Генетический влияние на мозг

Как подчеркивалось в гл. 1, все системы в природе подвержены действию шума. Важность этого факта еще более возра-стает, если принять во внимание те многочисленные эффекты, которые шум индуцирует в этих системах и о которых речь шла в предыдущих главах. Возникает вопрос как далеко простирается влияние изменчивости окружения на макроскопические свойства систем Чем более сложна система, тем больше источников шума и тем более сложен ответ на этот вопрос. Наилучшим примером такой ситуации является мозг. Он функционирует не только в условиях сильно изменяющегося сенсорного восприятия, но и при наличии большого числа внутренних источников стохастичности, таких, например, как случайные испускания импульсов нейронами. Этот поразительный симбиоз порядка и случайности существует и на другом уровне — в кооперативном поведении популяций насекомых. Для того чтобы выжить и приспособиться к флуктуациям источников пищи, сообщества насекомых должны проявлять значительную степень случайности в своем поведении при поисках пищи. С другой стороны, весьма сложные системы могут также находиться под действием довольно простых источников случайной изменчивости. Удивительно то, что даже существенные свойства сложных систем могут критически зависеть от флуктуирующих условий окружения. Например, у многих видов черепах пол эмбрионов не фиксирован генетически, а определяется прежде всего температурой инкубации яиц [10.1]. Изменение температуры всего на несколько градусов приводит к развитию мужских особей и наоборот. Ситуации, подобные приведенным здесь трем примерам, можно найти во многих других природных системах. Результаты, полученные в предыдущих главах, позволяют высказать предположение, что эффекты влияния шума являются фундаментальными для понимания поведения сложных природных систем. В противоположность интуитивному представлению внешний шум вполне может играть активную роль в процессах организации этих систем. Более точное теоретическое исследо- [c.363]

Соверщенно очевидно, что на культурную эволюцию оказывают влияние генетические признаки. Способность к обучению имеет важное значение для культурной эволюции, а эта способность, по крайней мере частично, обусловлена генетически. Кроме того, между генетической и культурной эволюцией существует, возможно, обратная связь. Такая обратная связь играет особенно большую роль в эволюции человека. Многие в настоящее время считают, что развитие различных видов активности, передаваемых культурным путем (например, использование орудий или язык), после того как оно стало возможным благодаря наличию определенной структуры головного мозга, обусловило давление отбора, способствовавшее дальнейшему развитию мозга, что в свою очередь создавало условия для новых успехов в области культурного развития. Прежде считалось, что все поведение человека целиком определяется культурой, без всякого участия генетических факторов. Теперь же, однако, представляется более вероятным, что мы наследуем не только способность к культурной эволюции, но и тенденцию или даже потребность в развитии определенных черт культуры, таких, как брак, танцы или язык. Во всех известных человеческих обществах наблюдаются эти черты, хотя их конкретные формы весьма разнообразны. [c.272]

Модели на животных. Влияние генетической изменчивости на восприимчивость к алкоголю продемонстрировано в экспериментах на мышах и крысах. В предпочтении алкоголя были обнаружены четкие различия между инбредными линиями [2182]. Показано, что эти различия связаны не только с особенностями метаболизма алкоголя, но и с количественными и качественными" различиями в реакциях мозга на алкоголь. Эти результаты наводят на мысль о том, что генетические различия между людьми также следует искать на двух уровнях-в метаболизме алкоголя и в воздействиях на физиологию мозга. [c.116]

Более опасные последствия может иметь медленное повреждение иммунной системы. В разд. 6.2.1.6 говорилось о высокой смертности среди младенцев и детей до недавнего времени, которая обусловлена главным образом инфекционными заболеваниями. Сложная система обнаружения и уничтожения инфекционных агентов эволюционировала под влиянием сильного отбора (разд. 4.4). Нам известно множество генетических дефектов, которые снижают эффективность этой системы. Раньше такие дефекты приводили, как правило, к смерти индивида от инфекции теперь при наличии антибиотиков многие из этих пациентов выживают и дают потомство. При крайне тяжелых случаях поражения иммунной системы можно надеяться на терапию с помощью пересадки костного мозга, при которой в организм вводятся нормально функционирующие иммунные клетки. Однако мутации могут вызывать намного более тонкие изменения в белковых молекулах, которые лишь незначительно ослабляют их функцию. Исследования молекулы гемоглобина показали, что такие мутации встречаются очень часто. Приведет ли ослабление отбора против таких вариантов к медленному повреждению всей системы Будут ли наши потомки постепенно стано- [c.178]

Половая дифференцировка осуществляется в несколько этапов. Общая схема (рис. 28.6) сводится к тому, что генетическая информация, кодирующая пол особи и заложенная в хромосомах, определяет развитие мужских или женских гонад. В гонадах вырабатываются гормоны, от которых зависит развитие вторичных половых признаков. Кроме того, под влиянием этих гормонов в головном мозгу формируются или видоизменяются нейронные сети, регулирующие функцию репродуктивных органов и связанное с ней поведение. [c.254]

Фоновая радиация низкого уровня вызывает в основном не генетические, а соматические повреждения, что подтверждается результатами исследования влияния выпадающих радиоактивных осадков на уровень смертности из-за инфекционных заболеваний. Увеличение смертности происходит вследствие снижения способности организма к распознаванию и уничтожению вирусов и бактерий. Как известно, этот эффект сопровождается повреждением клеток костного мозга и белых кровяных телец [15]. [c.440]

Влияние радиоактивного излучения на живые системы может быть соматическим или генетическим. Соматическое воздействие оказывается на организм в течение всей его жизни. Генетическое воздействие вызывает генетический эффект, влияя на потомство вследствие нарущений в генах и хромосомах, ответственных за воспроизведение потомства. Генетические эффекты 1руднее поддаются изучению, чем соматические, поскольку генетические нарущения могут проявиться лишь через несколько поколений. К соматическим воздействиям радиоактивного излучения относятся ожоги , т. е. разрушения молекул, подобные тем, которые возникают при действии высоких температур. Кроме того, они проявляются в форме раковых заболеваний. Эти заболевания вызываются нарущениями в механизме, регулирующем рост клеток, что заставляет их размножаться неконтролируемым образом. Как правило, радиоактивное излучение представляет наибольшую опасность для тканей, которые воспроизводят себя с наибольшей скоростью, например костного мозга, кроветворных тканей и лимфатических узлов. По-видимому, лейкемия является наиболее распространенным раковым заболеванием, вызываемым радиоактивным излучением. [c.264]

Сравнительно недавно было показано, что в мРНК, детерминирующей синтез легких цепей иммуноглобулинов, содержится информация как для вариабельной, так и для константной части белковых цепей [191]. Согласно результатам, полученным при генетических исследованиях, процессу транскрипции, вероятно, предшествует объединение областей V и С. Путь дифференцировки клеток, продуцирующих антитела, очень сложен, что, по-видимому, тесно связано со сложностью самого иммунного ответа 192, 193]. Т- и В-клетки (гл. 5, разд. В,4), называемые иногда малыми лимфоцитами, образуются из общего предшественника — стволовых клеток. У птиц В-клетки формируются в специальном органе — фабрициевой сумке и в других частях тада. У млекопитающих, очевидно, В-клеткн образуются главным образом в костном мозге, а Т-клетки — в тимусе (зобной железе), где они находятся под регуляторным влиянием гормона тимозина [194, 195], изменяющего направление развития каким-то еще непонятным обрадом. [c.365]

Некоторые из наиболее значительных структурных различий являются наследственными. Наследственность мелких отклонений не изучалась, и мы можем только предположить, что они наследуются по аналогии с вариациями в более изученных структурах... При обсуждении связи между наследственностью и внешней средой имеется тенденция рассматривать нервную систему в целом как некий орган, в существенных чертах одинаковый у всех индивидов и в значительной степени формируемый под влиянием индивидуального опыта. Однако даже те скудные данные, которые имеются в нашем распоряжении, показывают, что индивиды вступают в жизнь с огромными различиями в структуре мозга. Эти различия касаются, например, числа, величины и расположения нейронов, а также ряда других существенных признаков. Изменчивость нервных клеток и проводящих путей должна, иметь функциональное значение. Нельзя представить себе, чтобы нижние фронтальные извилины мозга двух индивидов могли функционировать одинаково, когда в одной из них имеется в 2 раза меньше клеток, чем в другой чтобы две теменные ассоциативные области мозга выполняли одни и те же функции, когда клетки одной из них представляют собой в основном мелкие гранулы, а клетки другой—большие пирамиды чтобы присутствие клеток Беца в прифронтальной области не оказывало влияния на поведение. Такие различия всегда наблюдались в том ограниченном материале, который нами исследовался. За исключением общего веса, нормальные границы изменчивости не были определены ни для одного из тех поддающихся измерению элементов и структур мозга, которые исчисляются сотнями. Генетические исследования нервной системы включают всего какую-нибудь дюжину семейных групп. Наши собственные исследования по изменчивости ограничиваются изучением полушарий мозга лишь семи индивидов. Такие исследования крайне трудоемки, но несомненно выполнимы. Они требуют только бесконечного количества подсчетов и измерений на хорошо изготовленных препаратах. Исследование [c.63]

Н4-Фолат играет важную роль в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеиновых и некоторых аминокислот. Таким образом, Н4-фолат влияет на генетический аппарат клеток. Как противоанемичес-кий фактор фолиевая кислота принимает участие в процессах кроветворения. Кроме того, витамин В9 оказывает влияние на обмен белков, играет важную роль в формировании эритроцитов в костном мозге и обеспечении нормального роста организмов. [c.156]

Нам остается сделать вывод, что гены, важные для эволюции человека в течение периода, когда происходило преобразование его мозга, совершенно неизвестны. Поскольку большая часть ДНК человека не кодирует белков и либо вообще не нужна, либо участвует в регуляции генной активности (разд. 4.8), можно предположить, что соответствующие изменения локализованы именно в этой, не содержащей структурных генов ДНК [1993]. Такие изменения могли произойти в неэкспрессируемых участках ДНК, относительно которых постулируется, что они имеют регуляторные функции. Возможно, что нуклеотидные последовательности ДНК, несущественные для реализации функций структурных генов, необходимы для развития, и, следовательно, изменения таких последовательностей могли оказать особое влияние на преобразования функции мозга. Однако эта идея весьма спекулятивна и носит слишком общий характер. Чтобы сформулировать более конкретные гипотезы, необходимо больше знать о генетической детерминации эмбрионального развития и о генах, влияющих на межвидовую изменчивость поведенческих признаков (гл. 8). Даже если исключить из рассмотрения все фенотипические эффекты и ограничиться анализом таких известных генетических феноменов, как хромосомные перестройки, добавление или потеря материала хромосом, изменчивость сателлитной ДНК и аминокислотных последовательностей белков, все равно придется констатировать слабое понимание многих аспектов эволюционного процесса. Например, мы не знаем, как происходит фиксация хромосомных перестроек в популяциях. Идентичны ли механизмы их фиксации тем процессам, которые приводят к фиксации аминокислотных замен Какие элементарные события привели к образованию разных типов сателлитной [c.27]

Хромосомные аберрации и поведение некоторые общие выводы. Хромосомные аберрации, особенно те, которые затрагивают X- и Y-хромосомы, дают нам пример того, как могут взаимодействовать генетическая изменчивость и среда в формировании психологического фенотипа они указывают также, какие промежуточные переменные следует рассматривать аномалии в физиологии или биохимии мозга и в эндокринной системе. Анализ аберрации половых хромосом позволил разработать стратегию исследования необходимо сначала установить вариант генотипа, затем исследовать его влияние на фенотип, учитывая попутно внутри- и межиндивидуальные различия, связанные со средой. Эта стратегия диаметрально противоположна обычному подходу, который начинается с исследования фенотипа. Она уже привела к успеху при генетическом анализе мультифакториальных заболеваний (разд. 3.7). С другой стороны, еще недостаточно понятны нарушения в эмбриональном развитии и физиологии, вызываемые хромосомными аберрациями. Было бы большой удачей, если бы этот подход удалось применить при исследовании генетической изменчивости локусов отдельных генов с известными физиологическими механизмами. [c.102]

Рис. 8.22. Генетическая изменчивость вне мозга, которая может оказывать влияние на поведение человека. В общем плане наиболее существенны метаболические влияния ферментов печени и почек Источником других воздействий могут быть железы внутренней секрещ1И, такие, как передний и задний отделы гипофиза, надпочечники, половые железы, щитовидная и паращитовидная железы

Ослабление активации, вызьшаемой ретикулярной системой, не единственное следствие действия алкоголя на мозг. Исследования на близнецах говорят о том, что генетическая изменчивость может характеризовать и другие аспекты мозговой деятельности. Этот пример был описан столь подробно потому, что он представляет собой один из первых случаев, когда нейрофизиологические данные были использованы для развития генетической гипотезы. Нейрофизиология до сих пор не испытьша-ла серьезного влияния со стороны генетики человека. В свою очередь ученые, занимающиеся проблемами генетики человека, очень редко предпринимали попытки включить в ход своих размышлений представления нейрофизиологии. Причина этого заключена в изолированности разных научных дисциплин. Основанием для особой изоляции физиологии может быть то, что она в больщей мере, чем все другие биологические науки, имеет дело с объяснением работы интегрированных систем и механизмов обратной связи и редукционизм присущ ей в меньшей степени [267]. [c.120]

Введение гибридам Р , лишенным в результате облучения собственной лимфоидной ткани, родительских клеток тимуса, лимфатических узлов, селезенки, эмбриональной печени, перитонеального экссудата приводит к сингенизации среды ( в том числе и селезенки). В этих условиях формирующиеся колонии костного мозга родителей не испытывают подавляющего влияния со стороны генетически отличающегося реципиента. [c.297]

Биохимия нервной системы, являясь одним из важнейших разделов современной биохимии, за последние 20—25 лет исследовалась углубленно и исключительно интенсивно. Этому способствовали прежде всего современный уровень развития биохимических исследований как в теоретическом, так и в методическом отношении, успехи молекулярной биологии и ряда других биологических и медицинских наук (нейроцитологии, нейрофизиологии, психофармакологии и т. д.). На интенсивное изучение нейрохимии огромное влияние оказывали такие факторы, как исключительно широкое применение разнообразных психофармакологических, наркотических и других веществ а также повышение нейрологических заболеваний, включая и генетические, в основе которых лежат глубокие нарушения биохимических процессов, протекающих в нервной ткани. Кроме того, в связи с резким увеличением потока информации и повышением интеллектуальной деятельности современного человека в настоящее время приобретают исключительное значение исследования, посвященные изучению биохимических основ памяти, обучения, оптимальных биохимических условий эффективного функционирования головного мозга и т. д. Поэтому исследования биохимических основ нервной деятельности приобретают особую значимость и актуальность. [c.3]

При рассмотрении механизма действия биомедиаторов необходимо учитывать их возможное влияние на генетический аппарат клетки. У животных допускается возможность прямого действия ацетилхолина и норадреналина на синтез РНК в ядрах. Показано, что катехоламины и серотонин стимулируют синтез РНК в ядрах, изолированных из тканей мозга, печени. Серотонин способен также стимулировать син гез ДНК в фибробластах. [c.27]

Таким образом, в результате тщательно проведенных поэтапных исследовании проблему происхождения кроветворных клеток удалось решить В кроветворной ткани взрослых животных существует единая стволовая кров творная клетка, полипотентная и способная дифференцироваться по всем росткам кроветворения, а также образовывать клетки как гуморального, так и клеточного иммунитета (рис. 26). Это, однако, не исключает существования предшественников, коммитированных в отношении только некоторых путей дифференцировки и способных к длительному самоподдержанию. В частности, путем переноса Тб-марке-ра на генетическую основу 57BL удалось проследить влияние трансплантации костного мозга к необлученным мышам-мутантам V/W . У таких мышей поражены стволовые кроветворные клетки, в связи с чем костный мозг мышей дикого типа постепенно вытесняет кроветворные клетки даже у необлученных реципиентов. Оказалось (Harri on, Astle, 1976), что довольно быстро после трансплантации подавляющее боль- [c.110]

В описанном выше случае генетически детерминирован определенный набор компонентов в определенной области мозга (до поры до времени более или менее сходный у самцов и самок), генетически детерминирована специфичность строения антеннальных сенсилл у самцов и, следовательно, специфичность морфогенетических стимулов, посылаемых из этой точки периферии в соответствующий пункт центра. Данный специфический стимул организует реализацию одного из возможных путей морфогенеза в данном нервном центре уже вне зависимости от функциональной активности специфических комплексов генов в самих неравных клетках развивающегося нервного центра (самцовые или самочные. неважно). Лишь в результате реализации индуцирующих влияний периферических отростков в соответствующих нервных клетках, образующих под этим влиянием какое-либо нервное ядро, включаются новые гены, обеспечивающие развитие нейрона в определенный клеточный тип. [c.130]

С помощью нейроморфологического анализа удалось выявить целый ряд патологических изменений в мозге крыс линии КМ под влиянием эпилептических припадков. Наблюдались, в частности, кровоизлияния в оболочках мозга, а также разрывы мозговых венул, дегенеративные процессы в нервных клетках в коре головного мозга, гиппокампе, секреторных ядрах гипоталамуса, в ядрах слухового тракта. Все эти изменения являлись следствиями индуцированных звуком эпилептических припадков, что в общем свойственно структурам мозга в случае их перегрузки. Гораздо больший интерес представляет собой исследование морфологических и молекулярно-генетических основ межлинейных различий в реакции на звук и функционального состояния генетического аппарата в процессе осуществления этой патологической реакции. Наиболее известны две пшотезы возникновения эпилепсии вообще и, возможно, наследственно детерминированной аудиогенной эпилепсии 1) концепция эпилептического окружения - нарушение регуляции [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология