来自环境因素的遗传损害

我们接触到许多自然的和人为的因素,这些因素会导致基因损伤。这些媒介包括病毒;化合物由植物、真菌和细菌产生的;工业化学物质;燃烧产物;酒精;紫外线和电离辐射;甚至我们呼吸的氧气。长期以来,这些病原体中的许多都是不可避免的,因此人类已经进化出了防御机制,以最大限度地减少它们造成的损害,并找到了修复无法避免的损害的方法。

病毒

病毒通过将它们的遗传物质注入活细胞而存活,其结果是宿主细胞的生化机制被颠覆,从为自身的需求服务到为病毒的需求服务。在这个过程中病毒基因组经常集成了进入宿主细胞的基因组。这集成插入基因可以发生在构成人类基因组绝大多数的基因间区,也可以发生在一个重要的调控序列的中间,甚至可以发生在编码蛋白质的区域。,一个基因.在后两种情况下,被中断基因的调控或功能都会丧失。如果那个基因编码一种正常调节的蛋白质细胞分裂,其结果可能是细胞生长和分裂不受控制。另外,一些病毒在其基因组中携带显性致癌基因,这些基因可以转化被感染的细胞,并使其走上癌症之路。此外,病毒可以通过杀死被感染的细胞引起突变,从而导致癌症。事实上,人体对病毒感染的防御之一就是识别并杀死受感染的细胞。细胞死亡,就必须由未受感染的细胞分裂来取代它们,细胞分裂越多,由微小的突变产生的可能性就越大有限的DNA复制的不忠。导致癌症的病毒有巴尔病毒乳头状瘤病毒乙型肝炎C病毒、逆转录病毒(如人类免疫缺陷病毒)和疱疹病毒。

植物真菌,细菌

在持续的生存斗争中,生物已经进化而来有毒化合物是为了抵御捕食者,或者仅仅是为了获得竞争优势。与此同时,这些生物已经进化出了使自己免疫的机制毒素他们生产。植物尤其利用这种策略,因为它们扎根在原地,无法逃脱捕食者的追捕。一些植物干重的三分之一可由有毒化合物构成,这些化合物统称为生物碱。黄曲霉一种生长在储存的谷物和花生上的真菌,会产生一种强大的致癌物质叫做黄曲霉毒素肝癌.细菌产生的许多蛋白质对受感染的宿主是有毒的,如白喉毒素。它们还产生一种叫做细菌素的蛋白质,这种蛋白质对其他细菌是有毒的。毒素可以通过引起细胞死亡而间接引起突变,这就需要细胞分裂来进行替换,因此加强变异的机会。蓝藻生长在照亮地表水产生几种致癌物,如微囊藻毒素、蛤蚌毒素和柱状精蛋白,也可导致肝癌。

工业化学品

成千上万种不同的化学物质被常规地用于塑料、燃料、食品添加剂,甚至药物的生产。很多化学物质都是诱变剂,其中一些在大鼠或小鼠中被发现具有致癌性。一种相对简单和廉价的诱变试验艾姆斯测试,利用突变菌株的细菌鼠伤寒沙门氏菌几天就能完成。另一方面,对致癌的检测是非常耗时和昂贵的,因为测试物质必须是管理对大量实验动物,通常是老鼠,进行了数月的实验,然后才能对组织进行癌症检查。因此,已知的诱变物的数量远远超过了已知的致癌物的数量。此外,由于若干原因,对癌变的动物试验不能完全预测试验化学品对人类的影响。首先,实验动物和人类代谢和排泄特定化学物质的能力可能有很大差异。此外,为了避免在一定剂量范围内测试每种化学品,通常以最大耐受剂量给药每种化学品。在如此高的剂量下,会发生毒性和细胞死亡,需要通过生长和细胞分裂来替换细胞;反过来,细胞分裂增加了突变的机会,从而导致癌症。或者,异常高剂量的某种化学物质实际上可能掩盖了某种物质的致癌潜力复合因为受损的细胞可能会死亡,而不是以突变的形式存活。

燃烧产品

燃烧化石燃料可以说是现代工业社会的动力。如果这些燃料完全燃烧,产物就会二氧化碳和水。然而,燃烧很少是完全的,从烟囱和柴油发动机排出的可见烟雾就是明证。此外,除了我们能看到的微粒外,不完全燃烧还会产生我们看不见的挥发性化合物;其中一些,如二苯二氧芑,具有强烈的诱变性,已被证明能在实验室啮齿类动物中引起癌症。流行病学数据表明二恶英与多种人类癌症的风险增加有关。的健康化石燃料中的杂质和支持燃烧的氧气中的杂质进一步增加了燃烧的后果。例如,煤除了碳之外,还含有硫、汞、铅和其他元素。在燃烧过程中,硫变成二氧化硫这反过来又产生了硫磺和硫酸。燃料中的汞以剧毒蒸汽的形式排放。大气中的氮在燃烧的高温下被氧化。

一支香烟直接吸入肺部,会将大量微粒以及大量挥发性化合物直接带入气道和肺泡。一些挥发性化合物本身是有毒的,而其他化合物,如对苯二酚,会缓慢氧化,产生遗传毒性自由基。当肺中的巨噬细胞试图吞噬和消除颗粒物时,它们会导致致突变物质的产生。肺癌的很大一部分可归因于吸烟,这也是肺癌的危险因素之一动脉粥样硬化高血压(高血压)心脏病,中风

酒精

温和的消费酒精(乙醇)耐受性良好,甚至可以延长寿命。然而,酒精是一种潜在的有毒物质,其代谢产物之一乙醛是一种温和的诱变剂。因此,长期饮酒导致肝脏病变也就不足为奇了肝硬化和其他麻烦的效果。期间饮酒怀孕可能会导致胎儿酒精综合症其特点是出生体重低,智力障碍,先天性心脏病