга. То есть при необходимости им можно делать переливание крови друг друга, так как реакция отторжения подавлена на генетическом уровне. Внешне биологическая мутация проявляется как разные по цвету радужки глаз у одного человека или сочетание нескольких цветов кожи (как правило, имеют мозаичное расположение).

Кровяной химеризм

Еще одно удивительное явление в медицине – это две группы крови у одного человека. Кровяной химеризм возникает из-за генетической мутации при внутриутробном развитии. В природе существуют такие группы крови: О (I), А (II), В (III) и АВ (IV).

• Кровь группы А разносит антиген (побуждает организм вырабатывать антитела) А и антитела В.
• Кровь группы В переносит антиген В и антитела А.
• Группа АВ содержит оба вида антигенов, но не имеет антител.
• Группа А имеет оба вида антител, но не имеет антигенов.

Исходя из этого группа А совместима с А и О, В с В и О. Уникальными реципиентами являются обладатели АВ, так как их биологическая жидкость совместима со всеми имеющимися группами. Универсальным донором выступает группа О, но совместима она только с такой же группой О.

Исходя из курса анатомии, известно, что живой организм может иметь только одну из них. Так как иммунные клетки не принимают чужую кровь, вызывая реакцию отторжения во время переливания. Исключением из данного правила являются кровяные химеры. Такие люди имеют два разных типа крови и ткани, производящие кровяные тельца обоих типов. Подобная патология встречается как среди людей, так и у животных. Все известные химеры – это близнецы. Кровь делится между двумя эмбрионами, они обмениваются тканями, которые производят кровь, а реакция отторжения подавлена.

Неполный эритроцитарный химеризм

Существуют естественные и искусственные факторы, провоцирующие появление неполного эритроцитарного химеризма:

• У дизиготных близнецов из-за обмена гемопоэтическими клетками с помощью сосудистых анастомоз возникают естественные мутации.
• Искусственный химеризм образуется при аллогенной трансплантации костного мозга и после переливания крови. Это происходит из-за элиминации донорских эритроцитов и возвращения к исходной группе крови. При пересадке органов или костного мозга происходит замена собственных эритроцитов пациента на донорские.

Для неполного химеризма характерно наличие у реципиента донорских и аутологичных эритроцитов. Данный тип представляет собой транзиторную циркуляцию эритроцитов донора, которые начли репопулировать или пассивно перелиты с костным мозгом.

Такое патологическое состояние вызывает опасения. Это связано с неустановленными физическими изменениями в организме реципиента. Кроме того, химеризм может стать причиной психологических проблем. Так как не все пациенты готовы принять свою измененную анатомию и физиологию.

Посттрансфузионный химеризм

Трансфузиология – это наука об управлении организмом через целенаправленное воздействие на морфологический состав крови путем переливания. Посттрансфузионный химеризм возникает при смешивании двух разных групп крови, когда донорские клетки полностью замещают или сосуществуют с генетическим кодом реципиента. Данную патологию можно назвать осложнением переливания или трансплантации.

Выделяют такие трансфузионные средства:

• Кровь и ее компоненты (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, плазма).
• Кровезаменители – лечебные растворы, применяемые при нарушении функций крови, для ее нормализации или замещения.
• Пересадка костного мозга и органов кроветворения.

Посттрансфузионный химеризм может возникать из-за наличия лейкоцитов в донорской крови. Если из биологической жидкости или эритроцитарной массы убрать лейкоциты, то риск посттрансфузионного химеризма, аллоиммунизации и других осложнений минимален.

Осложнения и последствия

Одна из опасностей химеризма – это неконтролируемые процессы в человеческом организме. Последствия химеризации могут быть связаны с посттрансфузионными процедурами или патологиями во время внутриутробного развития.

Кроме того, химеризм ставит под вопрос правдивость ДНК тестов и многих судебных дел. Из-за генетического расстройства возникает много проблем с установлением отцовства. Также существует определенный процент пар, которые бесплодны по причине мутации.

Наличие двух нитей ДНК у одного организма может вызвать ряд осложнений. Прежде всего, это связано с физическими патологиями. Науке известен ряд случаев, когда рождались дети с разным цветом глаз, мраморной пигментацией или дополнительными конечностями от поглощенных в период эмбрионального развития близнецов.

Еще одно осложнение данной мутации в том, что при необходимости пересадки органов и выборе родственного донора, выявляется генетическое несоответствие. Это вызывает множество вопросов и осложняет процесс трансплантации. После пересадки могут произойти изменения в структуре волос, группе крови и резус-факторе.

Известен случай, когда пациенту страдавшему СПИДом и лимфомой провели трансплантацию костного мозга. Донором оказался носитель мутации, которая обеспечивала устойчивость к вирусу. После пересадки реципиент передал ее вместе с костным мозгом. Это привело к тому, что пациент полностью излечился от своих заболеваний.

Диагностика химеризма у человека

Как правило, диагностика химеризма проводится с помощью анализа на ДНК, то есть теста на определение родственных связей. Выбор данного исследования объясняется тем, что на клеточном уровне дефект представляет собой смешение двух генотипов в одном организме.

Для обследования используют высокотехнологичные молекулярные методы. При подозрении на химеризм, пациента ждет комплекс анализов, инструментальная и обязательная дифференциальная диагностика. Врач узнает о семейном анамнезе, то есть наследственной предрасположенности к мутациям.

Применение того или иного метода зависит от наличия информации о возможном типе расстройства. Анализы при подозрении на химеризм, направлены на генетическое исследование крови и ДНК. Используются скрининговые и детекционный лабораторные методы, рассмотрим их:

1. Мутационный скрининг – применяется в том случае, когда характер мутации неизвестен, но семейный анамнез позволяет предположить наличие генной перестройки.

• Анализ макроперестроек ДНК-блоттингом.
• Гетеродуплексный анализ.
• Анализ полиморфизма конформации одноцепочечной ДНК.
• Электрофорез двухцепочечной ДНК в градиенте денатуранта.
• Денатурирующая высокоэффективная жидкостная хроматография.

1. Химическое обнаружение неспаренных нуклеотидов – детекция мутаций основана на денатурировании контрольного образца с нормальным ДНК. Пробы охлаждают, формируя дупрексы, часть которых будет иметь неспаренные основания, указывающие на мутацию.

• Защита от рнказы.
• Скрининг.
• Детекция мутаций.

Вышеописанные анализы применяют при молекулярном исследовании ДНК на различные генетические патологии, мутации, в том числе и химеризм.

Инструментальная диагностика

При подозрении на химеризм пациента ждет целый комплекс различных диагностических процедур. Инструментальная диагностика необходима для изучения состояния и строения внутренних органов и других структур организма. Так как известно, что при химеризме кроветворные органы (костный мозг, тимус, селезенка, железы внутренней секреции и другие) вырабатывают кровь с различными аллелями ДНК.

Пациенту проводят скрининговые исследования, КТ, МРТ, ультразвуковую диагностику и другие процедуры. В большинстве случаев детальная инструментальная диагностика необходима при трансплантации органов или переливания крови, когда пациент хочет выступать в роли донора или реципиента.

С помощью генной инженерии врачи управляют процессом химеризации. Такое возможно при трансплантации костного мозга, других органов или при переливании крови. Это своеобразное создание радиационного химеризма в клинических условиях.

Что касается лечения химер с внешними проявлениями, как, к примеру, в случае Техасского ребенка, при мозаичной окраске кожи, разном цвете глаз или при дополнительных конечностях от поглощенных в утробе близнецов, то терапия направлена на исправление внешних дефектов. Лечение проводится на первых годах жизни пациента. Это позволяет добиться хороших результатов и свести к минимуму нарушения процесса социализации. При этом генетические изменения, то есть удаление одной из нитей ДНК не используется.

Профилактика

Изучение генетических аномалий в человеческом организме направлено на предупреждение различных мутаций. Профилактика химеризма, вызванного естественными факторами невозможна. Так как на сегодняшний день не существует доступных и безопасных методов, позволяющих проследить процесс развития эмбрионов в материнской утробе.

Но можно предупредить химеризм, вызванный посттрансфузионными процедурами (пересадка костного мозга, органов, переливание крови). Генная инженерия используется парами, которые имею высокий риск рождения детей с генными патологиями. В этом случае, для предупреждения мутаций в эмбрион вживляют дополнительные клетки, нормализующие хромосомный набор будущего ребенка.

Прогноз

Химеризм у человека представляет собой разный генетический код в одном организме. Прогноз такой мутации зависит от причины, которая ее вызвала. Если это кровяные химеры, то в течение всей жизни человек может так и не узнать о том, что у него два набора ДНК. Это связано с тем, что для выявления аномалии необходимы специальные исследования и в большинстве случаев данный вид расстройства не имеет внешних признаков. Если химеризация связана с искусственными методами, то ее прогноз сложно определить. Так, при пересадке костного мозга, у пациента может меняться группа крови, резус фактор и какие-то особенности внешности (цвет глаз, волос), которые имел донор.

Важно знать!

Обычно первые симптомы синдрома Чедиака-Хигаши появляются у детей до 5-летнего возраста, а зачастую и сразу после рождения. При сборе анамнеза у таких детей необходимо обратить внимание на наличие с рождения депигментированной кожи (сходной с депигментацией при альбинизме, но с мозаичным распределением пигмента), светлых волос и голубых глаз, развитие вскоре после рождения аденопатии, гингивита, афтозного стоматита, гипергидроза, милиарной сыпи, желтухи, тяжелой и продолжительной пиодермии, повторных синопульмонарных инфекций, лихорадки, не связанной с текущими инфекциями.

Гены и развитие организма Нейфах Александр Александрович

3. Химеры животных

3. Химеры животных

Техника получения химерных, или, как их еще называют, аллофенных, зародышей сейчас лучше всего освоена на млекопитающих. Этому способствует отсутствие у них ооплазматической сегрегации и, следовательно, полное равенство всех клеток на ранних стадиях. Два зародыша на стадиях двух - восьми бластомеров, извлеченных из мышей разных генетических линий (часто используют линии с разной окраской шерсти), помещают в капельку питательной среды и сближают друг с другом, так что они сливаются в один зародыш. Затем химерный зародыш переносят в матку третьей мыши, в которой и происходит его развитие. В большом проценте случаев из таких составных зародышей развиваются и рождаются совершенно нормальные мышата, состоящие из клеток двух линий. Если эти линии различались по окраске шерсти (например, черные и белые), то шкурка этих мышат будет содержать полосы черного и белого цвета.

Другой способ получения химер называется инъекционным. В этом случае используют более поздний зародыш, содержащий около ста клеток и представляющий собой полый пузырек - бластоцисту, в которой только несколько клеток - зародышевый узелок или внутренняя клеточная масса - дадут начало самому эмбриону. В такую бластоцисту инъецируют клетки зародыша другой линии. Часть этих клеток прилипает к зародышевому узелку и включается в состав развивающегося эмбриона.

При обоих методах клетки двух линий мышей распределяются в зародыше совершенно случайно, и поэтому полосы разного цвета у химерных мышат располагаются также случайно. Тем не менее американской исследовательнице Минц удалось при изучении сотен таких мышат показать, что в распределении полос того или иного цвета по шкурке есть некоторая закономерность. Существенно уже то, что окраска образует полосы, а не пятна или точки. В черный или белый цвет может быть окрашена та или иная из 17 поперечных полос, причем отдельно для правой или левой стороны головы, для спины и хвоста, т. е. всего таких полос может быть 34. Каждая из этих полос может быть белой или черной с равной вероятностью. Легко подсчитать, что в этом случае из десятков аллофенных мышат трудно встретить двух одинаково окрашенных.

Из этих опытов Минц сделала важный вывод о том, что в тот момент развития, когда пигментные клетки детерминировались, их было всего 34. Далее каждая из них в результате ряда делений образовала популяцию пигментных клеток, которые перемещались очень ограниченно, только вдоль узкой зоны кожи, идущей от хребта к животу, и каждая из них определила окраску одной полосы. Однако провести такой же анализ клеток пигментного эпителия глаза оказалось невозможно: в ходе развития черные и неокрашенные клетки перемешиваются и группу пигментированных клеток нельзя считать потомством одной первично-детерминированной клетки. Опыты с химерами позволили получить и другие интересные данные, хотя их интерпретация не всегда может быть однозначной.

Пол восьмиклеточных зародышей в момент их слияния друг с другом неизвестен, и поэтому в 50 % случаев возникают химеры, состоящие из смеси женских клеток с двумя Х-хромосомами (XX) и мужских клеток с половыми хромосомами (XY). Оказалось, что чаще, хотя и не всегда, пол таких химер мужской, причем нередко возникают гермафродиты, у которых одна половая железа мужская, а другая - женская. Можно думать, что пол железы определяется случайно возникающим соотношением в ней клеток с XX- и XY-генотипами, причем XY-клетки оказывают более сильное влияние.

У химерных мышей в крови присутствуют эритроциты обеих линий, но оказалось, что доля эритроцитов одной из линий мышей (С57В1) всегда больше, чем другой (СЗН). Очевидно, способность кроветворных клеток к размножению у разных линий мышей различна. Зато в печени у этих химер преобладают клетки линии СЗН.

Кровь химерных мышей содержит лимфоциты обеих линий, которые толерантные (совместимы) с тканями обеих линий. Это означает следующее: кусочки кожи линии С57В1, пересаженные на тело мыши СЗН, быстро отторгаются. He толерантны и обратные пересадки с СЗН на С57В1. Ho кусочки кожи обеих «родительских» линий мышей хорошо приживаются на химерных мышах, полученных из этих двух линий. Мы вернемся к вопросу о тканевой совместимости в главе об иммунитете.

Очень интересны химеры в отношении их способности к образованию опухолей. Так, линия мышей АКР отличается высокой частотой опухолей лимфатической ткани - лимфом, а линия СЗН - опухолей печени - гепатом. У химер между этими линиями возникают и те и другие опухоли, причем лимфомы всегда образуются из клеток АКР, а гепатомы - из СЗН. Создается впечатление, что опухоли возникают совершенно автономно от остального организма и определяются только генотипом клеток. Однако если получать химеры различных высокораковых линий с низкораковой линией СВА, то частота образования опухолей заметно снижается. Механизм этого важного явления пока непонятен.

Особо следует остановиться на опытах с инъекционными химерами, когда в бластоцисту вводили клетки особой опухоли - тератокарциномы. Эту опухоль можно получить искусственно, если пересадить нормальный зародыш какой-либо линии мышей под кожу взрослой мыши и потом регулярно переносить растущий трансплантат от мыши к мыши. В результате возникает тератокарцинома - перевиваемая опухоль, в центре которой находятся быстро размножающиеся недифференцированные клетки, а по периферии образуются участки самых различных дифференцированных тканей. Но при инъекции в бластоцисту центральной части такой опухоли ее клетки входят в состав зародыша и перестают быть опухолевыми. Они ведут себя как обычные химеры, т. е. становятся нормальными клетками различных органов взрослой мыши. Вероятно, это первый пример того, как опухолевые клетки под влиянием эмбриональных тканей превращаются в нормальные клетки организма. Однако потомство с генотипом опухолевой линии от этих химерных мышей получить пока не удалось. Клетки тератокарциномы, являясь опухолевыми, сохраняют большие потенции и могут дифференцироваться во многих направлениях, но способность образовывать нормальные половые клетки ими, вероятно, все же утрачивается. Особые химеры были получены в нашей стране Н. Г. Хрущовым. Облученной мыши, чьи кроветворные клетки были убиты, в кровяное русло вводили клетки костного мозга или селезенки крысы. У мыши образовывались кроветворные колонии крысиных клеток. Их судьбу и дальнейшие превращения было легко проследить благодаря особенностям мышиных и крысиных клеток, легко различимым под микроскопом.

У дрозофилы химеры создаются при инъекции эмбриональных ядер одной линии мух в оплодотворенное яйцо другой линии, имеющее свои ядра. Судьба инъецированных ядер зависит от места их введения. На заднем конце яйца они становятся половыми клетками. В других частях яйца они попадают в ту или иную область поверхностной цитоплазмы и соответственно образуют клетки, входящие в состав тканей личинки или взрослой мухи. При этом они сохраняют отличительные особенности своей генетической линии. Сходный результат получают и при инъекции в яйцо ядер из некоторых многократно перевиваемых культур клеток дрозофилы, но половые клетки при этом не образуются. Очень важно, что при некоторых обстоятельствах клетки еще не теряют способности к дифференцировке, но уже не могут образовать половые клетки. Это заставляет взглянуть на зародышевый путь не как на полезную абстракцию, а как на определенную реальность.

В этой главе мы старались показать, как различные способы гибридизации создают комбинации двух генотипов и цитоплазмы или комбинации клеток с разными генотипами. Возможности, которые открывают эти методические подходы, еще не исчерпаны, и работа в этих направлениях (особенно с соматическими гибридами и с химерами) активно продолжается. Гибридизация животных и растений уже привела к огромным практическим достижениям в получении новых пород и сортов. Можно ожидать, что и методы «клеточной инженерии» дадут не только важные теоретические, но и чисто практические результаты.

Слияние ранних зародышей приводит к появлению аллофенных мышей (химер)

Эмбрионы мышей разных линий (например, с черной и белой окраской) на стадии восьми клеток извлекают из материнских организмов, освобождают от оболочек и сближают. При этом образуется один зародыш смешанного происхождения. Его пересаживают в третью мышь - «мать-воспитательницу», которая и рождает химерных мышат

Из книги Кольцо царя Соломона автора Лоренц Конрад З.

ЯЗЫК ЖИВОТНЫХ Он познал всех птиц наречья. Имена их и секреты. Вёл при встречах разговоры… Г. Лонгфелло Животные не обладают языком в истинном смысле этого слова. У высших позвоночных, а также и у насекомых - главным образом у общественных видов этих обеих больших

Из книги Путешествие в прошлое автора Голосницкий Лев Петрович

Мир беспозвоночных животных В протерозойских пластах осадочных пород мы уже находим остатки живших тогда организмов: отпечатки морских водорослей, морских червей, иглы губок, остатки брахиаподов, обладавших двустворчатой раковиной.Все животные, обитавшие в архейской

Из книги Сфинксы XX века автора Петров Рэм Викторович

Биологические химеры Рэю Оуэну - профессору отдела биологии Калифорнийского института технологии - не везло с терминами. В 1945 году он первый в мире увидел, обдумал и счел нужным описать животных, чья кроветворная ткань состояла из клеток, разных иммунологически,

Из книги Жизнь животных Том I Млекопитающие автора Брэм Альфред Эдмунд

3. Развитие животных Каждое рождающееся существо начинает свою жизнь из одной яйцевой клеточки и затем проходит длинный ряд изменений, прежде чем сделается по внешнему виду и по внутреннему строению совершенно сходным со взрослыми животными. Весь этот ряд постепенных

Из книги Гомеопатическое лечение кошек и собак автора Гамильтон Дон

Гельминтозы у животных Принято считать, что животные и гельминты - понятия неразделимые, практически синонимичные; на бытовом уровне эта тема обросла огромным количеством мифов и страхов. У кошек и собак встречаются четыре основных класса гельминтов: круглые гельминты,

Из книги В дебрях времени автора Чижевский Герман Михайлович

Крылатые химеры Но что это? Со стороны солнца ко мне приближалось множество каких-то черных точек. Они быстро увеличивались и наконец черными тенями заметались над поляной. Это были крылоящеры, или птерозавры - летающие ящеры, настоящие живые драконы из страшных сказок.

Из книги Жизнь животных, Том III, Пресмыкающиеся. Земноводные. Рыбы автора Брэм Альфред Эдмунд

ЖИЗНЬ ЖИВОТНЫХ В трех томахТом III

Из книги Занимательная зоология. Очерки и рассказы о животных автора Цингер Яков Александрович

О численности животных Представители некоторых видов встречаются в природе крайне редко, другие, наоборот, весьма многочисленны. Из хищников очень немногочисленны львы, тигры, леопарды; но количество волков, наоборот, несмотря на все предпринимаемые меры их истребления,

Из книги Обитатели водоемов автора Ласуков Роман Юрьевич

Из книги Стой, кто ведет? [Биология поведения человека и других зверей] автора Жуков. Дмитрий Анатольевич

Дрессировка животных Человек использует неконтролируемый стресс и для управления поведением животных. Так, например, старинное русское занятие – соколиная охота – требовало большого количества обученных птиц. Поэтому пойманного сокола перед началом тренинга не

Из книги Проблемы этологии автора Акимушкин Игорь Иванович

Ранги у животных Японские биологи изучали жизнь макак, которые местами еще уцелели на их островах. Методы у них были те же, что и у других этологов: по разным приметам запомнить «в лицо» всех обезьян, пронумеровать их и следить за поведением каждой. Исследователи расписали

Из книги Мир животных. Том 1 [Рассказы об утконосе, ехидне, кенгуру, ежах, волках, лисах, медведях, леопардах, носорогах, гиппопотамах, газелях и многих других автора Акимушкин Игорь Иванович

Отряды животных

Из книги Почему мы любим [Природа и химия романтической любви] автора Фишер Хелен

Избирательность у животных Избыток энергии, сосредоточенность на одном-единственном существе, стремление добиваться его внимания, потеря аппетита, настойчивость, всевозможные нежные шлепки, поцелуи, облизывания, попытки прижаться друг к другу, игривое кокетство - все

Из книги Гены и развитие организма автора Нейфах Александр Александрович

1. Гибриды животных Изучение гибридов в биологии развития обычно состоит в обнаружении проявления отцовских признаков на различных стадиях развития. При выборе скрещиваемых пар исследователь сталкивается с противоречием: чем ближе скрещиваемые особи, тем лучше

Из книги Размножение организмов автора Петросова Рената Арменаковна

6. Гаметогенез у животных Гаметогенез - это процесс образования половых клеток. Многоклеточные животные имеют диплоидный набор хромосом (2n). В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образующиеся гаметы имеют гаплоидный набор хромосом (n).Половые клетки

Из книги автора

7. Оплодотворение у животных Оплодотворение - процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота. Зигота - оплодотворенная яйцеклетка. Она всегда имеет диплоидный набор хромосом. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало

Химерами называют организмы или их части, состоящие из генетически разнородных тканей. Впервые этот термин применил немецкий ботаник Г. Винклер (1907) для форм растений, полученных в результате сращивания паслена и томата. В дальнейшем (1909) Э. Баур, изучая пеларгонию пестролистные, выяснил природу химер. Различают несколько типов причудливых организмов:

• · химеры мозаичные (гиперхимеры) - в них генетически разные ткани образуют тонкую мозаику;
• · химеры векториальни - у них разнородные ткани расположены большими участками;
• · химеры периклинальных - ткани с разными генотипами лежат слоями друг над другом;
• · химеры мериклинальни - их ткани состоят из смеси секториальних и периклинальных участков. Химеры могут возникать в результате прививок растений и под влиянием мутаций соматических клеток. Компоненты химер могут отличаться друг от друга генами ядра, числом хромосом или генами пластид или митохондрий. Причудливые организмы часто используются в научных исследованиях.

Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего числа ранних зародышей и их слияния. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих видов. С помощью причудливых мышей было, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития многоядерных клеток поперечнополосатых мышц. Изучение химерных животных позволило решить множество проблем, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные вопросы генетики и эмбриологии. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух и большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов.

Два метода получения химер: 1) агрегационный - объединение двух и более морул или бластоцист в один эмбрион; 2) инъекционный - микроинъекция клеток внутриклеточной массы бластоцисты доноров в бластоцель эмбриона-реципиента. Имеются внутривидовые и межвидовые химеры лабораторных животных и с/х животных. В потомстве химерных животных не сохраняется родительский генотип, происходит расщепление, и нарушаются ценные генетические комбинации.

Развитие генной инжинерии создало принципиально новую основу для конструирования последовательностей ДНК, необходимых исследователю. Успехи в области экспериментальной эмбриологии позволили создать методы введения таких искусственно созданных генов в ядра сперматозоидов или яйцеклеток. В результате возникла возможность получения трансгенных животных.

Трансгенные организмы

Трансгенными называют растения и животных, содержащие в своих клетках ген чужого организма, входящий в хромосомы. Их получают, используя методы генной инженерии. Трансгенные организмы могут иметь большое значение для повышения эффективности сельского хозяйства и в исследованиях в области молекулярной биологии.

Первые генетически модифицированные организмы, полученные с помощью методов молекулярной биологии, появились на свет только в 80-х годах XX века. Ученые сумели изменить геном растительных клеток, добавляя в них необходимые гены других растений, животных, рыбы и даже человека.

Первый трансгенный организм (мышь) был получен Дж. Гордоном с сотрудниками 1980 г. На начале 90-х годов в Китае было проведено первое коммерческое испытания генетически модифицированных сортов табака и томатов, устойчивых к вирусам. А в 1994 г. в США впервые поступили в торговую сеть продуктов питания плоды генетически измененных томатов с сокращенным сроком созревания.

В ряде экспериментов было установлено, что мыши, развивающиеся из зиготы, в которую была введена чужеродная ДНК, содержат в своем геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов.

Целью создания трансгенных организмов является получение организма с новыми свойствами. Клетки трансгенного организма производят белок, ген которого был внедрен в геном. Новый белок могут производить все клетки организма (неспецифическая экспрессия нового гена), либо определенные клеточные типы (специфическая экспрессия нового гена).

Создание трансгенных организмов используют:

• - в научном эксперименте для развития технологии создания трансгенных организмов, для изучения роли определенных генов и белков и биологических процессов; огромное значение в научном эксперименте получили трансгенные организмы с маркерными генами
• - в сельском хозяйстве для получения новых сортов растений и пород животных;
• - в биотехнологическом производстве плазмид и белков.

В настоящее время получено большое количество штаммов трансгенных бактерий, линий трансгенных животных и растений. Близко по смыслу и значению к трансгенным организмам находятся трансгенные клеточные культуры. Ключевым этапом в технологии создания трансгенных организмов является трансфекция -- внедрение ДНК в клетки будущего трансгенного организма.

Если гибридную ДНК ввести в оплодотворенное яйцеклетку, могут быть получены трансгенные организмы, экспрессирующие мутантный ген и передающие его потомками. Генетическая трансформация животных позволяет установить роль отдельных генов и их белковых продуктов как в регуляции активности других генов, так и при различных патологических процессах. С помощью генетической инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям, а также породы животных с полезными для человека признаками.