Биобезопасность на современном этапе развития общества

Структурные уровни организации живой материи

На основе критерия масштабности можно выделить следующие уровни организации живого вещества:

-Биосферный. Включает всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой.

-Уровень биогеоцинозов. Отражает структуры, состоящие из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс – экосистему.

-Популяционно-видовой уровень. Образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида.

-Организменный и органно-тканевый уровни. Отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ.

-Клеточный и субклеточный уровни. Отражают особенности специализации клеток, а также внутриклеточные структуры.

-Молекулярный уровень. Отражает особенности химизма живого вещества, а также механизмы и процессы передачи генной информации.

Биобезопасность на современном этапе развития общества

На современном этапе развития общества к основным источникам биологической опасности для населения, животных и окружающей среды, чрезвычайных ситуаций биолого-социального характера отнесены:

- патогенные микроорганизмы, прионы, возбудители паразитарных заболеваний (опасные и особо опасные инфекции, в том числе природно-очаговые, спонтанные и «возвращающиеся»);

- «новые» патогены, возникающие из непатогенных и патогенных штаммов микроорганизмов в результате мутагенеза под влиянием природных и антропогенных факторов;

- поражающие факторы – продукты жизнедеятельности микроорганизмов (токсины, ферменты, биорегуляторы белковой природы, суперантигены, миниантитела), технофильные микроорганизмы и др.;

- генетически измененные организмы и генетические конструкции (вирусные векторы, двуспиральные РНК, онкогены, гены, кодирующие белки-токсины);

- патогены, устойчивые к современным антимикробным препаратам;

- экопатогены, повреждающие физические объекты окружающей среды.

К инфекционным биологическим рискам относятся:

- массовые инфекционные заболевания – эпидемии, вспышки, пандемии, эпизоотии, эпифитотии (инфекционные болезни растений);

- естественные резервуары патогенных микроорганизмов (грызуны, клещи, птицы);

- искусственные резервуары патогенных микроорганизмов (сибиреязвенные скотомогильники, биотермические ямы, коллекции штаммов музейных культур в НИИ, лабораториях, на биофабриках);

- генетически модифицированные возбудители инфекционных заболеваний.

В этом аспекте наибольшую биологическую угрозу представляют:

- преодоление микроорганизмами межвидовых барьеров (антропозоонозы, инфекции отдаленных биологических видов);

- «возвращающиеся» (re-emerging), управляемые с помощью вакцинации инфекции, активизировавшиеся после периода эпидемиологического благополучия вследствие свертывания программ иммунизации населения;

- инфекции, возникающие на новых территориях (завоз редких или ранее не встречавшихся инфекций);

- новые (emerging) инфекции, вызываемые ранее неизвестными патогенами (за последние 35 лет выделен и идентифицирован 41 новый патоген);

- возрастание эпидемиологического значения условно-патогенных микроорганизмов и увеличение частоты заболеваемости оппортунистическими инфекциями (инфекции, проявляющиеся у лиц с иммунодефицитными состояниями любой природы);

- распространение нозокомиальных (госпитальных) инфекций;

- аварии и диверсии на объектах, где проводятся работы с патогенными микроорганизмами;

- биологический терроризм во всех его проявлениях.

Многие социальные потрясения в прошлом явились результатом распространения инфекций по причине биокатастроф, возникших естественным путем (например, пандемии чумы, эпидемии холеры, натуральной оспы, сыпного тифа). В настоящее время биокатастрофы также имеют место и включают в себя:

- аварии на биологически опасных объектах (биозаводы, военные НИИ и др.);

- экологически опасную техногенную деятельность (выемка грунта, добыча полезных ископаемых, исследование Крайнего Севера, сопряженные с извлечением из недр Земли древних бактерий и других организмов);

- неконтролируемую техногенную деятельность (селекция и отбор антибиотикоустойчивых патогенных штаммов микроорганизмов и др.);

- природные катастрофы (сели, наводнения, цунами, приводящие к вспышкам инфекционной заболеваемости).

Упомянуть биотерроризм и биологическое оружие (что просто оно существует, это мировой уровень).

енно-инженерные технологии являются величайшим достижением молекулярной биологии и молекулярной генетики. Они могут быть широко использованы при решении обширного спектра фундаментальных и прикладных задач:

- лечении наследственных заболеваний;

- создании лекарственных препаратов нового поколения и косметических средств;

- получении технического сырья;

- конструировании новых сортов сельскохозяйственных культур;

- получении трансгенных животных с заданными хозяйственно ценными признаками; создании популяций животных, генетически устойчивых к инфекционным заболеваниям; выведении животных, являющихся продуцентами биологически активных веществ для медицинских целей; создании животных – доноров отдельных органов и тканей для человека, а также организмов, обладающих свойствами, не имеющими аналогов в природе.

Кажется парадоксальным, но серьезная угроза исходит и от успехов этих высоких технологий, поскольку возможны:

- трансграничный перенос патогенных микроорганизмов, представителей флоры и фауны, опасных для экосистем;

- неконтролируемый трансграничный перенос и интродукция чужеродных видов, включая ГМО и корма, полученные на их основе;

- неконтролируемая генно-инженерная деятельность и генотерапия;

Генно-инженерные технологии нашли наиболее широкое применение при конструировании новых сортов сельскохозяйственных культур, что выдвигает особые требования к безопасности продуктов питания. Объективными источниками наличия реальных или потенциальных биологических рисков генетически модифицированных (ГМ) продуктов питания являются:

- непредсказуемость встраивания чужеродного фрагмента ДНК в геном растения;

- слабая изученность механизмов регуляции и функционирования генов высших растений;

- наличие плейотропного эффекта встроенного трансгена;

- нарушение стабильности генома и изменение его функционирования вследствие процесса трансформации;

- нарушение стабильности встроенного в геном чужеродного фрагмента ДНК;

- наличие во встроенном фрагменте ДНК «технологического мусора», в том числе генов устойчивости к антибиотикам и вирусных промоторов;

- аллергические эффекты чужеродного белка;

- токсические эффекты чужеродного белка.

Биоопасности, специфические для действия наночастиц:

- токсичность;

- влияние на ДНК, генетические изменения и воздействие на наследственные механизмы;

- развитие злокачественных новообразований;

- облегченное проникновение нанообъектов внутрь живых клеток с последующим нарушением регуляции их жизнедеятельности;

- агрессивная миграционная способность, которая выходит за рамки традиционных путей поступления и миграции химических веществ в организме, и, как следствие этого, системный характер воздействия.