Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Процессы воспроизводства и факторы, влияющие на формирование репродуктивной структуры популяций человека 14
1.2. Индивидуальные различия в плодовитости (особенности фертильности) 25
1.3. Генетико-биохимические маркеры крови 29
1.4. Генетические особенности процессов воспроизводства в популяциях человека 50
Глава 2. Материалы и методы исследования 56
2.1. Материалы исследования 56
2.1.1. Организация сбора биодемографических материалов 56
2.1.2. Гематологические материалы 60
2.2. Методы исследования 62
2.2.1. Биодемографические методы 62
2.2.2. Анализ генетических маркеров 65
2.2.2.1. Определение эритроцитарных групп крови, РТС и Cerumen..66
2.2.2.2. Типирование маркеров генетико-биохимической изменчивости 67
2.2.2.3. Электрофоретическое определение системы гаптоглобина (HP) 67
2.2.2.4. Изучение системы трансферрна (TF) методом изоэлектрофокусирования 68
2.2.2.5. Изучение системы группоспецифического компонента или витамин-Д-транспортирующего белка (GC) методом изоэлектрофокусирования 68
2.2.2.6. Анализ системы кислой фосфатазы эритроцитов (ACPI) 69
2.2.2.7'. Изучение системы эритроцитарной фосфоглюкомутазы (PGM1) с помощью изоэлектрофокусирования 70
2.2.2.8. Электрофоретический анализ системы эритроцитарной глиоксалазы-1 (GLO-1) 71
2.2.2.9. Фенотипирование системы аденилаткиназы (АК) 73
2.2.2.10. Изучение генетической вариабельности 6-фосфоглюконат-дегидрогеназы (6-PGD) 73
2.2.2.11. Метод изоэлектрофокусирования в определении полиморфизма генетической системы эстеразы D (ESD) 74
2.2.2.12. Определение полиморфизма фосфогликолатфосфатазы (PGP) 75
2.2.2.13. Метод изоэлектрофокусирования в определении генетических разновидностей PI ингибитора протеиназ 76
2.3. Статистическая обработка результатов исследований 77
Глава 3. Результаты исследования и обсуждение 86
3.1. Результаты исследования 86
3.1.1. Анализ факторов влияющих на процессы воспроизводства в популяциях разной численности и экологическим условиям локализации 86
3.1.1.1. Идентификация факторов, влияющих на репродукцию в популяциях малой численности на примере исследования коряков и эвенов Камчатки 87
3.1.1.2. Процессы воспроизводства в популяциях средней численности на примере изучения этно-территориальных групп башкир и бурят 102
3.1.1.3. Характеристика процессов воспроизводства в популяциях горцев Памира и Кавказа 134
3.1.1.4. Соотношение компонентов плодовитости и смертности в популяциях этнических греков и албанцев на территории бывшего СССР 158
3.1.1.5. Особенности процессов воспроизводства в городах разной численности (Казань, Чебоксары, Саранск, Сыктывкар, Ставрополь) 172
3.1.2. Идентификация полиморфных генов, связанных с особенностями воспроизводства в некоторых этно-территориальных группах 210
3.1.2.1. Полиморфизм ингибитора протеиназ PI (альфа-1-антитрипсина) в связи с репродуктивной компенсацией в высокогорных популяциях Памира 210
3.1.2.2. Обоснование выбора групп бурят для популяционно-генетического анализа процессов репродукции 217
3.1.2.3. Сравнительная антропологическая характеристика бурят 218
3.1.2.4. Генетическая характеристика популяций бурят, частоты фенотипов и аллелей в западных и восточных группах 223
3.2. Обсуждение результатов исследования 229
3.2.1. Итоги сравнительного популяционно-генетического изучения процессов воспроизводства в популяциях, различающихся по численности и экологическим условиям регионов России 229
3.2.2. Сравнительный анализ показателей потенциального отбора в исследуемых популяциях 229
3.2.3. Двойственный эффект влияния инбридинга на процессы репродукции в популяциях человека 248
3.2.4. Определение генетических особенностей групп женщин, различающихся по характеру репродукции (многодетность, многоплодие, патология в акушерском анамнезе, контроль) 263
Выводы 292
Библиографический список использованной литературы
- Индивидуальные различия в плодовитости (особенности фертильности)
- Изучение системы трансферрна (TF) методом изоэлектрофокусирования
- Обоснование выбора групп бурят для популяционно-генетического анализа процессов репродукции
- Двойственный эффект влияния инбридинга на процессы репродукции в популяциях человека
Введение к работе
Актуальность проблемы. Универсальным свойством, присущим всему живому, является способность к воспроизведению себе подобных. У человека процессы воспроизводства обусловлены факторами как социальной (репродуктивная мотивация, установка, поведение), так и биологической природы (репродуктивный возраст, здоровье, наследственность). В обществе весьма велики индивидуальные различия между людьми (от случаев гибели индивидов до достижения репродуктивного возраста, безбрачия, бездетности, до многодетности в браках). На популяционном уровне процессы репродукции также имеют свои характерные особенности проявления, зависящие от влияния совокупности социальных, экономических, этнических, географических условий проживания, экологии окружающей среды, а также целого комплекса биологических факторов (Курбатова О.Л., 1996, 1997; Алтухов Ю.П., 1989, 1999; Гинтер Е.К., 2003; и др.). Изучение процессов воспроизводства - живого, динамичного, меняющегося параметра во времени и пространстве, является одним из основных направлений исследований в биологии человека.
Произошедший в прошлом веке в большинстве индустриальных стран мира «демографический переход» обозначает смену типов воспроизводства населения. Суть «демографического перехода» заключается в переходе от высоких показателей плодовитости и смертности, характерных для общества в прошлом, к низким величинам, что в значительной степени изменило структуру современных популяций. В процессе исторического развития человечества различают несколько этапов: примитивный (архетип), традиционный и, наконец, современный тип воспроизводства. Современная демографическая ситуация в мире характеризуется действием двух полярных
явлений - «демографическим взрывом» в одних странах и «демографическим кризисом» в других (Алексеев А.И., 1995; Татевосов Р.В., 1999; и др.).
Начиная с 90-х годов XX века, отмечаются резкие сдвиги в характере демографических процессов в нашей стране, основным проявлением которых является продолжающееся дальнейшее снижение рождаемости и рост смертности («Население и условия жизни», Межгосударственный статистический комитет содружества независимых государств, 2002; «Социально-экономическое положение России», Госкомстат Российской Федерации, 2003). Репродукция является универсальным индикатором социального и биологического состояния общества, чутко реагирующим на любые происходящие эндогенные и экзогенные изменения. В ряду факторов, способствующих формированию данной ситуации, после политических и экономических, значительное место занимает биологическая компонента сложнейшего процесса репродукции. Исследователями отмечаются такие тенденции, как снижение фертильности, рост патологии и осложнений в родах, пренатальной и постнатальной смертности, бесплодия в браках. Усиление искусственного контроля рождаемости в популяциях вместе с увеличением пропорции естественной убыли населения представляют серьезную проблему не только для настоящего, но и будущего поколения (Санчат Н.О., 1998; Курило Л.Ф., 2003; Осипов Г.В., 2004; и др.).
Поскольку демографические и генетические изменения являются сторонами единого процесса и протекают одновременно, то любые колебания в динамике численности, соотношении полов, типах браков, брачных кругах, структуре родства и других параметрах неизбежно сопровождаются изменениями генофонда популяции. Исследования генетических основ процессов репродукции чрезвычайно важны, поскольку работы, проводившиеся ранее в этой области, в основном затрагивают аспекты медицинской генетики и проблемы адаптации человека к воздействию факторов окружающей среды (Дуброва Ю.Е., 1987; Кучер А.Н.,
2001; и др.)- Отдельные работы, анализирующие связь репродуктивных характеристик индивидов с генетическими признаками, выполнены на ограниченном материале и с небольшим числом генных маркеров. Особую востребованность исследование генетических основ биологической компоненты процессов воспроизводства приобретает в России в период происходящих значительных социально-экономических преобразований.
Актуальность данной работы, основанной на обширных собственных материалах, определяется в первую очередь, в комплексном подходе к генетическому анализу особенностей репродуктивного процесса - в одновременном исследовании демографических и генетических характеристик. На первом этапе у каждого человека проводится сравнительный анализ индивидуальных эффектов репродукции с фенотипической и генотипической изменчивостью по обширному комплексу генетических систем, на втором - сравнительный анализ осуществляется на уровне популяций.
В качестве рабочей гипотезы автором принята предпосылка о зависимости эффектов репродукции индивидов от взаимодействия целого комплекса средовых и генетических факторов.
Объектом исследования послужили данные популяционно-генетического изучения популяций России и сопредельных территорий.
Цель настоящего исследования заключалась в проведении комплексного антропогенетического анализа процессов воспроизводства в городских и сельских популяциях России.
Для достижения цели были поставлены такие задачи:
1. Исследовать факторы, влияющие на репродукцию в популяциях малой, средней численности и городских популяциях;
2. Охарактеризовать особенности процессов воспроизводства в популяциях горцев Памира и Кавказа, этнических греков и албанцев Приазовья;
3. Провести сравнительный анализ показателей потенциального отбора в исследуемых популяциях России;
4. Исследовать влияние инбридинга на процессы репродукции;
5. Идентифицировать полиморфные гены, связанные с особенностями воспроизводства:
5.1. Исследовать полиморфизм протеиназ PI (альфа-1-антитрипсина) и проявление эффекта репродуктивной компенсации в популяциях высокогорья; 5.2. Исследовать генетические особенности групп женщин буряток, различающихся по характеру репродукции (многодетность, многоплодие, патология в акушерском анамнезе, контроль).
Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное антропогенетическое исследование процессов воспроизводства на обширном собственном материале, с использованием широкого спектра генетических маркеров. Осуществлена оценка вклада большого комплекса генетических маркеров на репродуктивную структуру популяции бурят. Получены достоверные данные в группах буряток с отягощенным акушерским анамнезом резко отличающихся от сравниваемых групп по распределению аллелей системы группоспецифического компонента (GC). В группе буряток с отягощенным акушерским анамнезом частота гена GC 2 более чем в два раза превышает таковую в контроле (0.3864 против 0.1638; у?=\2.$9; р 0.05).
Результаты исследования расширяют представления о влиянии биологических и средовых компонент в популяциях человека. Показано, что искусственный контроль репродукции оказывает неоднозначное влияние на процессы воспроизводства в популяциях, нивелируя как индивидуальные различия в отборе на плодовитость, так и индивидуальные различия в приспособленности, приводящие к снижению пропорции пренатальной патологии в популяциях.
Показано, что феномен снижения младенческой смертности, наблюдающийся в регионах России в последние годы, является естественным проявлением механизмов действия репродуктивной компенсации на популяционном уровне в ответ на критическую демографическую ситуацию.
Выявлены механизмы репродуктивной компенсации с эффектами противодействия естественному отбору вследствие функциональных различий редких типов аі-антитрипсина, приводящих к дифференцировке индивидов по репродуктивной способности в высокогорных популяциях Памира.
На основании результатов собственных исследований выдвинута гипотеза двойственного влияния инбридинга на процессы воспроизводства в популяциях. При инбридинге в популяциях действуют одновременно два противоположных по своему воздействию на репродукцию процесса. С ростом гомозиготносте возрастает риск выщепления рецессивных генов наследственных заболеваний, но наряду с этим отмечается также повышение фертильносте вследствие лучшей совместимости гамет в кровнородственных браках. От соотношения этих процессов между собой, а также особенностей структуры популяции и зависит итоговое действие инбридинга на репродукцию, выражающееся в наличии либо отсутствии инбредной депрессии.
Полученные в данном исследовании результаты представляют собой новую научную информацию об антропогенетических особенностях процессов воспроизводства в популяциях.
Научно-практическая значимость работы. Результаты исследований могут использоваться в различных областях науки: в антропологии, генетике, медицине, социологии. В целом они имеют значение для развития общетеоретических представлений о «демографическом переходе» и проблемах воспроизводства в условиях социально-экономических
преобразований, происходящих в нашей стране. Полученные данные о генетических особенностях женщин с отягощенным акушерским анамнезом представляет интерес для организации медико-генетической помощи населению.
Результаты исследования представляют новую научную информацию, которая имеет значение для разработки программ, связанных с оптимизацией региональной демографической политики, а также для контроля за проводимыми санитарно-гигиеническими мероприятиями и успеха профилактического направления медицины.
Реализация результатов исследования.
Работа входит в программу научных исследований Института этнологии и антропологии РАН. Материалы исследования использовались в учебном процессе в Башкирском государственном медицинском университете, Башкирском государственном университете, Мордовском государственном университете.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Пространственная и временная изменчивость показателей репродукции на индивидуальном и популяционном уровнях является отражением этнических, антропогенетических, социально-экономических, а также комплекса эколого-географических особенностей формирования популяций России.
2. Возможность количественной оценки вклада социальной компоненты в величину коэффициента отбора в популяциях, в которых усиление искусственного контроля рождаемости сопряжено со слабым развитием практики применения контрацепции.
3. Неравномерность и разная скорость перехода от естественного и смешанного типов воспроизводства к регулируемой рождаемости в популяциях страны, как отражение мировых тенденций «демографического перехода».
4. Двойственное влияние инбридинга на процессы воспроизводства в изолированных популяциях: отрицательный эффект инбридинга компенсируется повышением фертильности.
5. Геном человека тесно связан с процессами воспроизводства; генетический полиморфизм по комплексу независимых генов влияет на репродуктивные особенности и позволяет охарактеризовать группы лиц с нормальной репродуктивной функцией, многодетностью, акушерской патологией, многоплодием.
Индивидуальные различия в плодовитости (особенности фертильности)
Размеры семьи определяются каждой брачной парой самостоятельно и зависят от совокупного воздействия социально-экономических, этнических, конфессиональных и биологических факторов. Наблюдаемые вариации в размерах семей в обществе, очень велики - от бездетной, не имеющей ни одного ребенка, однодетной, двухдетной и до большой семьи с количеством детей до десяти и выше (Ревазов А.А., 1984; Рафиков Х.С. и др., 1987). Отмечается также изменчивость признака в пространстве и времени. Например, около 50% потомков I поколения, рожденных в Швеции в 1750 году, имели в семьях по четверо детей. А в 1970 году число детей, приходящихся в среднем на одну семью, оказалось в два раза меньше. Такая динамика в отношении фертильности, по мнению исследователя, обусловлена изменениями в соотношении полов в популяции (Koeslag J.H., 1981).
Однако количество детей в семье не всегда определяется только социальными сторонами жизни, такими как репродуктивное поведение, желание иметь детей, этническими и конфессиональными установками, принятыми в обществе и другими обстоятельствами.
Весьма существенен вклад биологической компоненты репродукции, включающий репродуктивное здоровье женщин и мужчин, их индивидуальную фертильность. Основные закономерности наследования у человека выявляются при изучении индивидов, близнецов, семей, родословных, обширных групп родственников (Штерн К., 1965). К сожалению, реализацию репродуктивного потенциала индивидов удается наблюдать в полной мере только в семьях с нерегулируемой рождаемостью в когорте лиц пострепродуктивного возраста.
При принятии мер по ограничению рождаемости в современных семьях истинная картина меняется. В популяциях, в которых регуляция рождаемости происходила в основном с принятием мер по прерыванию наступившей нежелательной беременности (на ранних или поздних сроках), учет фертильности женщин ещё возможен. Хотя изменяется структура протогенетических и интергенетических интервалов в индивидуальной репродукции женщин (Большакова Л.П., 1989). А при использовании контрацептивов всех типов воссоздать реальную картину фертильности индивида в полном объеме уже не представляется возможным, учет фертильности в этой ситуации ограничивается только числом беременностей и рождённых детей.
В условиях низкой рождаемости, характерной для Российской Федерации, проблема репродуктивного здоровья женщины становится одной из актуальных. По данным М.В. Андреевой в последние десятилетия наблюдается неуклонный рост патологии беременности и родов (Андреева М.В., 1999). Профессиональный контакт с пестицидами, применяющимися в сельском хозяйстве, негативно влияет на течение беременности и увеличивает риск самопроизвольных выкидышей, мертворождений, а также приводит к врожденной патологии новорожденных (Андреева М.В., 1999). Например, весьма актуальная для настоящего времени проблема бесплодия в семьях, по данным авторов лишь в 50% случаев связана с женским бесплодием. Нарушения сперматогенеза, обусловленные хромосомными аберрациями кариотипа и другими факторами, приводят к формированию мужского бесплодия, частота которого может достигать 50% всех случаев бесплодия (Кулаков В.И., Леонов Б.В., 2000; Леонов Б.В., Беляева А.А., и др., 2000; Курило Л.Ф., 1996, 1998, 2003). Успехи современной медицины позволили определенному числу семей успешно преодолевать данную патологию с помощью методов вспомогательных репродуктивных технологий: программы ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение), ПЭ (перенос эмбрионов), ИКСИ (внутрицитоплазматическая инъекция сперматозоида). Однако в практической деятельности исследователи почти сразу же столкнулись с совершенно новой проблемой - проблемой получения здорового потомства. Увеличение риска рождения больного ребенка связано с одной стороны - с проблемами со здоровьем самих родителей (хромосомными аномалиями, генными мутациями, наследственной отягощенностью), приведшими к бесплодию; с другой стороны - существует определенная вероятность возникновения аберраций кариотипа в ходе проведения методов вспомогательных репродуктивных технологий; наконец, - нельзя исключать негативность последствий для плода форсированной гормональной терапии, сопровождающей процесс получения гамет при суперовуляции (Глинкина Ж.И., Бахарев В.А., 2003). Поэтому первоначальный оптимизм по поводу появившейся возможности кардинального решения сложнейших семейных вопросов сменился осознанием необходимости более строгого подхода к проблеме бесплодия. Целесообразно использовать поэтапный вариант лечения: на первом - проводить всестороннее медико-генетическое обследование супружеских пар, на втором - определиться с выбором определенного метода вспомогательных репродуктивных технологий. Несколько опережая события, можно сказать, что в будущем нас ожидают новые очень интересные данные по индивидуальным особенностям плодовитости, так называемых «пробирочных детей», поколение которых уже сформировалось и вступило в фазу репродукции. Было единичное сообщение в средствах массовой информации о женщине англичанке, в свое время появившейся на свет вследствие экстракорпорального оплодотворения, и ставшей матерью двух близнецов, родившихся также после применения вспомогательной репродуктивной технологии. Имеются немногочисленные литературные данные, свидетельствующие о наследуемости плодовитости. Доля генетических факторов в дисперсии плодовитости определяется исходя из предположения мультифакториальности контроля плодовитости в популяции. Коэффициент наследуемости плодовитости вычисляется отношением генетической дисперсии признака ко всей наблюдаемой фенотипической дисперсии данного признака (Brass W., 1957; Falconer D.S., 1960; Neel J.V., Schull W.J., 1972). Проведенное Л.П. Большаковой и А.А. Ревазовым исследование плодовитости с помощью метода корреляционного анализа пар родственников в среднеазиатской изолированной популяции Нохур с естественным характером репродукции выявило явление наследемости. Так, например, девочки выросшие в многодетных семьях, будучи взрослыми, достоверно чаще в браке имеют большее число детей, чем среднее число, приходящееся на женщину в популяции (Большакова Л.П., и Ревазов А.А., 1988).
Изучение системы трансферрна (TF) методом изоэлектрофокусирования
Лабораторная техника изучения генетических разновидностей трансферрина (TF) и группоспецифического компонента (GC) осуществлялись одновременно посредством метода изоэлектрофокусирования (ИЭФ), только визуально идентифицировались в разных районах полиакриламидной пластины. В этой связи сама техника определения полиморфизмов TF и GC будет рассмотрена в разделе, посвященном системе группоспецифического компонента. Лабораторное исследование полиморфных систем TF и GC осуществлялось одновременно методом изоэлектрофокусирования (ИЭФ) в полиакриламидном геле с применением системы иммобилинов (использованные иммобилизованные градиенты рН). После окончания ИЭФ зоны TF и GC окрашиваются красителем Кумасси. Полиморфизм TF учитываются в катодной зоне блока ИЭФ, а полиморфизм GC определяется в анодной области блока. Определение генетических разновидностей ACPI проводится посредством изоэлектрофокусирования (ИЭФ) в агарозе. Образцы гемолизатов готовились центрифугированием проб эритроцитов в присутствии четыреххлористого углерода.
Приготовление геля: 0.225 г агарозы для ИЭФ + 2.7 г сахарозы + 20 мл дистиллированной воды. Смесь нагревали до 75С и вносили дополнительно 1.4 мл амфолина рН 4-6. Полученный р-р наслаивали между двумя стеклянными пластинами для ИЭФ и охлаждали до +4С. В каждые из 10 мкл образца гемолизата перед ИЭФ вводили по 3 мкл 0.1% меркаптоэтанола. ИЭФ: Электродные растворы: анодный р-р состоит из 1 М Н3РО4; катодный р-р включает 0.2 М NaOH. ПредИЭФ осуществляется в течение 15 мин. при 2000 V, 20 тА и 5 W. ИЭФ проводится 30 мин. при 2000 V, 20 тА и 10 W. Идентификация зон активности ACPI после ИЭФ осуществляется инкубацией геля в растворе 4-мелилумбеллиферилфосфата в цитратном буфере рН 5.0 при +37С в течение 5 мин. Визуализация зон активности ACPI проводится в UV - свете. Определение фенотипов фосфоглюкомутазы-1 в оптимальной степени достигается посредством техники ИЭФ. Приготовление геля: 18.75 мл. дистиллированной воды + 9 мл. 20% сахарозы + 9 мл. 20% акриламида (19.4 г.: 0.6 г. метиленбисакриламида) + 0.825 мл. амфолина 5-7. Полимеризация геля осуществляется добавлением в р-р 21.3 мкл. ТЕМЕДа и 6.75 мг. ПСА (персульфата аммония). Время полимеризации геля составляет 1-2 часа. Приготовление проб гемолизатов перед изоэлектрофокусированием (ИЭФ: Пробы гемолизатов смешивают в отношении 1:1 с 40% сахарозой. Образцы вносят на поверхность геля в 1.5 см. от катодного конца геля. В качестве анодного электролита применяется 1% р-р амфолина рН 4-6; в качестве катодного электролита используется 1% р-р амфолита рН 6-8. ПредИЭФ проводится 30 мин. в режиме 2000 V, 10-12 тА и 15 W. Дальнейшее ИЭФ осуществляется при 2000 V, 15 тА и 18 W. Окрашивание зон активности PGM1 после ИЭФ: 10 мл. буфера ТРИС/НС1 рН 8.0 + 8 мг. NADHNa + 46 мг. субстрата глюкозо-1-фосфата, включая следовые количества глюкозо-1,6-дифосфата, 1.5 мг. феназин метасульфата (PMS) +1.5 мг. соли МТТ + 39 мкл. глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (Г6ФД). Исходные компоненты разводятся в 10 мл 2% раствора агара. Акриламидный гель после ИЭФ покрывается приготовленным раствором для агаровой аппликации. Инкубация геля проводится при +37С до проявления сине-фиолетовых зон активности PGM1. Идентификация генетических разновидностей GLOl осуществляется техникой вертикального электрофореза (ЭФ) в полиакриламидном геле. Приготовление геля: 35 мл. раствора №1 +30 мл. раствора №2 + 25 мл. дистиллированной воды + 1.26 г. растворимого (гидролизованного) крахмала в 30 мл. диет, воды. Раствор №1 включает: 38.8 г. акриламида + 1.2 г. метиленбисакриламида + диет, вода до 200 мл. Раствор №2 включает 11.15г. ТРИС в диет, воде до 500 мл.
Раствор доводится до рН 6.4 посредством фосфорной кислоты Н3РО4. Полимеризация геля осуществляется добавлением в р-р 150 мкл. ТЕМЕД и 6 мл. 1.2% р-ра ПСА (0.12г./10мл.). Приготовления проб гемолизатов для ЭФ: В гемолизаты добавляется 40% р-р сахарозы в отношении 1:1. По 5 мкл. приготовленных гемолизатов вносятся в сформированные «карманы» геля через катодный буфер. Буферная система: Анодный буфер готовится растворением 72.5 г. ТРИС в % л. диет, воды; рН раствора доводится до 8.1 титрованием НС1. Катодный буфер содержит 5.16 г. ТРИС + 3.48 г. глицина віл. диет. воды. В верхний катодный отсек ЭФ-камеры добавляется стандартный раствор бромфенолового синего красителя для учета степени миграции белков. Предэлектрофорез проводится в режиме 400 V, 150 тА и 85 W до тех пор, пока видимая буферная линия мигрирует на расстояние 2/3 длины электрофоретической камеры. Последующий ЭФ проводится в том же режиме до достижении видимой зоны гемоглобина границы ЭФ-камеры.
Обоснование выбора групп бурят для популяционно-генетического анализа процессов репродукции
В работе представлены результаты исследования генетики процессов воспроизводства у человека на примере системы популяций бурят. Особенность проводимой работы заключалась в сложности постановленной задачи изучения генетических аспектов репродуктивного процесса в популяциях с использованием максимально широкого комплекса генетических локусов, поскольку в своих разработках мы исходим из понятия, что геном как целое, представляет собой не совокупность независимых генов, а их целостную, взаимозависимую систему.
Учитывая сложность этногенетических процессов формирования бурят и исторические сведения о существующих различиях между восточной и западной субэтническими группами, нами был проведен сравнительный анализ известных в литературе антропологических данных И.М. Золотаревой (Золотарева И.М., 1957, 1960). Результаты канонического анализа выборок западных (Прибайкальских) и восточных (Забайкальских) бурят по 24 антропологическим признакам приводятся ниже (Программа КАНОКЛАС. Версия 6.0. 1990-96 г. и программа ТЕСТ, разработанная Дерябиным В.Е.).
Как видно из рисунка 16, проведенный канонический анализ антропологических признаков выявил достоверные различия между Прибайкальскими и Забайкальскими бурятами, свидетельствующие о реальности существования западной и восточной субэтнических групп бурят.
Во время работы комплексных антропогенетических исследований популяций Байкальского региона в 1984-1989 гг. был собран репрезентативный популяционно-генетический материал (образцы крови, генетико-демографическая информация, данные акушерского анамнеза, планового медицинского обследования и др.) в популяциях: Судунтуй,
Сахюрта Агинского бурятского автономного округа Читинской области и Ольхон, Баянгазуй, Кукунуты, Харазаргай, Ново-Николаевск, Хабаровка, Муромцовка, Байтог, Гаханы, Ахины Усть-Ордынского бурятского автономного округа Иркутской области.
Генетический анализ особенностей репродуктивного процесса в популяциях представлен далее в работе. Так, в полевых условиях изучено распределение генетических факторов по системам ABO, MN, RH, РТС, Cerumen. В стационарных условиях лаборатории определялась изменчивость в локусах HP (гаптоглобина), TF (трансферрина), GC (витамин-Д транспортирующего белка), С З (третьего компонента комплемента), PI ингибитора протеиназ-альфа-1 антитрипсина), ACPI (кислой эритроцитарной фосфатазы), РОМЦфосфоглюкомутазы 1-го локуса), ESD (эстеразы Д), GLOl (глиоксалазы 1-го локуса), АК (аденилат киназы), 6PGD (6-фосфоглюконат дегидрогеназы) и PGP (фосфогликолат фосфатазы). Таким образом, в западной и восточной группах бурят в общей сложности, было проанализировано 43 аллеля из 17 независимых генетических локусов (таблица 60). Приведенные в таблице 60 данные, демонстрируют распределения частот аллелей ABO, MN, RH, РТС, Cerumen, HP, GC, TF, PI, ACPI, PGM1, PGP, ESD, GLOl, и АК среди бурятского населения Агинского бурятского автономного округа Читинской области и бурят Усть-Ордынского бурятского автономного округа Иркутской области. Отчетливо видно, что типологически, буряты о. Ольхон принадлежат к прибайкальской группе бурят.
Двойственный эффект влияния инбридинга на процессы репродукции в популяциях человека
Одним из вариантов отклонения от панмиксии в человеческих группах является образование кровнородственных браков с частотой, превышающей таковую при чисто случайном подборе пар.
Основной эффект инбридинга заключается в уменьшении гетерозигот и преобладании гомозигот в генофонде популяции. При этом, в оценке величины коэффициента кровного родства интересна не вероятность того, что предки являются кровными родственниками, а вероятность встреч в поколениях генов идентичных по происхождению. Именно в этом заключается основное отличие от генов идентичных по свойствам (Харрисон Дж., 1979; Alan Е.Н. Emery, 1986).
Изучение обособленных групп человека выявило значительную вариабельность в уровнях инбридинга, как правило, связанную с традиционными нормами брачных отношений, с существующей в них системой избегания, или, наоборот, предпочтения кровнородственных браков. Теоретически степень инбридинга в небольших по численности изолятах заведомо должна быть достаточно высокой, так как при конечном размере популяции практически все ее члены оказываются в какой-то мере связанными родственными отношениями (Харрисон Дж., 1979; Афанасьева Г.М., 1990; и др.).
Эффект гомозиготации оказывает большое влияние на состояние здоровья потомства в этих супружеских парах, так как основная часть наследственных заболеваний проявляется именно в гомозиготном соотношении рецессивных генов. И, если в брак вступают родственники, являющиеся скрытыми носителями генов наследственных заболеваний, то очень велик риск рождения детей, отягощенных разными формами наследственной патологии. Такова сущность инбредной депрессии, оказывающей негативное воздействие на общий статус здоровья популяции (Гинтер Е.К., и др., 1980, 1982, 1983; Бочков Н.П.,и др., 1984; Парадеева Г.М., 1987; Куандыков Е.У., и др., 1988; Dinesh Parmar et al., 1990; и др.). Классическими методами оценки коэффициента инбридинга является определение его из родословных. Определение генеалогического инбридинга дано Малеко, а его меру охарактеризовал Райт. Биологический смысл данного коэффициента заключен в вероятности того, что у данного индивида пара аллелей данного локуса идентичны, то есть происходят от общего предка, или доля локусов его генотипа состоит из аллелей идентичных по происхождению, При переходе от индивидуального уровня определения инбридинга к популяционному используют среднее арифметическое значение коэффициентов всех ее индивидов.
К одному из существенных недостатков данного метода относится трудная уловимость отдаленной степени родства, как правило, информация ограничивается охватом 4-х, максимум 5-ти поколений. Предложенный Кроу и Мандж метод определения коэффициента инбридинга на основании анализа частоты изонимных браков может быть применен в популяциях, в которых фамильное родство соответствует биологическому на протяжении многих поколений. (Crow J.F., Mange А.Р., 1965). Этому условию не отвечают памирские популяции и башкирские, так у последних фамилии существуют менее одного века. Fst является случайной компонентой инбридинга, возникающей в результате конечности популяции. Тотальный инбридинг Fit определяется делением доли изонимных браков на четыре; Fis— компонента, обусловленная брачной ассортативностью, получается из следующего выражения:
Оценка коэффициента инбридинга (на основании анализа дисперсии генных частот в субпопуляциях и отклонения частот гетерозигот от ожидаемых по закону Харди-Вайнберга), предложенная Райтом, полностью приложима к популяциям башкир, в которых соблюдается необходимое условие о подразделенности популяций. Применение F - статистик Райта, основано на свойстве инбридинга выступать в качестве меры интенсивности генетического дрейфа, при этом возрастание количества гомозигот может быть обусловлено за счет подразделения (случайный инбридинг), а также в результате особой структуры браков внутри субпопуляций в системе (неслучайный инбридинг). В свою очередь тотальный коэффициент инбридинга Fit складывается из случайного компонента Fst и неслучайного компонента Fis , При использовании селективно-нейтральных или близких к этому состоянию локусов получаются опенки инбридинга, близкие по значению к таковым при использовании метода родословных (Morton N., et al., 1971).
В популяциях человека величина инбридинга подвержена большой изменчивосги. Так, в группах, которые максимально панмиксны, значение соответствующего коэффициента меньше 0,00001 (0,001%). Напротив, в популяциях, практикующих кровнородственные браки, уровень инбридинга может достигнуть 5-ти % уровня и выше (см. сводку Crawford M.,et al., 1973; в табл. 64). Анализ структуры браков в микропопуляциях башкир выявил систему тщательного избегания кровного родства (см. миграции, гл. 6.5,), поэтому для определения уровня инбридинга наиболее оптимальным оказался не классический метод родословных, а вычисление его с помощью F-статистик Райта.
