7 ВВЕДЕНИЕ
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 (СанчатН.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;
10
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?=12.$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.
11
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 щ-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 гомозиготности возрастает риск выщепления рецессивных генов наследственных заболеваний, но наряду с этим отмечается также повышение фертильности 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
12
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».
13
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.
14 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Процессы воспроизводства в популяциях человека и факторы, влияющие на формирование репродуктивной структуры.
Существование человека обеспечивается процессами воспроизводства и генетической преемственности в поколениях, итогом которых является непрерывность, пластичность и устойчивость вида Homo Sapiens.
На популяционном уровне организации человеческих сообществ каждая популяция, являющаяся структурной единицей в популяционной системе, реально существует благодаря преемственности поколений и устойчивости наследственных признаков, то есть имеет длительный период исторического формирования элементов ее структуры (Тимофеев-Ресовский Н.В., 1973; Li Ch., 1967; РычковЮ.Г, 1976,1982, 1985 и др.).
Воспроизводство представляет собой сложнейший процесс, сочетающий в себе все стороны биологической и социальной природы человека, и вместе с ним развивается и претерпевает эволюционные изменения.
К числу факторов, имеющих непосредственное влияние на вопроизводство, в первую очередь относится величина изучаемой группы.
Объем популяций человека, является характеристикой, отличающейся у разных народов большим разнообразием (SaugstadL., 1977; FerakV., KroupovaZ, 1976; Schull W.I., 1972; Брук СИ., 1986; Фогель Ф., Мотульски A., 199O; Кадошникова М.Ю. и др., 1991). Изменчивость популяций по данному параметру колеблется от гигантских городских агломераций с численностью от десятков, сотен тысяч человек до малых изолированных групп, состоящих из нескольких десятков и сотен индивидов. Однако большая часть исторического процесса связана с популяциями малой численности, формирование городских популяций относится к явлениям значительно более позднего времени (Урланис Б.Ц., 1964; Бибиков С.Н.,
15
1966; Бунак В.В., 1980). Экстраполируя данные анализа современных групп охотников и собирателей Австралии и Африки на более ранние этапы развития, можно предположить, что численность человеческих сообществ в палеолите была относительно небольшой и не превышала нескольких сотен индивидов. Демографическая структура популяций была представлена перекрывающимися поколениями с естественным характером репродукции и практикой нерегулируемой рождаемости в семьях, размер которых подвержен случайным колебаниям (Li Ch., 1955; Harrison G.A. et. al., 1972; Харрисон Дж.., 1979). Очевидно, небольшие коллективы в прошлом являлись адаптивными комплексами, свойственными определенному типу хозяйственно-культурного развития (Neel J.V, et al., 1968; Neel J.V, and Weis K.M., 1975; Cavalli-SforzaL.L., 1986).
Наблюдающиеся различия в структуре популяций у разных народов выработаны в процессе адаптации к воздействию факторов окружающей среды. Они способствуют проявлению устойчивости популяционной системы в целом (Гаджиев А.Г., 1971; Рычков Ю.Г., Шереметьева В.А., 1972; Пузырев В.П., 1991; Брусинцева О.В. и др., 1993; Кучер А.Н. и др., 1999).
К числу наиболее важных параметров, характеризующих внутреннюю организацию любых популяций человека, относится её репродуктивный и эффективно-репродуктивный размеры (Шереметьева В.А, и др., 1978, 1982). Однако точное определение данных величин зачастую сопряжено с рядом затруднений, которые связаны с постоянно происходящим притоком и оттоком части населения и другими демографическими процессами (разводы, усыновление детей, неполные семьи и т.д.). Репродуктивный объем или объем размножающейся группы (Nr) является важнейшей демографической характеристикой сопряженной с генетической структурой популяции, поскольку формирование генофонда следующего поколения связано лишь с той частью генов, носители которых находятся в репродуктивном возрасте. Объем размножающейся группы в популяциях
16
человека, как правило, меньше тотального. Сопоставление генетико-демографических данных племени айорео с другими южно-американскими племенами показало, что в популяциях охотников и собирателей (айорео, шаванте, юруна, яномама) репродуктивный объем колеблется от 38% у юруна до 46% в племени шаванте; соответственно эффективно-репродуктивный объем составляет от 21% у юруна до 41% у шаванте. Сходные пропорции репродуктивных объемов выявлены в земледельческих племенах (кайнганг, кашинахуа, мака, терена), несколько ниже пропорции эффективно-репродуктивного размера, который колеблется от 24% у терена, до 39% у мака (Morton N., 1969; De Oliveira A.F., Salsano F.M., 1969; Johnston F.E., and Kesinger K.M., 1971). При исследовании изолятов в Бразилии были получены данные о том, что небольшие по численности группы отличались разнообразием с более низкими значениями эффективно репродуктивный объема, который составлял 13,2% от общего или 38,6% от репродуктивного. В больших популяциях эффективная численность составляла 25% от тотального объема (Magalhaes J.C.M., Arce-Gomer В., 1987).
В трех разобщенных эвенских популяциях Якутии средний репродуктивный объем составил 37,8 %. Пострепродуктивный объем не превышает 18% (Посух О.Л., и др., 1990). По данным Т.В. Гольцовой с коллегами нганасаны характеризуются объемом репродуктивной группы равной эффективно-репродуктивному, составляющим 23% от тотальной численности. Предположение о том, что у древних охотников Таймыра эффективный объем был больше, чем в современной популяции было высказано ими на основании анализа динамики половозрастной структуры (Гольцова Т.В. и др., 1979).
У лесных ненцев, северных хантов пропорции репродуктивной части популяции несколько ниже, чем у нганасан (Абанина ТА., 1982). Исследования показали, что у береговых чукчей и азиатских эскимосов п-ва Чукотка пропорция репродуктивной части достигает 27-30% от тотального
17
объема, несколько выше (37%) у тунгусов (Рычков Ю.Г., и др., 1972, 1974, 1978).
Анализ наследственного полиморфизма и генетических процессов в 28 популяциях Горного Алтая (тубаларов, кумандинцев, лебединцев, теленгитов, алтай-кижи, маймаларов, телеутов), проведенный Ф.А. Лузиной, показал, что репродуктивный объем в среднем составляет 34,6%, а средняя гармоническая эффективной численности равна 30,1% от общей численности (Лузина Ф.А., 1987). У хакасов отмечено снижение отношения Nr/Nt с 38% в 1940 году до 31% в 1980 (Казаченко Б.Н., 1986).
В популяциях узбеков Самаркандской области репродуктивная часть составляет около 25%, относительно мала пропорция лиц пострепродуктивного возраста (13,3%), а основная часть представлена индивидами дорепродуктивного возрастной когорты, что является типичной картиной расширенного воспроизводства в популяциях (Гарькавцева Р.Ф., Гинтер Е.К., и др., 1984). Сходные данные были получены также исследователями в Кулябской области Таджикистана, где в сельских популяциях дорепродуктивная часть представлена 61,9% индивидов, репродуктивная - 29,5%, пострепродуктивная - 8,5% (Дьяченко Е.П., Пузырев В.П., и др., 1993).
Однако ситуации в реальной жизни отличаются от предложенной модели структуры популяции. В силу действия объективных факторов, не все родившиеся дети имеют шанс дожить до возраста половой зрелости. Также не все лица, достигнувшие репродуктивного возраста, оставляют потомство и, таким образом, они не вносят свой вклад в формирование генофонда следующего поколения.
Здесь необходимо сделать небольшое отступление от трактовки этапов онтогенеза индивидов в терминах классической генетики. Оно касается как группы людей, не реализовавших свой генетический потенциал, так и большой возрастной когорты лиц, уже завершивших репродукцию. Говоря |
