Гвоздика чем полезна: польза и вред пряности / ГОРДОН

Содержание

Чем полезна гвоздика если ее жевать

Гвоздика как пряность известна всем, но редко кто знает, что сухие бутоны этой ароматной пряности — эффективное лекарство. Благодаря своим лечебным свойствам гвоздика очень популярна в китайской медицине. Уникальный состав душистой специи может справиться с различными болезнями.

Гвоздика полезна когда ее жуют, заваривают чай или делают отвары, настои и вытяжки. Ведь в своем составе она содержит не только витамины — А,В,С,Е, незаменимую Омега-3, различные микроэлементы, но и главные действующие вещества — эфирные масла, которых в одном бутоне гвоздики может быть до 20%.

Эфирные масла пряности успешно борются даже с хроническими и застаревшими хворями. Перед гвоздикой отступят фарингит, кашель и ангина, достаточно просто ежедневно жевать по-несколько сухих бутонов этой чудесной специи.

К тому же, по сравнению с аптечными таблетками и микстурами стоимость пакетика сухой гвоздики — сущие копейки.

Итак, зачем жевать гвоздику, есть ли польза или вред — обо всем по порядку:

  • Для улучшения пищеварения, при колитах, метеоризме и гастритах с пониженной кислотностью, нужно положить в 1 ч.л. меда 2 палочки гвоздики и жевать за 15-20 минут до приема пищи 1-3 раза в день. Кроме того, специя оказывает благотворное влияние на ЖКТ и обмен веществ, и способствует похудению.

У гвоздики есть и противопоказания — это язвы желудка, кишок и гипертония, то есть высокое давление.

  • Гвоздика незаменима в лечении полости рта. Эфирные масла надолго избавят от неприятного запаха изо рта, вылечат от стоматита, пародонтоза и снимут воспаления десен. Для этого нужно просто жевать гвоздику как жевательную резинку. Еще можно заваривать как чай и полоскать рот.
  • При первых признаках воспаления и болей в горле или в случае ангины можно и нужно жевать сухую гвоздику 1-3 раза в день по 1-2 гвоздичной палочки. Она снимет и боль и уничтожит возбудителей болезни, таких как стафилококки, дифтерийная и даже туберкулезная  палочки, а также многих других болезнетворных микробов.

Например, при фарингите жевать гвоздику нужно долго как жвачку до полного растворения палочки. Остатки волокон выплюнуть. Это отличный метод лечения заболевания

  • Лучшим профилактическим средством
    от глистов и паразитов
    — тоже является гвоздика. Помимо того, что сухие бутоны специи входят в различные эффективные противоглистные сборы, которые напрочь изгоняют «непрошеных гостей», гвоздика способна даже в одиночку справиться с инвазией некоторых паразитов. Все что нужно делать — жевать 2-3 бутона гвоздики за полчаса до еды 2 раза в день. Курс профилактики 7-14 дней.
  • Специя противопоказана гипертоникам, но для гипотоников она наоборот — лекарство. Для повышения давления нужно разжевать 1-2 палочки гвоздики и улучшение состояния не замедлит себя ждать. Головная боль, слабость, головокружение — признаки низкого давления — исчезнут. Людям с нормальным давлением очень полезен чай или чашечка кофе с бутончиком гвоздики. Такой напиток добавит бодрости и защитных сил организму, особенно в межсезонье.
  • Согласно научным публикациям гвоздика обладает противораковыми свойствами: замедляет рост раковых клеток и препятствует возникновению новых. Для профилактики онкологии, особенно при наличии наследственного фактора, уместно употреблять гвоздику. Активность специи в отношении раковых клеток обусловлена наличием вещества эвенгола. При употреблении обязательно проконсультируйтесь с врачом.
  • Гвоздика — неплохое успокоительное средство, особенно вкупе с травами (валериана, пустырник и т.д.) в успокоительных сборах. Благотворное действие пряности на нервную систему обусловлено наличием широкой группы витаминов В, посредством которых клетки организма получают необходимое питание, и снимают нервное напряжение.

Можно ли жевать гвоздику каждый день?

Безусловно, да, но чувство меры никто не отменял. Для профилактики 1-2 палочки за один прием, или заварить чай с бутоном 1 гвоздички — вреда точно не будет.

Но если решили провести курс лечения — посоветоваться с лечащим врачом просто необходимо. И еще, можно ли жевать гвоздику при беременности — на этот вопрос Вам ответит только лечащий врач.

Как проверить не испортилась ли гвоздика?

Нужно с силой бросить ее в воду, если бутоны утонут или останутся плавать шляпками вверх, то есть вертикально, то лечебные свойства сохранились. Если палочки не тонут и плавают горизонтально, то эфирных масел больше нет и лечебные свойства потеряны. А вообще, при покупке просто обращайте внимание на срок годности.

Пряность гвоздика - полезные свойства и противопоказания

Несмотря на созвучные названия, пряность гвоздика не имеет ничего общего с одноименным декоративным цветком. На самом деле, гвоздика, которую мы употребляем в пищу, растет на особом виде вечнозеленых деревьев, произрастающих в Индонезии, Португалии и некоторых африканских странах. То, что мы употребляем в пищу — ни что иное, как нераспустившиеся бутоны гвоздичного дерева, которые срезают еще до периода цветения, а затем высушивают.

В этой статье пойдет речь о ценных пищевых свойствах этой специи, а также о возможных отрицательных эффектах и противопоказаниях.

Полезные свойства гвоздики

Все мы знаем о том, что гвоздика способна придать совершенно незабываемый вкус любому блюду. Однако о том, насколько это растение богато полезными веществами, знает далеко не каждый. А ведь гвоздика — поистине уникальная по своему составу пряность.

Благодаря своим уникальным полезным свойствам гвоздика имеет широкое применение в медицине

По содержанию ценных витаминов и необходимых нашему здоровью микроэлементов она легко может составить конкуренцию любому современному мультивитаминному комплексу. Сушеные соцветия гвоздичного дерева богаты каротином и витаминами группы В, а еще аскорбиновой кислотой, магнием, железом, калием, фосфором, селеном и цинком.

Кроме того, гвоздика содержит в своем составе ценные пищевые волокна (например, клетчатку), необходимые для нормальной работы желудочно-кишечного тракта. А дубильные вещества, которые также в избытке присутствуют в соцветиях гвоздики, прекрасно тонизируют и способствуют укреплению иммунитета.

Неудивительно, что при таком обилии полезных компонентов гвоздика представляет собой отличное целебное средство. Она широко применяется как в народной медицине, так и в фармакологической промышленности.

Помогают использовать гвоздику как компонент для лекарств ее полезные действия:

  1. Бактерицидное. Многие болезнетворные бактерии очень остро боятся воздействия гвоздики. В частности, стафилококк, дифтерийная палочка и даже крайне опасный возбудитель сибирской язвы.

    Отлично помогает гвоздика и в качестве профилактического средства от инфекционных заболеваний.

  2. Обезболивающее. Это свойство гвоздики было известно еще с незапамятных времен. На заре развития стоматологии лекари применяли обезболивающие средства, созданные именно на основе гвоздики.
  3. Спазмолитическое. Гвоздика имеет удивительное свойство — она способна моментально снимать спазмы. Особенно часто ее применяют при спазмах мускулатуры желудка и кишечника.
  4. Ранозаживляющее. Гвоздика способно также отлично бороться с различными порезами, царапинами и прочими кожными повреждениями. Содержащиеся в ее составе эфирные масла благотворно влияют на процесс заживления и восстановления клеток.

Вред пряности

Гвоздика — исключительно полезная приправа, которая не обладает большим количеством вредных свойств. Но разумеется, в ее употреблении (как в и употреблении любых других специй) следует четко соблюдать меру.

Частое применение гвоздики в неограниченных количествах принесет вам не пользу, а только вред. Отрицательными последствиями такого злоупотребления гвоздикой могут стать боль, раздражение и колики в желудке, повышенное давление и прочие неприятные моменты.

Как и с любой другой жгучей и острой пряностью, с гвоздикой следует обращаться предельно осторожно. Но если вы будете соблюдать меру в употреблении гвоздики, все эти вредные последствия пройдут мимо вас стороной.

Противопоказания

Безусловно, гвоздика обладает массой положительных свойств и целебных качеств. Тем не менее, не все могут употреблять ее в неограниченных количествах. Она обладает определенным набором противопоказаний, к которому относятся, прежде всего, следующие случаи:

Перед употреблением гвоздики убедитесь, что вы не относитесь к группе людей, которым противопоказано применение этой пряности

  1. Повышенная кислотность и язва желудка. Лицам с таким диагнозом гвоздика противопоказана. Дело в том, что при ее употреблении в пищу в организме резко стимулируется выработка желудочных соков, что нежелательно для людей, обладающих повышенной кислотностью.
  2. Гипертония. Гвоздика обладает схожими свойствами с кофеином. Она, так же как и кофеин, стимулирует кровеносную систему и повышает давление. Разумеется, людям с повышенным давлением это противопоказано. А вот гипотоникам, наоборот, гвоздика может быть очень полезна. Во время очередного спада давления рекомендуется брать в рот несколько гвоздичек и разжевывать их.
  3. Беременность. Будущим мамам ни в коем случае не следует добавлять гвоздику в свой каждодневный рацион. Эта пряность имеет склонность стимулировать мускулатуру матки, что может нежелательным образом сказаться на здоровье малыша.

Если вы не относитесь ни к одной из перечисленных выше категорий людей, можете смело добавлять гвоздику в свою систему питания. Эта необычная по своему вкусу и аромату пряность способна разнообразить ваш рацион и внести нотку новизны даже в привычные повседневные блюда. А полезные свойства этого удивительного растения положительно скажутся на вашем здоровье.

полезные свойства и вред; использование в кулинарии, косметологии и лечении

Калорийность: 323 кКал.

Энергетическая ценность продукта Гвоздика:
Белки: 6 г.
Жиры: 20.1 г.
Углеводы: 27 г.

Описание

Гвоздика – сухие нераспустившиеся цветы Гвоздичного дерева. Бутоны цветков окрашены розовый или желтый цвет, а после высушивания они становятся коричневыми с красным оттенком. Гвоздика имеет мощный аромат и жгучий вкус. Состоит бутон из цветоложа цилиндрической формы, от которого сверху отходит 4 маленьких чашелистика (см. фото). Молотая гвоздика не пользуется особой популярностью, так как за короткий промежуток времени она теряет свои потребительские качества.

Гвоздичное дерево цветет 2 раза за сезон, что позволяет собирать большой урожай. Бутоны сушат естественным путем, то есть их просто выкладывают на солнце. О том, что процесс завершен будет свидетельствовать характерный треск при переламывании. Через некоторое время бутоны снова становятся пластичными.

Чтобы получить гвоздичное масло, листья и бутоны поддают дистилляции паром. Чтобы получить 1 кг масла необходимо взять 20 кг итогового сырья. Масло получается жидким со жгучим вкусом, а аромат терпкий.

Родиной гвоздики считается Молуккские острова. Сегодня основными поставщиками пряности являются остров Занзибар и Пембу.

Как выбрать и хранить?

Чаще всего, выбирая специи, в том числе и гвоздику, люди покупают их в небольших пакетиках, которые не дают возможность увидеть содержимое. Если вы не хотите покупать «кота в мешке», то покупайте гвоздику на развес.

Качественная специя должна иметь маслянистый покров, поэтому возьмите ее в руки и потрите. Большое количество эфирного масла является признаком качества специи.

В домашних условиях вы можете проверить качество гвоздики, опустив ее в емкость с водой. Поскольку масло тяжелее воды качественная гвоздика будет плавать вертикально, а некачественная горизонтально. Если же специя упала на дно, вам удалось купить высококачественную специю.

Еще один способ проверки качества специи – гвоздику выкладывают на лист бумаги и сверху накрывают еще одним. Затем проводят сверху по ним скалкой или же просто надавливают руками. Если специя качественная она оставит маслянистые пятна на бумаге. Выбирайте гвоздику, у которой черешки гибкие. Если же вы видите сморщенные и сухие бутоны, то, скорее всего, специя старая и при ее использовании вы не получите желаемого вкуса и аромата.

Хранить гвоздику стоит в темном месте в емкости без доступа воздуха. Если вам нужна молотая гвоздика, то измельчать ее стоит непосредственно перед использованием.

Полезные свойства

Полезные свойства такой ароматной специи с пикантным вкусом весьма разнообразны.

В состав гвоздики входят вещества, которые положительно сказываются на работе пищеварительной системы. Данная пряность увеличивает аппетит, укрепляет желудок и печень. В ее состав входит клетчатка, которая улучшает перистальтику кишечника и очищает его от шлаков и других продуктов распада.

Есть в гвоздике витамины группы В, которые принимают участие в обменных процессах, улучшают состояние мышечной ткани и работу нервной системы. Содержит пряность и аскорбиновую кислоту, которая играет важную роль в деятельности всего организма. Еще в специи содержится много минералов, которые обладают разнообразными полезными свойствами и, несомненно, необходимы для нормальной жизнедеятельности.

Обладает гвоздика потогонным и мочегонным действием, что помогает вывести лишнюю жидкость из организма и избавиться от отечности.

Рекомендуется использовать гвоздику для приготовления блюд людям с артритами, артрозами и различными травмами.

Полезные свойства гвоздики обусловлены ее составом. Благодаря этому данный ингредиент используется не только в кулинарии, но еще и в народной медицине. В нашей статье вы сможете узнать больше о полезных свойствах гвоздики, а также о том, при каких заболеваниях ее рекомендуется применять.

Чаще всего данный ингредиент добавляют в чай, делая его не только ароматным, но еще и очень полезным. Такой напиток применяется при лечении вирусных и простудных заболеваний наподобие ангины, ОРВИ, простуды, болей в горле и других. Заваривать гвоздику нужно таким образом:

  1. Смешайте тертый имбирь с тремя бутонами гвоздики, затем добавьте половину палочки корицы.
  2. Залейте в емкость 500 миллилитров холодной воды, после чего поставьте посуду на огонь и доведите жидкость до кипения.
  3. Когда вода закипит, добавьте в емкость пару долек лимона и подсластитель по желанию (это может быть мед, сахар или малиновое варенье).
  4. Снимите посуду с ингредиентами с огня и добавьте около пятнадцати миллилитров заварки черного чая. Оставьте напиток настояться на десять минут, после чего можете употреблять его.

Целебные свойства гвоздики позволяют применять ее в качестве обезболивающего средства при болях в суставах, а также при головной и зубной боли.

Спиртовую настойку на данном ингредиенте принимают для чистки организма от гельминтов, глистов и прочих паразитов. Для приготовления целебного средства необходимо взять пятьдесят граммов бутонов гвоздики, измельченных до состояния порошка, и смешать ингредиент с водкой в количестве ста граммов. Настаивать лекарство необходимо не менее шести дней в темном месте, после чего употреблять по половине чайной ложки в сутки, предварительно подогревая жидкость на огне.

Очень полезна для здоровья и ароматерапия с гвоздикой. Однако при этом используются не цветочные почки растения, а эфирное масло, которое обладает восхитительными свойствами, помогая улучшить память и концентрацию внимания, ускорить восстановление сил после тяжелого трудового дня, повысить артериальное давление при гипотонии. Также полезной будет ароматерапия с эфирным маслом гвоздики людям с заболеваниями сердца и сосудов, благоприятно влияя на работу кровеносной системы.

Кроме всего прочего, употребление гвоздики в качестве настоев или отваров будет полезным для мужского и женского здоровья, помогая вылечить заболевания репродуктивных органов. Чтобы приготовить такое целебное средство, необходимо на один литр кипятка добавить большую ложку сушеных цветков гвоздики, настоять смесь два часа, после чего принимать ее по пятьдесят миллилитров в день. Лучше всего делать это вечером. Курс лечения должен составлять не менее десяти дней.

Польза сушеной гвоздики в том, что отвары на ее основе полезно принимать для улучшения зрения, для борьбы с прыщами и угрями на лице, а также сочетать с диетами для похудения. В борьбе с лишним весом также может помочь эфирное масло семян гвоздики, которое используют для антицеллюлитного массажа и обертываний.

Большинство знатоков народной медицины рекомендует применять отвары из гвоздики при лечении сахарного диабета. Чтобы приготовить целебное средство, необходимо сделать следующее:

  1. Двадцать сушеных цветков гвоздики сложите в глубокую емкость, закипятите в чайнике воду и залейте ингредиенты стаканом кипятка.
  2. Оставьте отвар настаиваться в темном месте сутки, накрыв емкость крышкой.
  3. Готовое средство следует применять трижды в день, выпивая по 1/3 стакана отвара за один раз.
  4. Курс лечения должен быть беспрерывным и составлять не менее полугода.

Благодаря подробной характеристике гвоздики вы сможете применять ее в домашних условиях, готовя целебные отвары и настои на основе этого ингредиента, которые принесут пользу вашему организму и помогут избавиться от некоторых заболеваний.

Использование в косметологии

Гвоздичное масло используется в косметических целях. Его добавляют в различные крема, духи, бальзамы и др. С его помощью можно избавиться от угревой сыпи, гнойников и даже целлюлита.

Косметические средства с использованием гвоздики имеют омолаживающий и антиоксидантный эффект.

Эфирное масло можно применять для шелушащейся кожи. Положительно сказывается масло и на состояние волос, улучшая их рост и блеск.

В косметологии применение гвоздики основано на приготовлении масок и других смесей, которые могут обеспечить уход за кожей, волосами и телом. При этом чаще всего применяются не сушеные звездочки растения, а эфирное масло семян. Мы собрали несколько простых рецептов создания масок в домашних условиях, с помощью которых вы сможете самостоятельно сделать полезные средства для ухода за собой.

В первую очередь давайте рассмотрим приготовление смесей для лица. Вот несколько самых качественных и часто используемых рецептов.

  • Для борьбы с прыщами необходимо смешать три капли эфирного масла гвоздики, десять миллилитров гранатового сока и около пяти граммов серой косметической глины. продукты тщательно перемешайте между собой, чтобы получилась однородная смесь. Перед нанесением маски необходимо распарить лицо. Лучше всего наносить средство сразу после того, как вы примете ванну. На распаренную кожу аккуратными массирующими движениями нанесите маску с гвоздикой, распределяя смесь по проблемным зонам. Дождитесь, пока маска полностью застынет, после чего смойте ее мылом и теплой водой.
  • Против морщин поможет другая маска с маслом гвоздики. Чтобы ее приготовить, необходимо смешать пять капель эфирного масла, столовую ложку ряженки и тертый на терке корнеплод картофеля, предварительно очищенный от кожуры. Готовое средство оставьте на тридцать пять минут, нанеся равномерно по всей площади кожи. Спустя время нужно смыть маску при помощи теплой воды и ватных дисков.
  • Чтобы избавиться от угрей и акне, необходимо приготовить следующую маску: смешайте четыре капли гвоздичного эфирного масла гвоздики, двадцать граммов гречишной муки и три грамма мази с цинком, также добавьте немного зеленого чая, чтобы сделать маску более жидкой и тягучей. Нанесите готовое средство на лицо, оставляя зоны век и носогубного треугольника нетронутыми, и оставьте на двадцать пять минут, по истечении которых маску нужно смыть.
  • Для жирной кожи подойдет другая маска, которую можно приготовить следующим образом. Возьмите четыре капли эфирного масла гвоздики, один яичный белок и пять граммов высушенного и измельченного подорожника. Смешайте ингредиенты, получив однородную массу, которую необходимо нанести на распаренное чистое лицо на десять минут, после чего смыть.
  • Если вас беспокоит сухость кожи, то вам пригодится рецепт приготовления увлажняющей маски с гвоздикой. Чтобы сделать ее самостоятельно, смешайте пятнадцать граммов свежего творога, пять граммов кокосового масла и добавьте три-четыре капли гвоздичного эфира. Размешав ингредиенты, нанесите маску на кожу толстым слоем, избегая области вокруг глаз, и оставьте на пятнадцать минут, по истечении которых снимите средство ватными дисками.
  • Также вы можете приготовить маску-пилинг для лица, которая поможет не только сделать кожу нежнее, но еще и удалить ороговевшие частицы и очистить поры от жира и грязи. Сделать ее можно так: возьмите глубокую емкость и добавьте в нее пять капель эфирного масла гвоздики, двадцать граммов свежего яблочного пюре и десять граммов обычной пищевой соды, перемешайте все это, после чего нанесите на чистое сухое лицо, растирая смесь кончиками пальцев. Такую маску следует оставить на коже на четыре-пять минут, после чего смыть водой и нанести на лицо питательный крем.

Любая из вышеперечисленных масок для лица на основе гвоздики поможет вам избавиться от проблем с кожей, однако следует помнить, что применять такие средства можно не более трех раз в неделю. Также не забывайте о правильных пропорциях, нарушение которых не только поставит результат под сомнение, но еще и может навредить.

Масло гвоздики в косметологии используется не только для приготовления средств для ухода за лицом. При помощи этого ингредиента можно сделать полезные маски для волос, которые помогут ускорить их рост, остановить выпадение и сделать локоны живыми и блестящими даже после нескольких окрашиваний. Предлагаем вам взять на заметку несколько рецептов приготовления лечебных масок для волос на основе гвоздики, которые могут заменить даже дорогие салонные шампуни.

  • Для сухих волос подойдет маска из гвоздики, которую можно приготовить таким образом: возьмите один яичный желток, добавьте к нему маленькую ложку жидкого меда, по пять капель масла гвоздики и репейника, после чего перемешайте полученную смесь до однородности. Если волосы длиннее плеч, следует увеличить количество ингредиентов в два раза. Распределите готовую маску по волосам, начиная с корней, и оставьте на час, укутав голову полиэтиленовой пленкой. Спустя время смойте маску теплой водой и шампунем.
  • Если вы хотите оздоровить волосы и придать им блеск, тогда поможет другая маска. Для ее приготовления смешайте виноградное и гвоздичное масло в пропорции 6:1 соответственно. Готовую смесь наносят на чистые сухие волосы, уделив особое внимание корням и кончикам, после чего оставляют маску на полтора часа, а затем смывают.
  • Бороться с перхотью тоже возможно при помощи самодельной маски. Чтобы ее приготовить, необходимо смешать пять маленьких ложек измельченной морской соли с кефиром в количестве одного стакана, после чего в смесь добавить пять капель эфирного масла гвоздики. Наносить маску необходимо только на кожу головы и корни волос, равномерно распределяя смесь пальцами. После этого следует укутать волосы пленкой и оставить маску на два-три часа, по истечении которых смесь нужно смыть большим количество м шампуня и воды.

Используя маски для волос на основе эфирного масла гвоздики, помните о том, что они могут плохо смываться. По этой причине следует использовать чуть больше шампуня, чем обычно, чтобы жирные масла не оставались на коже головы или на волосах.

Польза гвоздики и лечение

Польза гвоздики широко используется в рецептах народной медицины. Пряность обладает согревающим эффектом, поэтому ее применяют при лечении простудных заболеваний и заболеваний органов дыхания.

На основе гвоздики готовят разные отвары и настои, которые используют для лечения многих заболеваний. К примеру, отвар из пряности помогает справиться с заболеваниями глаз.

Эфирное масло гвоздики действует на организм, как обезболивающее и противовирусное средство. Оно входит в рецепты различных мазей и бальзамов. Еще его используют в качестве антисептического средства, чтобы избавиться от зубной боли.

Гвоздика помогает справиться с неприятным запахом изо рта, даже после употребления чеснока и лука. Ее употребление, кроме того, является прекрасной профилактикой возникновения кариеса.

Если прикладывать гвоздичное масло к ранам и фурункулам, то они заживут быстрее.

Польза гвоздики заключается в микроэлементах и витаминах, которые входят в ее состав. Благодаря этому ингредиент можно использовать для лечения некоторых заболеваний, среди которых можно выделить следующие.

  • Заболевания ротовой полости, включая стоматит, кариес и другие. Для того чтобы избавиться от них, необходимо натирать десны или слизистую оболочку полости рта молотой гвоздикой.
  • Мигрень, при которой из сушеной гвоздики готовят отвары и настои, а также добавляют продукт в чай.
  • Сухой кашель, ангина и простуда, для борьбы с которыми также отлично подходит гвоздичный чай или отвар.
  • Астма, при которой одинаково эффективными будут как цветы гвоздики, так и эфирное масло семян растения.
  • Заболевания репродуктивной системы у женщин и мужчин, которые можно вылечить, употребляя лекарственные средства на основе гвоздики.
  • Глисты и другие паразиты, которые успешно выводятся из организма, если приготовить и регулярно принимать отвар, приготовленный из гвоздики и других ингредиентов.

Кроме всего прочего, сушеная гвоздика и ее эфирное масло активно используются в лечении воспалений органов зрения, суставов, заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также болей в ушах. Тем не менее, чтобы гвоздика принесла пользу организму, необходимо не только учитывать противопоказания, но еще и следовать инструкции, а также соблюдать пропорции во время приготовления лекарственного средства. Не забудьте проконсультироваться с доктором, перед тем как лечиться гвоздикой.

Использование в кулинарии

Гвоздика нашла широкое применение в кулинарии и чаще всего она входит в рецепты разных маринадов, которые необходимы для приготовления рыбы, мяса и птицы. Пряность применяют во время изготовления домашних мясных изделиях, к примеру, колбас и т.п. В Грузии специю добавляют в первые блюда для получения более острого вкуса. На основе гвоздики готовят разнообразные соусы.

Используют гвоздику в десертах, к примеру, в пудингах и различных пирожных. Дополняет специя вкус компотов, чая и других напитков.

Еще применяют гвоздику в консервации овощей, к примеру, помидоров, огурцов и др.

Секреты использования

Чтобы специя не испортила, а только улучшила вкус итогового блюда в ее использовании есть несколько секретов:

  1. Из-за высоких температур, в особенности при кипячении, гвоздика теряет свой неповторимый аромат, а итоговое блюдо получается горьким.
  2. Очень важно вовремя положить гвоздику, так как именно от этого зависит итоговый вкус блюда. Чем более легкий и нежный аромат нужно получить, тем позже стоит закладывать специю.
  3. Если вы используете гвоздику для приготовления маринадов, то ее стоит класть вместе с другими ингредиентами.
  4. Для приготовления теста или фарша пряность кладут до тепловой обработки. Во время готовки мясных блюд гвоздику стоит ложить за 10 минут до готовности блюда, а в первые – за 5 минут до готовности.
  5. Не рекомендуется сочетать большое количество гвоздики с уксусом, вином и другими продуктами, в состав которых входит спирт, поскольку горечь в таком случае значительно усилится.

Есть специально разработанные нормы, которые определяют необходимое количество гвоздики для приготовления того или иного продукта:

  • 10 кг грибов – 1-2 г;
  • маринад для фруктов и овощей 10 л – от 3-х до 5-ти г;
  • 1 кг теста – 4 шт.;
  • 1 кг творога – 4 шляпки;
  • на 1 л жидкости (суп, компот) – 2 почки.

Если вы используете во время приготовления другие специи, количество гвоздики стоит уменьшить в 2 раза.

Чем заменить в рецепте?

В некоторых рецептах гвоздику можно запросто заменить другими ингредиентами, а вкус блюда от этого совершенно не пострадает. Например, если вам не удалось найти требуемый продукт, можно взять вместо него корицу. Эта пряность имеет схожий с гвоздикой аромат, а в молотом виде почти не отличается от молотых гвоздичных бутонов. При этом добавлять корицу можно как в десерты и выпечку, так и в первые или вторые блюда, чтобы придать им пикантности.

Также отличной заменой гвоздике может стать мускатный орех. Его также можно использовать для приготовления различных блюд, но большинство хозяюшек отдает предпочтение этому ингредиенту именно в составе выпечки.

Душистым перцем тоже можно заменить гвоздику, но в этом случае добавлять продукт в выпечку или десерты не рекомендуется, так как перец подходит только для приготовления первых и вторых блюд, салатов и мяса.

Кроме прочих продуктов, гвоздику можно заменить базиликом и анисом, если вам важен не вкус специи, а ее полезные свойства. Данные ингредиенты подойдут для приготовления лекарственных настоев, а вот в пищу их вместо гвоздики лучше не добавлять.

Вред гвоздики и противопоказания

Вред гвоздика может принести людям, которые страдают от гипертонии. Не рекомендуется употреблять специю беременным женщинам. Противопоказана гвоздика при гастрите с повышенной кислотностью, язве, а также при переутомлении, и сильном физическом и психологическом напряжении. Нельзя употреблять гвоздику при наличии индивидуальной непереносимости продукта.

Перед использованием гвоздичного масла необходимо проверить, нет ли у вас аллергии. Для этого нанесите небольшое его количество на руку, и, если вы почувствовали жжение, то стоит сразу его смыть и больше не использовать. При употреблении внутрь соблюдайте дозировку: не больше 3-х капель. Ни в коем случае не пейте масло на голодный желудок.

Применение от клещей, комаров, мошек, муравьев и мух

Гвоздику нередко применяют в качестве средства против таких насекомых, как клещи, комары, мошки, муравьи и мухи. Некоторые хозяюшки предпочитают просто рассыпать сушеные бутоны растения в комнате в тех местах, где насекомые обитают чаще всего, но гораздо эффективнее использовать спрей. Приготовить его очень просто, нужно сделать следующее:

  1. Возьмите стакан воды и вылейте его в железную кружку, после чего насыпьте туда две ложки измельченной в порошок гвоздики. Если таковой под рукой не имеется, можете использовать гвоздичное эфирное масло или перемолоть сухие цветы в кофемолке.
  2. Поставьте кружку с ингредиентами на огонь и прокипятите пять минут.
  3. Остудите полученную смесь, профильтруйте и перелейте в емкость с пульверизатором, чтобы было удобно распылять жидкость по комнате или на тело.

Использовать такой самодельный спрей от насекомых тоже очень просто. Каждый раз, когда вы собираетесь отправиться в лес или на речку, просто нанесите спрей на чистую кожу, дождитесь, пока он высохнет, а затем можете отправляться в путь. Благодаря такому средству вам не будут страшны комары или клещи, даже если вы собираетесь ночевать на природе. Однако следует помнить, что людям с индивидуальной непереносимостью или аллергией на гвоздику использовать такой спрей запрещено.

Рецепты приготовления блюд c фото

Грибное рагу

30 мин.

Гусь фаршированный яблоками

210 мин.

Похожие продукты питания

Пищевая ценность

   Зола5.63 г
  Вода9.87 г
  Пищевые волокна33.9 г

Витамины

Минеральные вещества

Чем полезна гвоздика при сахарном диабете? – Ура! Повара

И каких чудес не стоит ждать от ароматной специи?

Гвоздика — это нераспустившиеся бутоны тропического гвоздичного дерева. Они содержат до 20 процентов эфирного масла, которое придает цветкам специфичный, выраженный вкус и пряный аромат. Бутоны высушивают на солнце до жесткости и характерного «сухого» треска и фасуют целыми. Измельченная гвоздика в течение нескольких дней теряет весь запас эфирного масла и пряно-ароматические свойства.

Гвоздика входит в когорту пряностей с самым выраженным вкусом (Фото: Pixabay.com)

Во многих развитых странах гвоздика признана фармакопейным растением. Входящий в состав эфирного масла эвгенол (в качественном сырье его содержание достигает 70 процентов), обладает противораковыми свойствами. Эвгенол блокирует формирование новых сосудов, которые продуцирует раковая опухоль для питания, тем самым подавляя развитие опухолевого процесса.

Среди растений именно гвоздика содержит больше всего эвгенола. Это редкое вещество в меньших концентрациях встречается также в базилике и зеленом чае.

Также пряность содержит витамин С, обладающий антиоксидантными свойствами, марганец, полиненасыщенные жирные кислоты. При тепловой обработке аскорбиновая кислота разрушается.

Влияние специи на уровень сахара

Как и другие пряности, гвоздика стимулирует секрецию желудочного сока и улучшает пищеварение. Эфирные масла обладают антисептическим действием, а благодаря тому, что специю закладывают в блюда в конце приготовления (за три-пять минут), их концентрация остается высокой, как и терапевтическая активность.

Активные вещества гвоздики обладают противораковым действием (Фото: Pixabay.com)

В 2016 году группа ученых из Индии провела оценку влияния эвгенола из эфирного масла гвоздики на уровень сахара в крови при диабете. И пришла к выводу, что выделение этого вещества и применение в терапевтической практике может помочь контролировать уровень глюкозы и снизить медикаментозную нагрузку. Хотя результаты исследования не приняты наукой однозначно.

Исследователи проводили оценку действия вещества на лабораторных мышах и быках. У последних не выявлено никакого влияния эвгенола на концентрацию глюкозы. У мышей наблюдалась иная картина: добавление эвгенола на 38 процентов снижало концентрацию глюкозы после приема пищи. Ученые предположили, что причиной тому способность эвгенола стимулировать выработку особых веществ — ингибиторов альфа-гликозидазы. Эти соединения регулируют уровень глюкозы в крови и способствуют расщеплению углеводов.

Терапевтический эффект, полученный на мышах, позволил ученым предположить, что при малом весе тела концентрация эвгенола оказалась достаточной для изменения биологических процессов. Тогда как для быков дозировка была слишком маленькой. Вес взрослого человека сравним с весом быка, поэтому воздействие эвгенола из гвоздики не будет выраженным, так как его концентрация недостаточна.

Как работает гвоздика?

Применение пряности при сахарном диабете нельзя рассматривать альтернативой медицинским средствам, назначенным врачом. Получить достаточное количество активного вещества при приготовлении блюд или напитков невозможно. Гвоздика не в состоянии снижать уровень сахара в качестве монотерапии, но поможет разнообразить рацион, включив в него полезные, ароматные и интересные по вкусу блюда.

Добавляйте гвоздику в блюда для насыщенного вкуса и аромата (Фото: Pixabay.com)

От пряности также не стоит ожидать и других эффектов.

  • Снижение веса. Специя никак не влияет на жировую ткань, но способна улучшить пищеварение.
  • Улучшение состояния сосудов. Витамин С, повышающий тонус и эластичность сосудов, разрушается при термической обработке. Более надежным источником аскорбиновой кислоты, в сравнении с гвоздикой, станут свежие ягоды, фрукты и овощи (шиповник, облепиха, черная смородина, болгарский перец).
  • Стимуляция мозговой деятельности. Наукой подтверждены лишь антисептические свойства гвоздики, но работает она только в пищеварительном тракте.

Возможно, в будущем ученые научатся извлекать эвгенол из гвоздики и начнут использовать концентрат вещества в терапии сахарного диабета. Но сегодня говорить об этом слишком рано, потому гвоздику следует воспринимать как ароматную специю, но не лекарственное средство.

Пряность гвоздика как лекарственное средство: чем она может быть полезна | Здоровье

Всеми известная пряность гвоздика, конечно же, никак не связана с одноименным цветком, ее маленькие нераскрывшиеся бутоны собирают с вечнозеленого гвоздичного дерева. Что самое интересное, гвоздику ценят не только как пряность, но и как лекарственное средство.

Давайте же с вами разберемся, какие именно недуги может предупредить эта универсальная пряность:
  1. Не всем известно, что гвоздика имеет болеутоляющее свойство. Бутоны гвоздики являются хорошим антисептиком, обладают антибактериальным и противовирусным свойством, улучшают кровообращение, укрепляют желудок и печень.
  2. Гвоздика помогает при заболевании дыхательных путей, так как облегчает дыхание, борется с вирусами и бактериями.
  3. Из бутонов гвоздичного дерева получают эфирное масло. Это средство помогает справиться с нервным напряжением, истеричным состоянием.
  4. Пряность используют при простуде, заложенности носа, кашле. Эфирное масло гвоздики добавляют в горячую воду для ингаляции. На 2 л воды достаточно 5 капель эфирного масла.
  5. Бутоны гвоздики добавляют в чай или травяной настой. Пряность придаст чаю пряный вкус и обогатит напиток ценными полезными веществами, которые помогут быстрее справиться с болезнью. На 200 г чая достаточно 1 бутона гвоздики. Большее количество пряности не следует класть в чай. Гвоздика обладает очень специфичным запахом. В небольшом количестве она возбуждает аппетит, если переборщить с её добавлением, наоборот, получите напиток с резким запахом.
  6. При сухом кашле советуют разжевать бутончик гвоздики. Если во время разжевывания ощущаете сильное жжение, можно положить в рот леденец.
  7. Чтобы утолить внезапно возникшую зубную боль рекомендуют смочить в гвоздичном масле кусочек ваты и приложить её к больному зубу.
  8. Гвоздика дезинфицирует пораженные органы, помогает справиться с тошнотой, снимает болевые ощущения в животе, повышает защитные силы организма.
  9. Пряность усиливает выработку пищеварительных ферментов, то есть повышает аппетит. Гвоздику рекомендуют добавлять в блюда людям, нуждающимся в наборе веса, но не имеющим аппетита.

Ранее мы писали, что современная кулинария немыслима без использования пряностей, трав и приправ. Причем, в одной кастрюле могут легко уживаться традиционные специи народов разных кулинарных традиций.

Также мы сообщали, что на сегодня корень имбиря имеет широкий спрос в кулинарии и медицине, так как он обладает очень многими полезными свойствами: витаминами, микро и макроэлементами.

Новости от АиФ.ua в Telegram. Подписывайтесь на наш канал https://t.me/aif_ukraine.

Гвоздика Обезболивающее. Для умственной и физической активности

Гвоздика

Обезболивающее. Для умственной и физической активности

Ничего общего с цветком гвоздики пряность не имеет, хотя тоже является цветком, вернее, бутоном или почкой гвоздичного дерева. Дерево растет в тропических странах, и жгучий жаркий вкус гвоздики издавна подчеркивает и даже определяет вкус национальной кухни на Цейлоне, в Индонезии, в Марокко, Тунисе, Занзибаре и в других странах.

В Индии пряность является составляющей известной смеси пряностей карри (см. Смеси пряностей/Карри). И, так же как на Цейлоне, бывает частым компонентом чайных смесей.

В Китае тоже хорошо знают и любят гвоздику, она входит в классическую смесь Усяньмянь (см. Смеси пряностей/Усяньмянь, или Пять специй). Смесь употребляется в блюдах не только для улучшения вкуса, но, главным образом, для прилива бодрости, ускорения обменных процессов.

Влияние гвоздики на организм

Начнем с длинного перечня пользы от гвоздики:

• Есть авторитетные исследования, подтверждающие, что гвоздика обладает антиканцерогенными действиями, то есть является одним из действенных антиоксидантов.

• Гвоздика обладает бактерицидным и обезболивающим действием. Ее издавна использовали для заживления ран.

• Пряность снимает спазмы кишечника и пищевода. Повышает аппетит, стимулирует продуцирование ферментов и выработку желудочного сока, улучшает пищеварение. На Востоке ее используют, чтобы лечить колики, диарею, вялость кишечника.

• У женщин нормализует менструальный цикл и держит матку в тонусе, что в норме полезно (но не при беременности).

• Настой гвоздики облегчает течение пародонтоза, освежает ротовую полость. Если заболел зуб или десна, раскусите соцветие гвоздики и приложите на больное место.

• Тем, кто совершенно здоров, употребление гвоздики поможет погасить физическую усталость и психологическое напряжение, а также увеличит запас витамина В.

 Есть и ряд предостережений! Гвоздика раздражает слизистые оболочки желудка и кишечника, поэтому при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, при гастрите употребление пряности нежелательно.

Гвоздика повышает тонус мышц – это хорошо для всех, но только не для беременных женщин: есть опасность сокращения матки. И еще гвоздика способна незначительно повышать артериальное давление, но это очень индивидуально!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Полезные свойства гвоздики

Все мы используем эту душистую пряность в кулинарии. Гвоздику часто добавляют в маринады для консервации, используют в выпечке и приготовлении ароматных компотов, глинтвейнов и пуншей. Но знал ли ты, что гвоздику можно использовать в лечебных целях? Она обладает массой целебных свойств, о которых редакция «Так Просто!» поведает тебе сегодня.

© DepositPhotos

Полезные свойства гвоздики

Гвоздика богата питательными веществами, которые невероятно целебны. Она обладает антисептическими, противогрибковыми, антибактериальными, обезболивающими и противовоспалительными свойствами. В гвоздике содержатся такие минералы, как железо, марганец, калий, селен и магний, а еще множество витаминов: А, С, К и бета-каротин. Давай разберемся, в чём же польза гвоздики и как ее использовать.

10 способов применения гвоздики

  1. Анальгетик и антисептик
    Гвоздика снимает боль в зубах, деснах и воспаление в горле. Для этого нужно заварить пару бутонов гвоздики в небольшом количестве кипятка и дать настояться. Таким раствором нужно полоскать полость рта. С аналогичной целью применяют гвоздичное масло, которое прикладывают к пораженным деснам или зубам. Хорошо помогает гвоздика при ранах и ожогах.

    © DepositPhotos
  2. Циркуляция крови
    Гвоздика прекрасно очищает кровь от токсинов и улучшает кровообращение, налаживая работу всего организма. К тому же служит отменным средством для стимуляции иммунитета. Для этого принимать гвоздику нужно в виде чая. Вскипяти 1 литр воды, добавь 1 чайную ложку гвоздики и продолжай нагревать еще 10 минут. Дай настояться, процеди и принимай напиток, но не больше 3 чашек в день.

    © DepositPhotos
  3. Выводит слизь
    Этот же чай работает как отменное средство от кашля. Гвоздика оказывает отхаркивающее действие, уменьшает количество слизи в легких.

    © DepositPhotos
  4. Ускоряет обмен веществ
    Гвоздика ускоряет обмен веществ, способствует увеличению количества слюны и жидкостей, ответственных за пищеварение. Это и способствует быстрому сжиганию жира.

    © DepositPhotos
  5. Профилактика простуды
    Посещая общественные места во время эпидемии, держи во рту бутон гвоздики. Это поможет уберечься от простуды и стимулировать иммунитет.

    © DepositPhotos
  6. Улучшает пищеварение
    Гвоздика способствует нормализации пищеварения, так как увеличивает секрецию пищеварительных ферментов. Помогает избавиться от тошноты, запоров и дискомфорта в желудке. Также помогает вылечить язву. Для этого принимать ее нужно в виде масла. Просто размешай 1 ст. л. гвоздичного масла в стакане теплой воды. Принимай натощак три раза в день в течение месяца.

    © DepositPhotos
  7. Щитовидная железа
    Очень полезна гвоздика и для здоровья щитовидной железы. Она служит для профилактики как гипотиреоза, так и гипертиреоза. Для этого принимать ее нужно также в виде чая.

    © DepositPhotos
  8. Нормализация женского цикла
    Гвоздика — прекрасная женская целительница. Если наблюдаются сбои в менструальном цикле, то нужно приготовить себе целебный отвар. Вскипяти 500 мл воды, добавив в нее шелуху 7–8 луковиц и 2 чайные ложки бутонов гвоздики. Вари в течение 10 минут, процеди, добавь 2 чайные ложки яблочного уксуса. Принимай по 150 мл за полчаса до еды трижды в день.

    При любых сбоях цикла лучше всего обратиться к врачу. Помни, что это средство противопоказано беременным женщинам.

    © DepositPhotos

  9. Грибок
    Масло гвоздики помогает при микозах ногтей и кожи. К тому же средство способствует укреплению ногтей.

    © DepositPhotos

  10. Бессонница
    Пряность помогает избавиться от проблем со сном. Для быстрого засыпания положи мешочек с сушеной гвоздикой у изголовья. Но это только в том случае, если запах гвоздики тебе нравится и не раздражает.

    © DepositPhotos

Сложно представить, что столь привычная пряность обладает таким количеством полезных свойств. Честно говоря, это еще не все лечебные свойства гвоздики, она скрывает много тайн.

Последние исследования доказали, что гвоздика способна бороться с онкологией. Так что в следующий раз, заваривая чай, не забудь добавить в него немного гвоздики. Береги себя и свое здоровье!

Какие рецепты на основе гвоздики ты знаешь? Делись с нами в комментариях и не забудь рассказать друзьям о целебных свойствах этой ароматной пряности!

Клонирование людей? Биологические, этические и социальные аспекты

Abstract

В человечестве существует два вида наследственности: биологическая и культурная. Культурное наследование делает возможным для людей то, чего не может сделать ни один другой организм: кумулятивную передачу опыта от поколения к поколению. В свою очередь, культурная наследственность ведет к культурной эволюции - преобладающему способу адаптации человека. В течение последних нескольких тысячелетий люди приспосабливали окружающую среду к своим генам чаще, чем их гены, к окружающей среде.Тем не менее, естественный отбор сохраняется у современных людей, как дифференцированная смертность, так и дифференциальная фертильность, хотя его интенсивность может снизиться в будущем. Более 2000 болезней и аномалий человека имеют генетическую природу. Забота о здоровье и растущая применимость генетической терапии, хотя и медленно, увеличат будущую заболеваемость наследственными заболеваниями. Генная терапия зародышевой линии могла бы остановить этот рост, но в настоящее время это технически невозможно. Предложение увеличить генетические возможности человека путем генетического клонирования выдающихся личностей не оправдано.Геномы можно клонировать; люди не могут. В будущем терапевтическое клонирование откроет расширенные возможности для трансплантации органов, заживления нервных клеток и тканей, а также принесет другие преимущества для здоровья.

Шимпанзе - ближайшие родственники Homo sapiens , нашего вида. Между скелетами шимпанзе и человека существует точное соответствие кость за костью. Люди рожают детенышей, как обезьяны и другие млекопитающие. У людей есть органы и конечности, похожие на органы и конечности птиц, рептилий и земноводных; это сходство отражает общее эволюционное происхождение позвоночных.Однако не требуется много размышлений, чтобы заметить явную уникальность нашего вида. Заметные анатомические различия между людьми и обезьянами включают двуногую походку и увеличенный мозг. Гораздо более заметными, чем анатомические различия, являются различия в поведении и институтах. У людей есть символический язык, продуманные социальные и политические институты, кодексы закона, литературы и искусства, этики и религии; люди строят дороги и города, путешествуют на автомобилях, кораблях и самолетах и ​​общаются с помощью телефонов, компьютеров и телевизоров.

Происхождение человека

Линия гомининов отделилась от линии шимпанзе 6–7 млн ​​лет и развивалась исключительно на африканском континенте до появления Homo erectus , примерно до 1,8 млн лет. Вскоре после появления в тропической или субтропической Африке H. erectus распространились на другие континенты. Ископаемые останки H. erectus (sensu lato) известны в Африке, Индонезии (Ява), Китае, на Ближнем Востоке и в Европе. H. erectus окаменелостей с Явы датированы 1.81 ± 0,04 и 1,66 ± 0,04 млн лет, из Грузии - 1,6–1,8 млн лет (1). Анатомически отличительные окаменелостей H. erectus были найдены в Испании, отложены до 780 000 лет назад, что является самым старым в южной Европе (2).

Переход от H. erectus к H. sapiens произошел около 400 000 лет назад, хотя эта дата точно не определена из-за неопределенности в отношении того, относятся ли некоторые окаменелости к erectus или архаичным формам sapiens. H. erectus существовал некоторое время в Азии, до 250 000 лет назад в Китае и, возможно, до 100 000 лет назад на Яве, и, таким образом, был современником ранних представителей своего потомка H.сапиенс. Ископаемые останки неандертальских гоминидов ( Homo neanderthalensis ) с мозгом такого же размера, как у H. sapiens , появились в Европе ранее 200000 лет назад и сохранялись до 30 000 или 40 000 лет назад (3, 4).

О происхождении современного человека ведутся споры. Некоторые антропологи утверждают, что переход от H. erectus к архаичному H. sapiens и позже к анатомически современным людям произошел согласованно в различных частях Старого Света.Сторонники этой «мультирегиональной модели» подчеркивают ископаемые свидетельства, демонстрирующие региональную преемственность при переходе от H. erectus к архаичному, а затем и к современному H. sapiens . Вместо этого большинство антропологов утверждают, что современные люди впервые возникли в Африке примерно 100000 лет назад и оттуда распространились по всему миру, в конечном итоге заменив в других местах ранее существовавшие популяции H. erectus , H. neanderthalensis, и архаичных H. sapiens . .Африканское происхождение современного человека подтверждается множеством недавних генетических данных и поэтому поддерживается многими эволюционистами (2, 4).

Мы знаем об этих вещах тремя способами: сравнивая живых приматов, включая людей, друг с другом; обнаружением и исследованием ископаемых останков приматов, живших в прошлом; и сравнивая их ДНК, белки и другие молекулы. ДНК и белки дают нам наилучшую информацию о том, насколько мы тесно связаны с каждым из приматов и между ними.Однако, чтобы узнать, как человеческое происхождение менялось в анатомии и поведении с течением времени по мере того, как наши предки становились все более и более похожими на людей, мы должны изучить окаменелости и инструменты, которые они использовали и изготовили, а также другие остатки их деятельности (2, 5).

Люди живут в группах, которые организованы в социальном плане, как и другие приматы. Однако другие общества приматов не подходят к сложности социальной организации человека. Отличительной социальной чертой человека является культура, которую можно понимать как совокупность не строго биологических видов деятельности и творений человека.Культура включает социальные и политические институты, способы ведения дел, религиозные и этические традиции, язык, здравый смысл и научные знания, искусство и литературу, технологии и в целом все творения человеческого разума. Появление культуры повлекло за собой культурную эволюцию, сверхорганический способ эволюции, наложенный на органический, который стал доминирующим способом эволюции человека. Культурная эволюция произошла благодаря культурной наследственности, чисто человеческому способу адаптации к окружающей среде (2, 6, 7).

В человечестве существует два вида наследственности: биологическая и культурная. Биологическое наследование у людей очень похоже на наследование любого другого размножающегося половым путем организма; он основан на передаче генетической информации, закодированной в ДНК, от одного поколения к другому с помощью половых клеток. Культурная наследственность, с другой стороны, основана на передаче информации в процессе обучения и обучения, который в принципе не зависит от биологического происхождения. Культура передается через обучение и обучение, через примеры и подражание, через книги, газеты, радио, телевидение и кино, через произведения искусства и любые другие средства коммуникации.Культура приобретается каждым человеком от родителей, родственников, соседей и всего человеческого окружения. Приобретенные культурные черты могут быть полезными, но также и вредными; например, расовые предрассудки или религиозный фанатизм.

Биологическая наследственность - менделевская или вертикальная; он передается от родителей их детям, и потомству могут передаваться только наследственные признаки. (Новые мутации несущественны в данном контексте.) Культурная наследственность является ламаркистской: приобретенные признаки могут передаваться потомству.Однако культурная наследственность выходит за рамки наследственности Ламарка, потому что она горизонтальна и наклонна, а не только вертикальна. Черты могут быть приобретены и переданы другим членам того же поколения, независимо от того, являются ли они родственниками, а также от всех других людей, с которыми человек контактирует, независимо от того, принадлежат ли они к тому же или от любого предыдущего или последующего поколения. .

Культурное наследие делает возможным для людей то, чего не может сделать ни один другой организм - кумулятивную передачу опыта от поколения к поколению.Животные могут учиться на собственном опыте, но они не передают свой опыт или свои открытия (по крайней мере, в значительной степени) следующим поколениям. У животных есть индивидуальная память, но у них нет «социальной памяти». С другой стороны, люди развили культуру, потому что они могут в совокупности передавать свой опыт от поколения к поколению.

Культурная наследственность делает возможной культурную эволюцию, новый способ адаптации к окружающей среде, недоступный нечеловеческим организмам.Организмы в целом приспосабливаются к окружающей среде посредством естественного отбора, изменяя из поколения в поколение свою генетическую конституцию в соответствии с требованиями окружающей среды. Однако люди, и только люди, также могут адаптироваться, изменяя окружающую среду в соответствии с потребностями своих генов. (Животные строят гнезда и видоизменяют свою среду и другими способами, но манипуляции с окружающей средой со стороны любых нечеловеческих видов тривиальны по сравнению с манипуляциями человечества.) В течение последних нескольких тысячелетий люди приспосабливали окружающую среду к своим генам чаще, чем их гены окружающей среды.

Чтобы расширить географическую среду обитания или выжить в изменяющейся окружающей среде, популяция организмов должна адаптироваться путем медленного накопления генетических вариантов, отсортированных естественным отбором, к новым климатическим условиям, различным источникам пищи, различным конкурентам, и так далее. Открытие огня и использование укрытий и одежды позволило людям распространиться из теплых тропических и субтропических регионов Старого Света на всю Землю, за исключением замороженных пустошей Антарктиды, без анатомического развития меха или волос.Люди не ждали генетических мутантов, способствующих развитию крыльев; они завоевали воздух несколько более эффективным и универсальным способом, создав летательные аппараты. Люди путешествуют по рекам и морям без жабр и плавников. Исследование космического пространства началось, не дожидаясь мутаций, дающих людям возможность дышать при низком давлении кислорода или функционировать в отсутствие гравитации; космонавты несут собственный кислород и специально оборудованные скафандры. С тех пор, как они зародились в Африке, люди стали самым распространенным и многочисленным видом млекопитающих на Земле.Именно появление культуры как сверхорганической формы адаптации сделало человечество наиболее успешным видом животных.

Культурная адаптация преобладала в человечестве над биологической адаптацией, потому что это более эффективный способ адаптации; он более быстрый, и его можно направлять. Благоприятная генетическая мутация, недавно возникшая у человека, может передаваться значительной части человеческого вида только через бесчисленные поколения. Однако новое научное открытие или техническое достижение могут быть переданы всему человечеству, по крайней мере потенциально, менее чем за одно поколение.Посмотрите на быстрое распространение персональных компьютеров, iPhone и Интернета. Более того, всякий раз, когда возникает необходимость, культура может напрямую преследовать соответствующие изменения, чтобы ответить на этот вызов. Напротив, биологическая адаптация зависит от случайного наличия благоприятной мутации или комбинации нескольких мутаций в то время и в месте, где возникает необходимость (2, 6, 7).

Биологическая эволюция современного человека

Нет никаких научных оснований для утверждений, которые иногда делаются, что биологическая эволюция человечества остановилась или почти остановилась, по крайней мере, в технологически развитых странах.Утверждается, что прогресс медицины, гигиены и питания в значительной степени устранил смерть до среднего возраста; то есть большинство людей доживают до репродуктивного возраста, после которого смерть не имеет значения для естественного отбора. То, что человечество продолжает эволюционировать биологически, можно показать, потому что сохраняются необходимые и достаточные условия для биологической эволюции. Эти условия - генетическая изменчивость и дифференциальное воспроизводство. В человечестве существует множество генетических вариаций. За тривиальным исключением однояйцевых близнецов, развившихся из одной оплодотворенной яйцеклетки, никакие два человека, которые живут сейчас, жили в прошлом или будут жить в будущем, скорее всего, будут генетически идентичными.Большая часть этих вариаций имеет отношение к естественному отбору (5, 8, 9).

Естественный отбор - это просто дифференциальное воспроизведение альтернативных генетических вариантов. Естественный отбор произойдет в человечестве, если носители одних генотипов, вероятно, оставят больше потомков, чем носители других генотипов. Естественный отбор состоит из двух основных компонентов: дифференциальной смертности и дифференциальной фертильности; оба сохраняются в современном человечестве, хотя интенсивность отбора из-за послеродовой смертности несколько снизилась.

Смерть может наступить в период между зачатием и рождением (пренатальный) или после рождения (послеродовой). Доля внутриутробных смертей точно не известна. Смерть в первые недели эмбрионального развития может остаться незамеченной. Однако известно, что не менее 20% всех установленных человеческих зачатий заканчиваются самопроизвольным абортом в течение первых 2 месяцев беременности. Такие смерти часто происходят из-за пагубной генетической конституции и, таким образом, имеют избирательный эффект в популяции. Интенсивность этой формы отбора не претерпела существенных изменений в современном человечестве, хотя она была несколько уменьшена в отношении нескольких генов, таких как те, которые участвуют в несовместимости групп крови по резус-фактору.

Послеродовая смертность в последнее время значительно снизилась в технологически развитых странах. Например, в США немногим менее 50% рожденных в 1840 г. дожили до 45 лет, тогда как средняя продолжительность жизни людей, родившихся в США в 1960 г., составляет 78 лет (таблица 1) (8, 10). В некоторых регионах мира послеродовая смертность остается довольно высокой, хотя там она также в целом снизилась в последние десятилетия. Смертность до конца репродуктивного возраста, особенно там, где она значительно снизилась, в значительной степени связана с генетическими дефектами и, таким образом, оказывает благоприятный селективный эффект на человеческие популяции.Известно несколько тысяч генетических вариантов, вызывающих заболевания и пороки развития у людей; такие варианты сохраняются на низких частотах из-за естественного отбора.

Таблица 1.

Процент американцев, родившихся между 1840 и 1960 годами, доживших до 15-45 лет

Поначалу может показаться, что отбор из-за дифференцированной рождаемости значительно сократился в промышленно развитых странах в результате сокращения среднего числа детей на семью. Однако это не так.Интенсивность отбора по рождаемости зависит не от среднего числа детей в семье, а от разницы в количестве детей в семье. Понятно, почему так должно быть. Предположим, что все люди репродуктивного возраста женятся и у всех одинаковое количество детей. В этом случае выбор фертильности не проводился бы, если бы у всех пар было очень мало или у всех было очень много детей. Предположим, с другой стороны, что среднее количество детей в семье невелико, но в некоторых семьях детей нет совсем или их очень мало, тогда как в других их много.В этом случае появится значительная возможность для отбора - частота генотипов родителей, производящих много детей, увеличится за счет тех, у которых мало или совсем нет детей. Исследования человеческих популяций показали, что возможность естественного отбора часто увеличивается по мере уменьшения среднего числа детей. Обширное исследование, опубликованное несколько лет назад, показало, что индекс возможности отбора по причине фертильности был в четыре раза выше среди женщин Соединенных Штатов, родившихся в 20-м веке, в среднем менее трех детей на женщину, чем среди женщин из Голд-Коста. В Африке или в сельской местности Квебека, у которых в среднем было три и более детей (таблица 2) (8, 11).Нет никаких доказательств того, что естественный отбор из-за фертильности уменьшился в современных человеческих популяциях.

Таблица 2.

Среднее количество детей в семье и индекс возможности выбора фертильности I f , в различных человеческих популяциях

Интенсивность естественного отбора может снизиться в будущем, но он не исчезнет полностью. Пока существует генетическая изменчивость и носители одних генотипов имеют больше шансов на размножение, чем другие, естественный отбор будет продолжать действовать в человеческих популяциях.Культурные изменения, такие как развитие сельского хозяйства, миграция из страны в города, загрязнение окружающей среды и многие другие, создают новые селективные факторы давления. Напряжение городской жизни отчасти является причиной высокой распространенности психических расстройств в некоторых человеческих обществах. Следует иметь в виду, что среда обитания человека меняется быстрее, чем когда-либо, именно благодаря ускоряющимся темпам культурных изменений, а изменения окружающей среды создают новые селективные давления, тем самым подпитывая биологическую эволюцию.

Естественный отбор - это процесс дифференциального воспроизводства альтернативных генетических вариантов. Что касается отдельных генов, вариация возникает, когда в популяции присутствуют два или более аллеля в данном локусе гена. Сколько генетических вариаций существует в нынешней человеческой популяции? Ответ - «довольно много», как сейчас будет показано, но естественный отбор будет иметь место только в том случае, если аллели определенного гена по-разному влияют на приспособленность; то есть, если альтернативные аллели по-разному влияют на вероятность выживания и воспроизводства.

По оценкам, два генома, которые мы наследуем от каждого родителя, различаются примерно на один или два нуклеотида на тысячу. Геном человека состоит из немногим более 3 миллиардов нуклеотидов (12). Таким образом, примерно 3–6 миллионов нуклеотидов различаются между двумя геномами каждого человека, что является большим генетическим полиморфизмом. Более того, процесс мутации вносит новые вариации в любую популяцию в каждом поколении. Скорость мутации в геноме человека оценивается примерно в 10 -8 , что составляет одну нуклеотидную мутацию на каждые сто миллионов нуклеотидов или около 30 новых мутаций на геном на поколение.Таким образом, у каждого человека имеется около 60 новых мутаций (по 30 в каждом геноме), которых не было у родителей. Если мы рассмотрим всю человеческую популяцию, то есть 60 мутаций на человека, умноженные на 7 миллиардов человек, что составляет около 420 миллиардов новых мутаций на поколение, которые добавляются к уже существующим 3–6 миллионам полиморфных нуклеотидов на человека.

Это много мутаций, даже если многие из них избыточны. Более того, мы должны помнить, что для естественного отбора учитываются полиморфизмы, которые влияют на вероятность выживания и воспроизводства их носителей.В противном случае вариантные нуклеотиды могут случайно увеличивать или уменьшать частоту - процесс, который эволюционисты называют «генетическим дрейфом», но на него не повлияет естественный отбор (2, 12, 13).

Генетические заболевания

В человеческой популяции выявлено более 2000 болезней и аномалий, имеющих генетическую природу. Генетические нарушения могут быть доминантными, рецессивными, многофакторными или хромосомными. Доминантные расстройства вызываются наличием единственной копии дефектного аллеля, так что расстройство выражается у гетерозиготных людей: у тех, у кого есть один нормальный и один дефектный аллели.При рецессивных расстройствах дефектный аллель должен присутствовать в обоих аллелях, то есть он унаследован от каждого родителя, чтобы быть выраженным. Многофакторные нарушения вызываются взаимодействием нескольких локусов генов; хромосомные нарушения связаны с наличием или отсутствием полной хромосомы или фрагмента хромосомы (14, 15).

Примерами доминирующих заболеваний являются некоторые формы ретинобластомы и другие виды слепоты, ахондропластический карликовость и синдром Марфана (который, как полагают, затронул президента Линкольна).Примерами рецессивных заболеваний являются муковисцидоз, болезнь Тея-Сакса и серповидно-клеточная анемия (вызванная аллелем, который в гетерозиготном состоянии защищает от малярии). Примерами многофакторных заболеваний являются расщелина позвоночника и волчья пасть. Среди наиболее распространенных хромосомных нарушений - синдром Дауна, вызванный наличием дополнительной 21 хромосомы, и различные виды из-за отсутствия одной половой хромосомы или наличия дополнительной, сверх нормального состояния XX для женщин и XY для люди.Примерами являются синдром Тернера (XO) и синдром Клайнфельтера (XXY) (16).

Частота генетических нарушений, выраженных в живой человеческой популяции, оценивается не менее 2,56%, затрагивая около 180 миллионов человек. Естественный отбор снижает частоту генов, вызывающих заболевание, более эффективно в случае доминантных расстройств, когда все носители гена будут выражать болезнь, чем в случае рецессивных расстройств, которые проявляются только у гомозиготных индивидуумов. Рассмотрим, например, фенилкетонурию (ФКУ), смертельное заболевание, если его не лечить, из-за гомозиготности рецессивного гена, частота которой составляет 1 на 10 000 новорожденных или 0.01%. ФКУ возникает из-за неспособности метаболизировать фенилаланин аминокислоты с разрушительными психическими и физическими последствиями. Очень тщательно продуманная диета, не содержащая фенилаланина, позволяет пациенту выживать и воспроизводить потомство, если его начать в раннем возрасте. Частота аллеля PKU составляет около 1%, так что в гетерозиготных условиях он присутствует у более чем 100 миллионов человек, но только 0,01% гомозиготных людей выражают болезнь и подвергаются естественному отбору. Уменьшение генетических нарушений в результате естественного отбора уравновешивается их увеличением из-за появления новых мутаций.

Рассмотрим другой пример. Наследственная ретинобластома - это заболевание, связанное с доминантной мутацией гена, кодирующего белок ретинобластомы, RB1, но на самом деле оно вызвано делецией в хромосоме 13. У несчастного ребенка с этим заболеванием в младенчестве развивается опухоль, которая без лечения, начинается в одном глазу и часто распространяется на другой глаз, а затем в мозг, вызывая смерть до наступления половой зрелости. Хирургическое лечение теперь позволяет спасти жизнь ребенка, если заболевание обнаруживается достаточно рано, хотя часто один или оба глаза могут быть потеряны.Леченный человек может жить более или менее нормальной жизнью, жениться и иметь потомство. Однако, поскольку генетическая детерминация является доминантной (делеция гена), половина потомства, в среднем, будет рождаться с таким же генетическим заболеванием, и ее придется лечить. До появления современной медицины каждая мутация ретинобластомы, возникающая в человеческой популяции, исключалась из популяции в одном поколении из-за смерти ее носителя. С помощью хирургического лечения мутантное состояние может быть сохранено, и новые мутации, возникающие в каждом поколении, добавляются к мутациям, возникшим в прошлом (ссылки.17 и 18; www.abedia.com/wiley/index.html).

Доля людей, страдающих каким-либо одним серьезным наследственным недугом, относительно невелика, но известно более 2000 серьезных физических недугов, обусловленных генами. Когда все эти наследственные заболевания рассматриваются вместе, доля рожденных лиц, которые будут страдать серьезными физическими недостатками в течение своей жизни из-за своей наследственности, составляет более 2% от общей численности населения, как указано выше (ссылки 15, 16 и 19; www.abedia.com/wiley/index.html).

Проблема усугубляется, если принять во внимание психические дефекты. Более 2% населения страдает шизофренией или родственным заболеванием, известным как шизоидная болезнь, недугами, которые в некоторых случаях могут быть обусловлены одним мутантным геном. Еще около 3% населения страдают легкой умственной отсталостью (IQ менее 70). Более 100 миллионов человек в мире страдают психическими расстройствами, в значительной степени из-за генетических способностей, которые они унаследовали от своих родителей.

Естественный отбор также воздействует на множество генов, не вызывающих болезней. Гены влияют на пигментацию кожи, цвет и конфигурацию волос, рост, силу мышц и форму тела, а также на многие другие очевидные анатомические полиморфизмы, а также на многие неочевидные внешне, такие как вариации групп крови в иммунной системе. и в сердце, печени, почках, поджелудочной железе и других органах. Не всегда известно, как естественный отбор влияет на эти черты, но, безусловно, он влияет и делает это по-разному в разных частях мира или в разное время, как следствие разработки новых вакцин, лекарств и медицинских методов лечения, а также как следствие. следствие изменений в образе жизни, например, сокращение числа курильщиков или увеличение уровня ожирения в той или иной стране.

Генетическая терапия

Куда идет эволюция человека? Биологическая эволюция направляется естественным отбором, который не является доброжелательной силой, ведущей эволюцию к верному успеху. Естественный отбор вызывает генетические изменения, которые часто кажутся целенаправленными, потому что они продиктованы требованиями окружающей среды. Тем не менее, конечным результатом может стать исчезновение - более 99,9% всех когда-либо существовавших видов вымерли. Естественный отбор не имеет цели; Только у людей есть цели, и только они могут вводить их в свою эволюцию.Ни один вид до появления человечества не мог выбрать свою эволюционную судьбу; человечество располагает методами для этого, и становятся доступными более мощные методы направленного генетического изменения. Поскольку мы осознаем себя, мы не можем не спросить, что нас ждет впереди, и, поскольку мы этические существа, мы должны выбирать между альтернативными курсами действий, некоторые из которых могут показаться хорошими, а другие - плохими.

Был выдвинут аргумент о том, что биологические возможности человечества быстро ухудшаются именно из-за улучшения условий жизни и возрастающей силы современной медицины.Подробные аргументы, подтверждающие это утверждение, включают некоторые математические упражнения, но их суть можно просто изложить. Генетические изменения (то есть точечные или хромосомные мутации) возникают спонтанно у людей и других живых существ. Подавляющее большинство вновь возникающих мутаций либо нейтральны, либо вредны для своих носителей; только очень небольшая часть может принести пользу. В человеческой популяции в так называемых «естественных» условиях, то есть без вмешательства современной медицины и технологий, вновь возникающие вредные мутации устраняются из популяции более или менее быстро, в зависимости от того, насколько они вредны.Чем вреднее эффект мутации, тем быстрее она будет устранена из популяции в процессе естественного отбора. Однако из-за медицинского вмешательства и, в последнее время, из-за возможности генетической терапии устранение некоторых вредных мутаций в популяции больше не происходит так быстро и эффективно, как это было в прошлом.

Молекулярная биология представила в современной медицине новый способ лечения болезней, а именно генетическую терапию, прямое вмешательство в генетический состав человека.Генная терапия может быть соматической или зародышевой. Генетическая терапия зародышевой линии будет направлена ​​на исправление генетического дефекта не только в пораженных органах или тканях, но и в зародышевой линии, чтобы человек, прошедший лечение, не передавал генетическое нарушение потомкам. На данный момент ученые, врачи или фармацевтические компании не стремятся серьезно заняться лечением зародышевой линии.

Возможность генной терапии впервые появилась в 1972 г. (20). Возможные цели - исправить ДНК дефектного гена или вставить новый ген, который обеспечит правильное функционирование гена или ДНК.В случае вредного гена цель состоит в том, чтобы нарушить работу гена, который не функционирует должным образом.

Выдающийся биолог Э. О. Уилсон (2014) заявил, многие могут подумать несколько гиперболически, что вопрос о том, сколько использовать генную инженерию для управления нашей собственной эволюцией, является «величайшей моральной дилеммой с тех пор, как Бог остановил руку Авраама» ( 21).

Первые успешные вмешательства генной терапии касались пациентов, страдающих тяжелым комбинированным иммунодефицитом (ТКИД), ​​впервые проведенные у 4-летней девочки в Национальном институте здравоохранения в 1990 году (22), вскоре после этого последовали успешные испытания в других странах (23).Лечение было временно приостановлено с 2000 по 2002 год в Париже, когда у 2 из примерно 12 пролеченных детей развилось состояние, подобное лейкемии, которое действительно было связано с лечением генной терапией. С 2004 г. успешные клинические испытания ТКИН были проведены в США, Великобритании, Франции, Италии и Германии (24, 25).

Генная терапия до сих пор считается экспериментальной. Успешные клинические испытания были проведены у пациентов, страдающих адренолейкодистрофией, болезнью Паркинсона, хроническим лимфолейкозом, острым лимфолейкозом, множественной миеломой и гемофилией (26, 27).Первоначально преобладающие методы генной терапии включали рекомбинантные вирусы, но невирусные методы (молекулы трансфекции) становятся все более успешными. С 2013 года фармацевтические компании США инвестировали более 600 миллионов долларов в генную терапию (28). Однако, помимо огромных экономических затрат, остаются технические препятствия. Частые негативные эффекты включают иммунный ответ против постороннего объекта, введенного в ткани человека, лейкоз, опухоли и другие нарушения, спровоцированные векторными вирусами.Кроме того, коррекции генетической терапии часто недолговечны, что требует многократных циклов лечения, что увеличивает затраты и другие недостатки. Кроме того, многие из наиболее распространенных генетических нарушений являются многофакторными и поэтому не поддаются лечению с помощью современной генной терапии. Примерами являются диабет, высокое кровяное давление, болезни сердца, артрит и болезнь Альцгеймера, которые при нынешнем уровне знаний и технологий не подходят для генной терапии.

Если генетический дефект исправлен в пораженных клетках, тканях или органах, но не в зародышевой линии, яйцеклетки или сперматозоиды, произведенные индивидуумом, передадут дефект потомству.Вредный ген, частота которого могла быть уменьшена или исключена из популяции из-за смерти или снижения фертильности носителя, теперь будет сохраняться в популяции и добавится к ее бремени наследственных заболеваний. Следствием генетической терапии является то, что чем больше наследственных болезней и дефектов будет вылечено сегодня, тем больше из них будет излечено в следующих поколениях. Это следствие следует не только из генной терапии, но и из типичных медицинских методов лечения.

Нобелевский лауреат генетик Х. Дж. Мюллер красноречиво выразил озабоченность по поводу излечения генетических недугов с помощью генетической терапии или традиционного лечения. «Чем больше больных мы сейчас вылечим и позволим им воспроизводить потомство, тем больше у нас будет возможностей вылечить в будущем». Судьба, к которой движется человечество, Мюллер рисует мрачными красками. «Количество генетически обусловленных нарушений, от которых страдает средний человек ... к тому времени должно было увеличиться ... Время и энергия людей ... будут в основном посвящены тому, чтобы жить осторожно, беречь и поддерживать свою собственную немощь, чтобы успокоить их внутренние дисгармонии и, в целом, как можно эффективнее лечить себя.Ведь каждый был бы инвалидом, со своими особыми семейными особенностями… ». (Ссылка 29; Рис. 1).

Рис. 1.

Бионический человек на обложке Science : изображение, которое могло бы представить, как Г. Дж. Мюллер предвидит состояние человека через несколько столетий, показывая накопление физических недостатков как следствие медицинского лечения наследственные заболевания. Изображение Кэмерон Слейден и Натали Кэри; перепечатано с разрешения AAAS.

Следует отметить, что популяционно-генетические последствия лечения наследственных болезней не так очевидны («через несколько столетий»), как ожидал Мюллер.Рассмотрим в качестве первого примера рецессивное наследственное состояние ФКУ. Расчетная частота гена q = 0,01; ожидаемое количество людей, родившихся с фенилкетонурией q 2 = 0,0001, 1 на каждые 10 000 рождений. Если все индивидуумы PKU вылечены во всем мире и все они оставляют в среднем такое же количество потомков, как и другие люди, частота аллеля PKU удвоится после 1 / q = 1 / 0,01 = 100 поколений. Если мы примем 25 лет на поколение, мы сделаем вывод, что через 2500 лет частота аллеля PKU будет q = 0.02 и q 2 = 0,0004, так что 4 из каждых 10 000 человек, а не только 1, будут рождены с фенилкетонурией.

В случае доминирующих летальных заболеваний заболеваемость определяется частотой мутации нормального к заболеванию аллеля, которая обычно составляет порядка m = 10 −6 –10 −8 , или от одного на миллион до одного на сто миллионов. Если предположить, что наивысшая частота составляет м = 10 −6 , то через 100 поколений заболеваемость станет 1 на каждые 10 000 рождений.Поэтому кажется вероятным, что намного раньше, чем 2500 лет назад, люди, вероятно, найдут способы исправить наследственные болезни в зародышевой линии, тем самым остановив их передачу.

Следует отметить, что, хотя доля людей, страдающих каким-либо одним серьезным наследственным недугом, относительно мала, существует множество таких наследственных заболеваний, которые в совокупности делают проблему очень серьезной. Проблема становится более серьезной, если принять во внимание психические дефекты.Как указывалось выше, более 100 миллионов человек в мире страдают психическими расстройствами, в значительной степени из-за генетических способностей, которые они унаследовали от своих родителей.

Клонирование

Клонирование человека может относиться к «терапевтическому клонированию», в частности клонированию эмбриональных клеток для получения органов для трансплантации или для лечения поврежденных нервных клеток и других медицинских целей. Клонирование человека чаще относится к «репродуктивному клонированию», использованию переноса ядра соматических клеток (SCNT) для получения яиц, которые могут развиться во взрослых особей.

Клонирование человека время от времени предлагалось как способ улучшить генетические способности человечества путем клонирования лиц, достигших больших достижений, например, в спорте, музыке, искусстве, науке, литературе, политике и т. добродетель. Эти предложения, похоже, никогда не принимались всерьез. Однако некоторые люди выразили желание, хотя и нереалистичное, быть клонированным, а некоторые врачи время от времени заявляли, что готовы провести клонирование (30).Препятствий и недостатков много, и они непреодолимы, по крайней мере, при нынешнем уровне знаний.

Биологи используют термин клонирование с разными значениями, хотя все его употребления подразумевают получение более или менее точных копий биологического объекта. Три распространенных использования относятся к клонированию генов, клонированию клеток и клонированию индивидуумов. Клонирование индивидуума, особенно в случае многоклеточного организма, такого как растение или животное, строго невозможно. Гены индивидуума, геном, могут быть клонированы, но сам индивидуум не может быть клонирован, как это будет пояснено ниже.

Клонирование генов или, в более общем плане, клонирование сегментов ДНК обычно проводится во многих генетических и фармацевтических лабораториях по всему миру (12, 31). Технологии клонирования клеток в лаборатории существуют семь десятилетий назад и используются для воспроизведения определенного типа клеток, например клеток кожи или печени, с целью исследования их характеристик.

Индивидуальное клонирование человека происходит естественным образом в случае однояйцевых близнецов, когда две особи развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки.Этих близнецов называют однояйцевыми именно потому, что они генетически идентичны друг другу.

Овца Долли, клонированная в июле 1996 года, была первым млекопитающим, искусственно клонированным с использованием взрослой клетки в качестве источника генотипа. Лягушки и другие земноводные были получены искусственным клонированием еще 50 лет назад (32).

Клонирование животного с помощью SCNT происходит следующим образом. Сначала удаляется или нейтрализуется генетическая информация в яйце самки. Соматические (т. Е. Телесные) клетки берутся у индивидуума, выбранного для клонирования, и клеточное ядро ​​(где хранится генетическая информация) одной клетки переносится микропипеткой в ​​ооцит хозяина.«Оплодотворенная» яйцеклетка стимулируется к началу эмбрионального развития (33).

Можно ли клонировать человека? Правильный ответ, строго говоря, нет. Клонируются гены, а не индивидуум; генотип, а не фенотип. Технические препятствия огромны даже для клонирования генотипа человека.

Ян Уилмут, британский ученый, руководивший проектом клонирования, добился успеха с Долли только после 270 испытаний. Успешность клонирования млекопитающих с годами заметно выросла, не достигнув 100%.Клонируемые в настоящее время животные включают мышей, крыс, коз, овец, коров, свиней, лошадей и других млекопитающих. Подавляющее большинство беременностей заканчивается самопроизвольным абортом (34). Более того, как отметил Вильмут, во многих случаях смерть плода наступает при приближении срока беременности с разрушительными экономическими, медицинскими и эмоциональными последствиями в случае людей (35).

В целом у млекопитающих животные, полученные путем клонирования, страдают серьезными нарушениями здоровья, среди прочего, сильным ожирением, ранней смертью, деформированными конечностями и дисфункциональными иммунными системами и органами, включая печень и почки, и другими неприятностями.Даже Долли пришлось усыпить в начале 2003 года, всего через 6 лет жизни, потому что ее здоровье быстро ухудшалось, включая прогрессирующее заболевание легких и артрит (35, 36).

Низкий уровень успешности клонирования в будущем может улучшиться. Может случиться так, что органные и другие нарушения у тех, кто доживает до рождения, будут исправлены техническими достижениями. Клонирование человека по-прежнему столкнется с этическими возражениями со стороны большинства заинтересованных людей, а также с противодействием со стороны различных религий. Более того, остается ограничивающее соображение, о котором говорилось ранее: возможно, можно клонировать гены человека, но человека нельзя клонировать.Характер, личность и другие особенности, помимо анатомических и физиологических, которые составляют человека, точно не определяются генотипом.

Генотип и индивид

Генетический состав индивида - это его генотип. Фенотип относится к тому, чем является человек, который включает не только внешний вид или анатомию человека, но и его физиологию, а также поведенческие предрасположенности и атрибуты, включая интеллектуальные способности, моральные ценности, эстетические предпочтения, религиозные ценности и, в целом, , все другие поведенческие характеристики или особенности, приобретенные путем опыта, имитации, обучения или любым другим способом на протяжении всей жизни человека, от зачатия до смерти.Фенотип является результатом сложных сетей взаимодействий между генами и окружающей средой.

Влияние окружающей среды на человека начинается, что особенно важно, в утробе матери и продолжается после рождения, в детстве, юности и на протяжении всей жизни. Влиятельные поведенческие переживания связаны с семьей, друзьями, школьным образованием, социальной и политической жизнью, чтением, эстетическим и религиозным опытом, а также с каждым событием в жизни человека, осознанным или нет. Генотип человека имеет неограниченное количество, практически бесконечное количество возможностей для реализации, что было названо «нормой реакции» генотипа, и только одна из них будет иметь место у конкретного человека (37).Если клонировать взрослого человека, несопоставимые жизненные обстоятельства, возникшие много лет спустя, несомненно, приведут к совершенно другому человеку, даже если анатомически этот человек будет напоминать донора генома в том же возрасте.

Иллюстрация влияния окружающей среды на фенотип и взаимодействия между генотипом и окружающей средой показана на рис. 2 (38). Три растения лапчатки Potentilla glandulosa были собраны в Калифорнии - одно на побережье на высоте около 100 футов над уровнем моря (Стэнфорд), второе на высоте около 4600 футов (Мазер) и третье в альпийской зоне Сьерра-Невада на высоте около 10 000 футов над уровнем моря (Тимберлайн).От каждого растения было получено по три черенка в каждом из нескольких повторных экспериментов, которые были посажены в трех экспериментальных садах на разной высоте, в тех же садах, из которых были собраны растения. Разделение одного растения гарантировало, что все три черенка, посаженные на разной высоте, имели один и тот же генотип; то есть они были генетическими клонами друг друга. ( P. glandulosa , как и многие другие растения, может воспроизводиться генетически идентичными черенками.)

Рис.2.

Взаимодействие генотипа и окружающей среды на фенотип лапчатки Pontentilla glandulosa . Черенки растений, собранные на разной высоте, были высажены в трех разных экспериментальных садах. Растения в одном ряду генетически идентичны, потому что они выращены из черенков одного растения; растения в одной колонке генетически разные, но выращены в одном экспериментальном саду. Печатается с разрешения исх. 13.

Сравнение растений в любом ряду показывает, как данный генотип дает начало различным фенотипам в разных средах. Генетически идентичные растения (например, растения в нижнем ряду) могут процветать или нет, даже погибать, в зависимости от условий окружающей среды. Известно, что растения с разных высот отличаются генетически. Следовательно, сравнение растений в любом столбце показывает, что в данной среде разные генотипы приводят к разным фенотипам. Важный вывод, сделанный из этого эксперимента, заключается в том, что не существует единого генотипа, который был бы лучшим во всех средах.

Взаимодействие между генотипом и окружающей средой столь же или даже более важно в случае животных. В одном эксперименте были отобраны две линии крыс из многих поколений; один штамм для яркости при поиске пути через лабиринт, а другой для тусклости (рис. 3; ссылка 39). Отбор производился в яркой линии с использованием самых ярких крыс каждого поколения для разведения следующего поколения, а в тупой линии путем разведения самых тупых крыс в каждом поколении.После многих поколений отбора потомки ярких крыс совершали только около 120 ошибок, проходя через лабиринт, тогда как тупые крысы в ​​среднем совершали 165 ошибок. Это 40% разница. Однако различия между линиями исчезли, когда крысы обеих линий были выращены в неблагоприятных условиях тяжелой депривации, когда обе линии имели в среднем 170 ошибок. Различия также почти исчезли, когда крыс выращивали с обильным кормом и другими благоприятными условиями. В этой оптимальной среде у тупых крыс среднее количество ошибок уменьшилось со 165 до 120.Как и в случае с лапчаткой, мы видим ( i ), что данный генотип дает начало различным фенотипам в разных средах и ( ii ), что различия в фенотипах между двумя генотипами меняются от одной среды к другой - генотип, который является лучшее в одной среде может оказаться не лучшим в другой.

Рис. 3.

Результаты эксперимента с двумя линиями крыс: одна по яркости, другая по тусклости. После многих поколений селекции, когда они выросли в той же среде, в которой практиковалась селекция (нормальная), яркие крысы совершали примерно на 45 ошибок меньше, чем тупые крысы в ​​лабиринте, используемом для тестов.Однако, когда крыс выращивали в обедненной (ограниченной) среде, светлые и тусклые крысы совершали одинаковое количество ошибок. При выращивании в обильной (стимулирующей) среде оба штамма показали себя примерно одинаково хорошо. Печатается с разрешения исх. 13.

Клонирование людей?

Во второй половине 20-го века, когда происходили драматические успехи в области генетических знаний, а также в генетической технологии, часто называемой «генной инженерией», были выдвинуты некоторые утопические предложения, по крайней мере, как предложения, которые должны быть исследованы и рассмотрены как возможности после того, как технологии будут достаточно развиты.В некоторых предложениях предлагалось клонировать людей с большими интеллектуальными или художественными достижениями или большой добродетелью. Утверждалось, что если бы это было сделано в больших количествах, генетическая конституция человечества значительно улучшилась бы.

Такие утопические предложения в корне ошибочны. Должно быть очевидно, что, как указано выше, клонировать человека невозможно. Стремясь приумножить великих благодетелей человечества, таких как люди с большим умом или характером, мы могли бы получить подобных Сталину, Гитлеру или Бен Ладену.Как заявил много лет назад лауреат Нобелевской премии по генетике Джордж Бидл: «Мало кто из нас выступал бы за преимущественное размножение генов Гитлера. Тем не менее, кто может сказать, что в другом культурном контексте Гитлер, возможно, не был одним из поистине великих лидеров людей, или что Эйнштейн, возможно, не был политическим злодеем »(8). Нет никаких оснований ожидать, что геномы людей с превосходными качествами при клонировании дадут индивидуумов, наделенных такими же добродетелями или интеллектом.Из одинаковых геномов в разных средах образуются люди, которые могут быть совершенно разными. Среда не может быть воспроизведена, особенно с разницей в несколько десятилетий, что могло бы иметь место, когда генотип людей, выбранных из-за их выдающихся достижений, может быть клонирован.

Существуют ли обстоятельства, оправдывающие клонирование человека по его желанию? Можно подумать о паре, неспособной иметь детей, о мужчине или женщине, которые не хотят вступать в брак, или о двух любовниках-лесбиянках, которые хотят иметь ребенка с генотипом одного в яйцеклетке другого, или о другом особом человеке. случаи, которые могут прийти в голову (40).Во-первых, необходимо отметить, что технология клонирования еще не разработана в такой степени, которая позволила бы создать здоровую человеческую особь путем клонирования. Во-вторых, что наиболее важно, особь, полученная путем клонирования, будет сильно отличаться от того, чей генотип клонируется, как показано выше.

Этические, социальные и религиозные ценности вступят в игру при принятии решения о том, можно ли разрешить клонирование человека. Большинство людей не одобрят.Действительно, многие страны запретили клонирование человека. В 2004 году вопрос клонирования был поднят в нескольких странах, где законодательные органы также рассматривали вопрос о том, следует ли поддерживать или разрешать исследования эмбриональных стволовых клеток. Парламент Канады 12 марта 2004 г. принял закон, разрешающий исследования стволовых клеток эмбрионов при определенных условиях, но клонирование человека было запрещено, а продажа спермы и выплаты донорам яйцеклеток и суррогатным матерям были запрещены. Парламент Франции 9 июля 2004 г. принял новый закон о биоэтике, который разрешает исследования эмбриональных стволовых клеток, но считает клонирование человека «преступлением против человеческого вида».«Эксперименты по репродуктивному клонированию карались бы тюремным заключением на срок до 20 лет. Кабинет министров Японии по политике в области науки и технологий 23 июля 2004 г. проголосовал за принятие политических рекомендаций, которые позволили бы ограниченное клонирование человеческих эмбрионов для научных исследований, но не клонирование отдельных людей. 14 января 2001 года британское правительство внесло поправки в Закон об оплодотворении человека и эмбриологии 1990 года, разрешив исследования эмбрионов на стволовых клетках и разрешив терапевтическое клонирование. Закон 2008 года об оплодотворении и эмбриологии человека прямо запрещает репродуктивное клонирование, но разрешает экспериментальные исследования стволовых клеток для лечения диабета, болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера (41, 42).3 февраля 2014 года Палата общин проголосовала за легализацию метода генной терапии, известного как замена митохондрий или экстракорпоральное оплодотворение трех человек, при котором митохондрии донорской яйцеклетки вносят вклад в эмбрион пары (43). В США в настоящее время нет федеральных законов, полностью запрещающих клонирование (42). Тринадцать штатов (Арканзас, Калифорния, Коннектикут, Айова, Индиана, Массачусетс, Мэриленд, Мичиган, Северная Дакота, Нью-Джерси, Род-Айленд, Южная Дакота и Вирджиния) запрещают репродуктивное клонирование, а три штата (Аризона, Мэриленд и Миссури) запрещают использование государственных средств для исследований по репродуктивному клонированию (44).

Терапевтическое клонирование

Клонирование эмбриональных клеток (стволовых клеток) может иметь важные медицинские применения при трансплантации органов, лечении поврежденных нервных клеток и т. Д. В дополнение к SCNT, описанному выше методу клонирования людей, доступен еще один метод - индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC), хотя SCNT оказался гораздо более эффективным и менее дорогостоящим. Цель состоит в том, чтобы получить плюрипотентные стволовые клетки, которые могут дифференцироваться в любом из трех зародышевых листков, характерных для человека и других животных: энтодерме (легкие и внутренняя оболочка желудка и желудочно-кишечного тракта), эктодерме (нервная система и эпидермальные ткани). и мезодерма (мышцы, кровь, кости и ткани мочеполовой системы).Стволовые клетки с более ограниченными возможностями, чем плюрипотентные клетки, также можно использовать для конкретных терапевтических целей (45).

Терапия стволовыми клетками заключается в клонировании эмбриональных клеток для получения плюрипотентных или других стволовых клеток, которые могут использоваться в регенеративной медицине, для лечения или профилактики всех видов заболеваний, а также для трансплантации органов. В настоящее время трансплантация костного мозга является широко используемой формой терапии стволовыми клетками; стволовые клетки крови используются для лечения серповидноклеточной анемии, смертельного заболевания при отсутствии лечения, которое очень часто встречается в местах, где распространена малярия, поскольку гетерозиготные люди защищены от инфекции Plasmodium falciparum , возбудителем злокачественной малярии.Одним из наиболее многообещающих применений терапевтического клонирования является выращивание органов для трансплантации с использованием стволовых клеток, имеющих геном органа-реципиента. Будут преодолены два основных препятствия. Один из них - возможность иммунного отторжения; другой - доступность органов от подходящих доноров. Еще одно регенерирующее медицинское применение, которое можно ожидать, - это терапевтический рост нервных клеток. Сотни тысяч людей во всем мире парализованы ниже шеи и на всю жизнь прикованы к инвалидной коляске из-за повреждения спинного мозга ниже шеи, часто в результате автомобильной аварии или падения, которые прерывают передача нервной активности от мозга к остальному телу и наоборот.Небольшой рост нервных клеток, достаточный для заживления ран в спинном мозге, имел бы огромные последствия для здоровья раненых и общества.

В настоящее время можно практиковать единственную модификацию генной терапии эмбриона - митохондриальную замену (MR), легализованную в Соединенном Королевстве Палатой общин 3 февраля 2014 г. (43), как упоминалось ранее. Мутации в митохондриальной ДНК примерно у 1 из 6500 человек являются причиной множества тяжелых и часто фатальных состояний, включая слепоту, мышечную слабость и сердечную недостаточность (46).С MR эмбрион обладает ядерной ДНК от матери и отца, а также мтДНК от женщины-донора, у которой есть здоровая мтДНК. Однако MR остается технически сложной задачей с низким уровнем успеха. Одна из сложных проблем заключается в том, что замена мтДНК не является успешной на 100%; вызывающая заболевание мутантная мтДНК сохраняется в развивающемся эмбрионе и может объяснять возможные заболевания, вызванные гетероплазмией, по крайней мере, в некоторых тканях. Вторая проблема, вызывающая беспокойство, заключается в том, что нарушения мтДНК часто появляются в позднем возрасте.Остается неизвестным, сохранятся ли преимущества МРТ, как это практикуется в настоящее время, в пожилом возрасте.

Сноски

  • Вклад авторов: F.J.A. написал газету.

  • Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

  • Этот документ является результатом Коллоквиума Артура М. Саклера Национальной академии наук «В свете эволюции IX: клональное размножение: альтернативы сексу», состоявшегося 9–10 января 2015 года в Арнольде и Мейбл. Центр Бекмана Национальной академии наук и инженерии в Ирвине, Калифорния.Полная программа и видеозаписи большинства презентаций доступны на веб-сайте NAS по адресу www.nasonline.org/ILE_IX_Clonal_Reproduction.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

Каковы потенциальные медицинские преимущества клонирования животных? До сих пор я в основном читал о социальных проблемах, которые клонирование может создать применительно к людям.

Многие читатели задавали варианты по этому вопросу. В ближайшие недели мы планируем провести несколько ответов, которые укажут на различные точки зрения научного сообщества относительно конечного потенциала клонирования для обеспечения конкретных медицинских преимуществ.

Этот ответ исходит от Джеймса Робла с факультета ветеринарии и зоотехники Массачусетского университета в Амхерсте:

«Клонирование обычно рассматривается как производство генетически идентичных особей. Основные биомедицинские преимущества клонирования больше связаны с использованием этой технологии в генетической модификации животных, а не с созданием идентичных копий. Однако идея клонирования Методика заключается в том, что каждая из клеток индивидуума содержит один и тот же набор генов и при правильных условиях должна быть способна управлять развитием новой генетически идентичной копии исходного животного.

«Для генетической модификации животного важным моментом является наличие такого типа клеток, который можно легко выращивать в культуре. Одним из примеров такого типа клеток является фибробласт. Фибробласты присутствуют во многих различных органах и тканях организма. и несут ответственность, среди прочего, за создание и разрушение внеклеточного матрикса, который удерживает клетки в ткани вместе. Фибробласты можно легко приготовить, поместив полоску кожи в чашку, содержащую правильную культуральную среду, и дождавшись, пока они станут разрастаться и прикрепляться ко дну блюда.Поскольку фибробласты так просто выращивать в культуре, можно использовать крупномасштабные, но неэффективные методы вставки генов в клетки и отбора клеток с правильно вставленным геном. Только примерно одна из миллиона клеток будет правильно включать чужеродный ген с использованием наиболее распространенных версий этого метода. Поэтому для вставки гена в определенный участок, что важно для нескольких биомедицинских применений, для единственного успеха требуется от 100 миллионов до одного миллиарда клеток.Таким образом, одним из наиболее важных достижений в текущей работе является не клонирование самого себя, а способность превратить генетически модифицированную клетку в полностью развитое животное.

«Одно из биомедицинских приложений метода клонирования - генетическая модификация животных, чтобы их клетки и органы можно было трансплантировать человеку. Обычно клетки или органы одного человека (даже одного вида) будут отвергаться другим; хозяин распознает трансплантат как чужеродный из-за различий в молекулах на поверхности клеток.Затем трансплантат отвергается защитными механизмами организма и разрушается, как если бы он был болезнетворным организмом. Генетическая модификация может использоваться, чтобы замаскировать клетки и органы животного и тем самым уменьшить или даже устранить отторжение трансплантата. Тысячи людей умирают каждый год из-за недоступности человеческих органов для трансплантации. Генетически модифицированные органы животных могли бы удовлетворить эту потребность.

«Многие другие болезни можно лечить с помощью трансплантации генетически измененных клеток.Например, болезни Паркинсона, Альцгеймера и Хантингтона вызываются гибелью определенных клеток головного мозга. Предварительные исследования показали, что можно облегчить симптомы болезни Паркинсона путем трансплантации эмбриональных клеток головного мозга свиньи в мозг пациента. Родственный метод может быть применен к диабету, еще одному широко распространенному заболеванию. В настоящее время диабетики полагаются на инсулинотерапию, которая далеко не идеальное лечение и, конечно же, не лекарство. Трансплантация генетически модифицированных клеток островков поджелудочной железы животных, которые могут секретировать инсулин в ответ на изменяющийся уровень глюкозы в организме, как это делают клетки здорового человека, может эффективно вылечить болезнь.Существует множество других примеров, поэтому трансплантационная терапия потенциально может облегчить страдания многих тысяч или даже миллионов пациентов.

«Еще одно важное применение технологии клонирования (как путем генетической модификации животных, так и создания идентичных копий) заключается в возможности производства терапевтических белков. Недавно исследователи продемонстрировали, как производить такие белки из молока генетически модифицированных животных. Молочная железа - великолепный орган, производящий белок, а также удобная система доставки.Большая ценность молочной железы заключается в том, что она может синтезировать очень большие количества сложных белков, таких как антитела, которые необходимы для терапевтических или диагностических целей. Эти белки легко выделяются из молока и могут вводиться в чистом виде путем инъекции. В будущем мы можем пить модифицированное молоко, чтобы предотвратить такие заболевания, как язва желудка, или для лечения аутоиммунных заболеваний, таких как некоторые формы артрита.

«Открытие лекарства для лечения или вакцинации против болезни значительно облегчается, если существует модель на животных (животное, которое имитирует поведение или реакции человеческого тела) для тестирования эффективности лекарства.Но животные, как правило, не подвержены болезням, поражающим людей. СПИД - хороший тому пример. ВИЧ, вирус, вызывающий СПИД, либо не инфицирует, либо не вызывает у лабораторных животных тех же симптомов болезни, что и у людей. Таким образом, сложно протестировать вакцины или методы лечения на предмет их способности ослаблять симптомы болезни. Технологию клонирования можно использовать для создания полезных генетически модифицированных моделей животных, которые значительно облегчили бы разработку методов лечения или прививок для многих заболеваний.Ученые уже работают над созданием генетически модифицированной модели кролика, которая экспрессирует человеческий рецептор вируса и восприимчива к инфекции.

A Primer по клонированию и его использованию в животноводстве

Ответы на вопросы, представленные в этом документе, представляют собой точку зрения FDA в свете выводов и рекомендаций, изложенных в Оценке рисков клонирования животных, Плане управления рисками и Руководстве для промышленности № 179.


Что такое клонирование на самом деле?
Что может пойти не так с клонированием?
Почему есть интерес к клонированию?
Безопасно ли есть пищу клонов?
Что дальше?
Что такое Национальная академия наук?


Представьте себе идеальную молочную корову. В течение восьми лет она забеременела с первой попытки, легко родила и произвела галлон на галлон лучшего молока. Даже когда другие в стаде заболевали, она оставалась здоровой. Она идеально подходит к климату, в котором живет.Фермер зависел от этой коровы и ее дочерей в тяжелые времена, чтобы довести дело до конца, но сейчас она подошла к концу своей репродуктивной жизни.

Хотя у фермера могут быть дочери этой коровы, чтобы продолжить дело, у него есть и другая альтернатива: копирование ее. Биологическое копирование называется клонированием. Клонируя свою призовую корову, разводя клонов и сохраняя их потомство, фермер может быстро привнести естественные положительные характеристики в стадо. Потребуется еще несколько лет, чтобы добиться таких же улучшений с помощью традиционного разведения.

Фермеры также могут клонировать животных для производства мяса более однородного качества. Возьмем, к примеру, самца свиньи (кабана), который раз за разом дает потомство, которое быстро созревает и дает постное мясо. Если у фермера есть несколько таких хряков, он сможет быстро вырастить все стадо с неизменно высоким качеством мяса.

Исследователи клонируют домашний скот с 1996 года. Когда в 2001 году стало очевидно, что клонирование может стать коммерческим предприятием, Центр ветеринарной медицины Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов попросил добровольно исключить пищу от клонов и их потомков из пищевой цепи.Затем FDA начало интенсивную оценку, которая включала изучение безопасности пищи, полученной от этих животных.

Что такое клонирование на самом деле?

Клонирование - это сложный процесс, который позволяет точно скопировать генетические или унаследованные черты животного (донора). Виды домашнего скота, которые успешно клонировали ученые, - это крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы. Ученые также клонировали мышей, крыс, кроликов, кошек, мулов, лошадей и одну собаку. Цыплята и другая домашняя птица не клонировались.

Большинство людей думают, что разведение домашнего скота происходит путем традиционного спаривания, при котором самцы и самки физически собираются вместе для воспроизводства.На самом деле это не так. Традиционное спаривание не так эффективно, если цель - произвести как можно больше потомства. Например, у самца достаточно спермы, чтобы произвести гораздо больше потомства, чем это было бы возможно при традиционном спаривании. Традиционное спаривание также сопряжено с определенными рисками: одно или оба животных могут получить травмы в процессе спаривания. Самка может быть ранена самцом, потому что он часто намного крупнее, или же самка, не желающая этого, может ранить самца. Также существует риск заражения или передачи венерического заболевания при традиционном спаривании.

Из-за этих факторов многие фермеры используют вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ) для разведения. К ним относятся искусственное оплодотворение, перенос эмбрионов и оплодотворение in vitro (процесс, посредством которого яйцеклетка и сперма объединяются вне тела). Впервые искусственное оплодотворение было зарегистрировано в разведении лошадей в 14 веке. Первый успешный перенос эмбриона коровы произошел в 1951 году, а первым животным, произведенным в результате оплодотворения in vitro (ЭКО), был кролик, родившийся в 1959 году.В настоящее время в животноводстве США все эти методы регулярно используются. Например, на большинстве молочных ферм нет быков, поэтому более 70 процентов коров голштинской породы, разводимых в США, подвергаются искусственному оплодотворению. Замороженная сперма может быть получена от быка за много миль или даже за много штатов.

Клонирование - это более продвинутая форма вспомогательных репродуктивных технологий. Большая часть общественного мнения о клонировании, вероятно, исходит из научно-фантастических книг и фильмов. Некоторые люди ошибочно полагают, что клоны возникают полностью сформированными или выращиваются в пробирках.Это совсем не так.

Клоны рождаются так же, как и другие животные. Они похожи на однояйцевых близнецов, только рожденных в разное время. Подобно тому, как у близнецов одна и та же ДНК, клоны имеют те же гены, что и животное-донор. Клон - это не мутант и не более слабая версия исходного животного.

Во всех других вспомогательных репродуктивных технологиях родители мужского и женского пола передают половину своих генов своему потомству. Фермеры годами работали, чтобы выбрать животных с лучшими качествами и разводить их вместе.Это увеличивает вероятность того, что эти хорошие черты будут переданы и станут более распространенными в стадах домашнего скота. Несмотря на то, что фермеры смогли со временем улучшить свои стада, они все еще не могут абсолютно точно предсказать характеристики потомства, даже его пол. Клонирование дает фермеру полный контроль над унаследованными чертами потомства. Таким образом, фермер, который клонирует особенно желанное, но стареющее или травмированное животное, заранее знает, что клон будет иметь генетический потенциал, чтобы стать особенно хорошим, более молодым животным.Затем он может использовать это животное для дальнейшего воспроизводства путем традиционного спаривания или других видов искусственного интеллекта

В большинстве случаев клонирование сегодня использует процесс, называемый переносом ядра соматической клетки (SCNT). Так же, как при оплодотворении in vitro , ученые берут незрелую яйцеклетку или ооциты у самок животного (часто из яичников, полученных на бойне). Но вместо того, чтобы объединять его со спермой, они удаляют ядро ​​(которое содержит гены ооцитов). Это оставляет позади другие компоненты, необходимые на начальных этапах развития эмбриона.Затем ученые добавляют ядро ​​или клетку животного-донора, обладающего желаемыми чертами, которые фермер желает скопировать. После нескольких других шагов донорское ядро ​​сливается с оопластом (ооциты, ядро ​​которых было удалено), и, если все идет хорошо, начинает делиться, и начинает формироваться эмбрион. Затем эмбрион имплантируется в матку суррогатной матери (опять же, как при оплодотворении in vitro ), которая переносит его в срок. («Плотина» - это термин, который животноводы используют для обозначения самки-родителя животного).Клон доставляется так же, как и любое другое детское животное.

Вернуться к началу

Что может пойти не так с клонированием?

Нет особых сложностей, связанных с клонированием. Проблемы, наблюдаемые у клонов, также наблюдаются у животных, рожденных в результате естественного спаривания или ВРТ. Кажется, что они чаще возникают у клонов по ряду причин, которые, вероятно, связаны с частями процедуры, которые происходят вне тела. Эмбрион может не развиваться должным образом на стадии in vitro или на ранних этапах после передачи суррогатной матери и может быть вымыт из матки.Если это произойдет, эмбрион может не имплантироваться должным образом в матку суррогатной матери. В противном случае плацента может сформироваться неправильно, и развивающееся животное не получит необходимого питания.

Синдром большого потомства (LOS) наблюдается при беременностях крупного рогатого скота и овец в результате других АРТ и клонирования. При LOS плод становится слишком большим в матке, что создает проблемы для животного и его суррогатной матери. ЛОС не наблюдался у коз и свиней.

Большинство клонов, нормальных при рождении, становятся такими же сильными и здоровыми, как и любые другие молодые животные.Клоны теленка и ягненка, как правило, имеют больше проблем со здоровьем при рождении и могут с большей вероятностью умереть сразу после рождения, чем животные, выращенные традиционным способом. Клоны, рожденные с аномалиями, могут продолжать иметь проблемы со здоровьем в течение первых нескольких месяцев жизни, но к тому времени, когда клоны станут молодыми взрослыми, их невозможно отличить от других животных того же возраста, даже если вы проведете подробное обследование. Ученые из FDA и исследовательских институтов изучили обширные медицинские записи, разработку клонов и анализ крови для клонов, аналогичный тому, что получают люди, когда у них есть медицинские осмотры.Эти результаты показывают, что клоны совершенно здоровы, ходят, отнимают от груди, растут, созревают и ведут себя так же, как животные, разводимые традиционным способом.

Вернуться к началу

Почему есть интерес к клонированию?

Основное использование сельскохозяйственных клонов - выращивание племенного скота, а не корма. Клоны позволяют фермерам улучшить общее качество своего стада, предоставив больше копий лучших животных в стаде. Затем эти животные используются для обычного разведения, а потомство, воспроизводимое половым путем, становится животными, производящими пищу.Эти животные не клоны - они такие же, как и другие животные, воспроизведенные половым путем. Точно так же, как фермеры не стали бы использовать своих лучших племенных животных традиционного разведения в качестве источников пищи, они также вряд ли будут использовать их в отношении клонов.

Ниже приведены некоторые примеры желательных характеристик домашнего скота, которые животноводы могут пожелать использовать в своих стадах:

Устойчивость к болезням: Больные животные обходятся фермерам дорого. Ветеринарные счета складываются, и нездоровые животные не производят столько мяса или молока.Стадо, устойчивое к болезням, чрезвычайно ценно, потому что оно не теряет продуктивного времени из-за болезней и не требует дополнительных денег на ветеринарное лечение.

Пригодность к климату: Различные виды домашнего скота хорошо растут в разных климатических условиях. Некоторые из них являются естественными, а некоторые являются результатом селективного разведения. Например, крупный рогатый скот породы брахма может справляться с жарой и влажной погодой на юго-западе Соединенных Штатов, но часто не дает очень качественного мяса.Клонирование может позволить животноводам выбрать тот скот, который может производить высококачественное мясо или молоко и процветать в экстремальных климатических условиях, и использовать их для разведения большего количества крупного рогатого скота, который будет использоваться для производства продуктов питания. Точно так же производство свинины традиционно было сосредоточено на востоке США, но теперь оно перемещается в другие регионы США (например, в Юту). Клонирование может позволить селекционерам выбрать тех свиней, которые естественным образом хорошо себя чувствуют в новом климате, и использовать этих клонов свиней для разведения большего количества свиней, которые будут использоваться для производства продуктов питания.

Качественный тип телосложения: Фермеры естественно хотят животное, тело которого хорошо подходит для его производственной функции. Например, у дойной коровы должно быть большое, хорошо прикрепленное вымя, чтобы давать много молока. Она также должна уметь легко переносить и доставлять телят. Для производства мяса фермеры разводят сильных, мускулистых, быстро созревающих животных, которые в кратчайшие сроки дадут мясо высокого качества. Самые желанные быки производят потомство, которое при рождении относительно невелико (так что самке его легче вынашивать и доставлять), но которое быстро растет и становится здоровым после рождения.

Плодовитость: Качественные молочные коровы должны быть очень плодовитыми, так как корова, которая не беременеет, и телят, не дают молока. Мужская фертильность так же важна, как и женская. Чем больше спермы он сможет произвести, тем больше самок сможет оплодотворить бык и тем больше сможет родиться животных. Мясной скот или другие мясные животные, такие как свиньи, должны иметь высокий коэффициент фертильности, чтобы заменить животных, отправляемых на убой. Клонирование позволяет фермерам и заводчикам клонировать этих животных с высоким уровнем фертильности, чтобы они могли иметь потомство, которое также было бы очень плодородным.

Рыночные предпочтения: Фермеры или владельцы ранчо могут также захотеть разводить домашний скот, чтобы удовлетворить меняющиеся вкусы потребителей. К ним относятся такие черты, как худощавость, нежность, цвет, размер различных разрезов и т. Д. Предпочтения также различаются в зависимости от культуры, и клонирование может помочь адаптировать продукты к предпочтениям различных международных рынков и этнических групп.

Как клонирование помогает быстрее передать эти характеристики стаду? Как мы уже говорили, клонирование позволяет заводчику увеличить количество племенных животных, доступных для производства настоящих животных для производства продуктов питания.Таким образом, если производитель хотел быстро ввести в стадо устойчивость к болезням, клонирование можно было бы использовать для получения нескольких племенных животных, несущих ген устойчивости к болезням, а не только одного. Точно так же, если заводчик хочет передать гены самки животного, клонирование может привести к тому, что для размножения будет несколько этой самки, а не только одна.

Вернуться к началу

Безопасно ли есть клонов?

Да. Пища из клонов крупного рогатого скота, свиней и коз так же безопасна для употребления, как и пища из любого другого крупного рогатого скота, свиней или коз.Но важно помнить, что основная цель клонов - размножение, а не еда. Клоны молочных продуктов, говядины или свинины составляют лишь небольшую часть от общего числа животных, производящих пищу в Соединенных Штатах. Вместо этого их потомством будут животные, которые фактически производят мясо или молоко для продовольствия.

Молочные клоны будут давать молоко после родов, и фермеры захотят иметь возможность пить это молоко или добавлять его в продукты питания. Когда клоны, используемые для разведения мясных животных, больше не могут воспроизводиться, их заводчики также могут захотеть добавить их в корм.

Чтобы определить, существует ли какой-либо риск, связанный с употреблением мяса или молока клонов или их потомков, в 1999 году FDA попросило Национальную академию наук (NAS) выявить научно обоснованные проблемы, связанные с биотехнологией животных, включая клонирование. NAS собрал независимую группу ведущих ученых со всей страны, выбранных коллегами, для проведения этого исследования. Ученые представили свой отчет осенью 2002 года. В этом отчете говорилось, что теоретически не было никаких опасений по поводу безопасности мяса или молока от клонов.С другой стороны, в отчете выражен низкий уровень беспокойства из-за отсутствия информации о клонах в то время, а не по каким-либо конкретным научным причинам. В отчете также говорится, что мясо и молоко потомков клонов не представляют особой проблемы безопасности пищевых продуктов.

Между тем, FDA начало наиболее полное исследование здоровья клонов домашнего скота, которое было проведено. Оценка заняла более пяти лет. Это исследование легло в основу проекта оценки риска, чтобы определить, представляет ли клонирование риск для здоровья животных или для людей, употребляющих пищу от клонов или их потомства.FDA провело тщательный поиск научной литературы по клонам и обнаружило сотни рецензируемых статей в научных журналах, которые затем были рассмотрены. Агентству также удалось получить медицинские карты и образцы крови почти всех клонов крупного рогатого скота, произведенных в Соединенных Штатах, и данные о клонах, произведенных в других странах. FDA сравнило эти медицинские записи и результаты независимого анализа крови с аналогичными образцами обычных животных того же возраста и породы, которые были выращены на тех же фермах.FDA получило тысячи комментариев от общественности в ответ на проект оценки рисков. Для окончательной версии оценки рисков FDA провело актуальный обзор литературы, добавило дополнительную информацию из сотен дополнительных ссылок и внесло множество изменений, чтобы учесть некоторые общественные комментарии.

Изучив всю эту информацию, FDA обнаружило, что не может отличить здоровый клон от здорового животного, разводимого традиционным способом. Все показатели крови, общие медицинские записи и поведение были в одном диапазоне для клонов и обычных животных одной породы, выращенных на одних и тех же фермах.FDA также отметило, что молоко от молочных клонов существенно не отличается по составу от молока от животных традиционного разведения.

В оценке рисков FDA пришло к выводу, что мясо и молоко клонов крупного рогатого скота, свиней и коз так же безопасны, как и продукты этих видов, которые мы сейчас едим. Хотя у нас нет особых опасений по поводу клонов овец, у нас не было достаточно информации, чтобы принять решение о безопасности пищевых продуктов из клонов овец.

Для другого исследования, аналогичного исследованию, проведенному на клонах коров, агентство также оценило здоровье потомства, полученного половым путем от клонов свиней, а также состав их мяса.Изучив этот очень большой набор данных, агентство пришло к выводу, что все показатели крови, общие медицинские записи и профили состава мяса потомства клонов находятся в том же диапазоне, что и у очень близких генетически родственных свиней традиционного разведения. Основываясь на этих результатах, других исследованиях из научных журналов и нашем понимании биологических процессов, участвующих в клонировании, агентство согласилось с NAS, что пища от потомства клонов, воспроизводимых половым путем, так же безопасна, как и пища, которую мы едим каждый день.Однако мы повторяем, что потомство клонов, воспроизводимое половым путем, будет производить почти всю пищу в результате общего процесса клонирования / размножения.

Вернуться к началу

Что дальше?

Оценка рисков

FDA включает данные, собранные или опубликованные до середины 2007 года. FDA будет продолжать внимательно следить за развитием клонов и их потомства в качестве источника пищи по мере появления дополнительных данных.

Вернуться к началу

Что такое Национальная академия наук?

Национальная академия наук (НАН) была подписана президентом Авраамом Линкольном 3 марта 1863 года в разгар гражданской войны.Согласно Акту об учреждении, NAS с 1863 г. служит для «исследования, изучения, экспериментов и составления отчетов по любому предмету науки или искусства», когда к этому обращается какой-либо правительственный департамент. В послевоенные годы научные вопросы станут еще более спорными и сложными. Чтобы идти в ногу с возрастающей ролью науки и техники в общественной жизни, учреждение, основанное в 1863 году, в конечном итоге расширилось, и в него вошли Национальный исследовательский совет в 1916 году, Национальная инженерная академия в 1964 году и Медицинский институт в 1970 году. .В совокупности эти четыре организации известны как Национальные академии. С 1863 года национальные лидеры часто обращались к национальным академиям за советом по научным и технологическим вопросам, которые часто лежат в основе политических решений. Академии и Институт - это почетные общества, которые ежегодно избирают новых членов в свои ряды. Институт медицины также проводит политические исследования по вопросам здравоохранения, но основная часть научной политики и технической работы института проводится его операционным подразделением, Национальным исследовательским советом, созданным специально для этой цели.Эти некоммерческие организации предоставляют общественные услуги, работая вне рамок правительства, чтобы гарантировать независимые консультации по вопросам науки, технологий и медицины. Они привлекают к работе комитеты ведущих ученых, инженеров и других экспертов страны - все они добровольно посвящают свое время изучению конкретных проблем. (С веб-сайта Национальной академии наук.)

Вернуться к началу

Research Cloning Arguments Pro и Con

Причины беспокойства по поводу исследовательского клонирования

1.Совершенствование методов создания клональных человеческих эмбрионов затруднит предотвращение рождения человеческих клонов. Если могут быть созданы клональные эмбрионы, свободные от ошибок перепрограммирования, установление беременности, вероятно, будет тривиальной процедурой. Без системы строгого общественного надзора и контроля некоторые клональные эмбрионы, созданные в лабораториях, скорее всего, будут использоваться в репродуктивных целях.

2. Совершенствование методов клонирования откроет дверь еще более мощным технологиям генетической модификации человека.Предложения по коммерчески осуществимой наследуемой генетической модификации («дизайнерские младенцы») призывают к использованию методов клонирования для создания эмбрионов с использованием ядер стволовых клеток, которые ранее были генетически модифицированы.

3. Клонирование требует использования женских яиц, обычно десять или более на каждую попытку. Забор яйцеклеток - сложная процедура, включающая курсы гормонального лечения и значительный риск для женщины. Крупномасштабные исследования клонирования могут создать рынок для женских яиц, который легко может стать предметом эксплуатации.Предлагаемое терапевтическое использование методов клонирования повлечет за собой многие миллионы женских яйцеклеток в год, количество, которое кажется чрезмерно большим.

4. Любое лечение, основанное на методах клонирования, будет очень дорогостоящим и, вероятно, недоступным для большинства людей.

Опровержения причин беспокойства по поводу исследовательского клонирования

1. Мы можем принять строгие законы, запрещающие клонирование в целях воспроизводства, не запрещая клонирование в исследовательских целях. Техническая информация о производстве клонированных человеческих эмбрионов не может и не должна подавляться.

2. Если общество желает запретить наследуемую генетическую модификацию, оно может и должно это сделать.

3. Пока женщины дают осознанное согласие и получают справедливую компенсацию, рынок человеческих яиц не должен рассматриваться как нечто плохое.

4. Доступ к доступной медицинской помощи - это общая социальная проблема, не связанная с исследовательским клонированием.

Причины для поддержки исследовательского клонирования

1. Считается, что клонированные эмбрионы необходимы для исследований эмбриональных стволовых клеток, которые обещают произвести революцию в медицине.Ученые считают, что исследование эмбриональных стволовых клеток приведет к излечению от многих болезней и предоставит ткани и органы для трансплантации и лечения дегенеративных состояний.

2. Для получения совместимых тканей и органов пациентов, получающих лечение стволовыми клетками, потребуется исследовательское клонирование. Чтобы преодолеть проблемы иммунного отторжения, связанные с трансплантацией органов и тканей, стволовые клетки должны быть получены из эмбрионов, полученных из собственных клеток пациента, посредством исследовательского клонирования.

3. Ограничения на исследовательское клонирование могут отложить терапию, полезную для миллионов людей. Мы не можем допустить задержек в разработке методов, которые могли бы спасти жизни или предотвратить страдания.

4. Запрещается запрещать любые медицинские исследования. В свободном обществе люди имеют право проводить любые научные и особенно медицинские исследования. Медицинские технологии уже значительно улучшили нашу жизнь, и мы должны поддерживать постоянный прогресс.

Опровержения доводов в пользу клонирования исследований

1.Клональные эмбрионы не нужны в качестве источника эмбриональных стволовых клеток. Как признают большинство сторонников исследовательского клонирования, эмбрионы, созданные в клиниках ЭКО, могут обеспечить достаточное количество и разнообразие стволовых клеток для исследовательских целей. Выступление моратория на исследовательское клонирование не исключает поддержки продолжения работы по преодолению технических трудностей.

2. Некоторые исследования показывают, что исследовательское клонирование не может быть необходимым или желательным способом преодоления иммунного отторжения. Эмбриональные стволовые клетки с меньшей вероятностью стимулируют отторжение после трансплантации, чем другие типы клеток.Если это подтвердится, терапевтические ткани могут быть разработаны из существующих линий эмбриональных стволовых клеток, а не из клеточных линий, адаптированных для конкретного пациента. Другое недавнее исследование предполагает, что в конечном итоге можно будет достичь аналогичных результатов путем «перепрограммирования» некоторых собственных клеток пациента.

3. Исследовательское клонирование, вероятно, будет слишком дорогостоящим для использования в ходе рутинных медицинских процедур. Создание клонированных эмбрионов всегда было бы очень трудоемким и дорогостоящим.Защитники здоровья женщин обеспокоены последствиями для здоровья и социальной справедливости создания рынка человеческих яйцеклеток, на котором большинство доноров, вероятно, будут бедными женщинами.

4. В свободном обществе люди имеют право работать вместе демократическим путем, чтобы проводить политику, которая, по их мнению, способствует построению лучшего мира. Некоторые формы экспериментов на людях уже запрещены, как и продажа органов для трансплантации.

Сводный комментарий

Научное клонирование представляет собой трудный выбор для многих людей, которые в целом поддерживают медицинские исследования, включая исследования эмбрионов, но обеспокоены опасностями репродуктивного клонирования человека и евгенической инженерии.Мораторий на исследовательское клонирование предоставит возможность ввести запреты на репродуктивное клонирование и наследуемые генетические модификации, не препятствуя исследованиям терапевтического использования эмбриональных стволовых клеток. Это также даст время для более широких общественных дебатов и для создания регулирующих структур, чтобы предотвратить грубое злоупотребление любыми процедурами клонирования исследований, которые общество может решить разрешить.

Последнее изменение 30 июня 2006 г.

Клонирование | Национальное географическое общество

Клонирование - это метод, который ученые используют для создания точных генетических копий живых существ.Можно клонировать гены, клетки, ткани и даже целые животные.

Некоторые клоны уже существуют в природе. Одноклеточные организмы, такие как бактерии, создают точные копии самих себя при каждом воспроизведении. У людей однояйцевые близнецы похожи на клонов. У них почти одинаковые гены. Однояйцевые близнецы рождаются, когда оплодотворенная яйцеклетка разделяется на две части.

Ученые также делают клонов в лаборатории. Они часто клонируют гены, чтобы изучить и лучше понять их. Чтобы клонировать ген, исследователи берут ДНК живого существа и вставляют ее в носитель, например, в бактерии или дрожжи.Каждый раз, когда этот носитель воспроизводится, создается новая копия гена.

Животные клонируются одним из двух способов. Первый называется двойникованием зародыша. Ученые сначала разделили эмбрион пополам. Затем эти две половинки помещают в матку матери. Каждая часть эмбриона превращается в уникальное животное, и у этих двух животных одни и те же гены. Второй метод называется переносом ядра соматической клетки. Соматические клетки - это все клетки, составляющие организм, но не сперматозоиды или яйцеклетки.Сперматозоиды и яйцеклетки содержат только один набор хромосом, и когда они соединяются во время оплодотворения, материнские хромосомы сливаются с отцовскими. Соматические клетки, с другой стороны, уже содержат два полных набора хромосом. Чтобы создать клон, ученые переносят ДНК из соматической клетки животного в яйцеклетку, у которой были удалены ядро ​​и ДНК. Яйцо развивается в эмбрион, который содержит те же гены, что и донор клетки. Затем эмбрион имплантируется в матку взрослой женщины для роста.

В 1996 году шотландские ученые клонировали первое животное, овцу, которую они назвали Долли. Ее клонировали с использованием клетки вымени взрослой овцы. С тех пор ученые клонировали коров, кошек, оленей, лошадей и кроликов. Однако они до сих пор не клонировали человека. Отчасти это связано с тем, что получить жизнеспособный клон сложно. В каждой попытке могут быть генетические ошибки, мешающие выживанию клона. Ученым потребовалось 276 попыток, чтобы понять Долли. Есть также этические опасения по поводу клонирования человека.

Исследователи могут использовать клонов по-разному. Эмбрион, полученный путем клонирования, можно превратить в фабрику стволовых клеток. Стволовые клетки - это ранняя форма клеток, которая может расти во множество различных типов клеток и тканей. Ученые могут превратить их в нервные клетки, чтобы исправить поврежденный спинной мозг, или клетки, вырабатывающие инсулин, для лечения диабета.

Клонирование животных использовалось в различных приложениях. У животных были клонированы генные мутации, которые помогают ученым изучать болезни, развивающиеся у животных.Скот, такой как коровы и свиньи, был клонирован, чтобы производить больше молока или мяса. Клоны могут даже «воскресить» умершего любимого питомца. В 2001 году кошка по кличке CC стала первым домашним животным, созданным путем клонирования. Клонирование может однажды вернуть вымершие виды, такие как шерстистый мамонт или гигантская панда.

Как клонирование может вылечить болезни за один день

Десятилетия назад создание клонов существовало только на страницах научной фантастики. Сегодня клонирование - это быстро развивающаяся область научных исследований, способных лучше лечить болезни человека.Животное, которое является клоном, является точной копией животного, которое пожертвовало свою генетическую информацию (ДНК) для его создания. В онкологии этот термин также используется для описания одного семейства или типа раковых клеток. Ученые также могут клонировать человеческие гены.

Раздаточный материал / Getty Images

Процесс клонирования

Клетки содержат ДНК. Проще говоря, чтобы сделать клон, ДНК удаляется из одной из его клеток. Эта ДНК помещается в яйцеклетку самки животного. Яйцо клона затем помещается в утробу самки животного для роста и развития.Это очень сложная научная процедура, с которой сложно добиться успеха. Большинство животных-клонов умирают до рождения. Даже после рождения клонированные животные могут столкнуться с большим количеством проблем со здоровьем, чем в среднем, а также с более короткой продолжительностью жизни.

Первым клонированным животным была овца по имени Долли, родившаяся в 1996 году. С тех пор появилось много других клонированных животных, включая мышей, кошек, коз, свиней, коров и обезьян. Человеческих клонов нет, хотя технология для этого, вероятно, существует.Клонирование людей - очень спорная тема.

Использование клонирования для искоренения болезни

Ген - это особый участок ДНК. Ученые могут клонировать гены, передавая их от одного организма к другому и заставляя их реплицироваться. Это называется клонированием ДНК или технологией рекомбинантной ДНК.

Изготовление клона человеческого эмбриона - самый спорный вид клонирования. Названный терапевтическим клонированием , он предназначен для создания человеческих эмбрионов для исследований.Многие люди против этого типа клонирования, потому что человеческие эмбрионы уничтожаются во время исследования.

Одно из самых многообещающих направлений исследований - терапия стволовыми клетками. В 2013 году ученые из Орегонского университета здоровья и науки первыми клонировали эмбрионы для получения стволовых клеток. Стволовые клетки считаются ценными в медицине, потому что они способны превращаться в клетки любого типа.

Например, если у вас развилась болезнь почек, и вам нужна была новая почка.Член семьи может быть достаточно близким человеком, чтобы пожертвовать почку, или вам может повезти, и вы найдете донора органов в другом месте. Однако есть вероятность, что ваше тело может отвергнуть этот орган. Лекарства против отторжения могут снизить этот шанс, но они также снизят вашу иммунную систему.

Стволовые клетки обладают способностью решать проблему отторжения органов. Поскольку стволовые клетки могут превращаться в клетки любого типа, их можно использовать для создания необходимых вам органов или тканей с использованием ваших собственных клеток.Поскольку клетки являются вашими собственными, ваше тело с меньшей вероятностью атакует их, как если бы они были чужеродными клетками. Хотя стволовые клетки обладают большим потенциалом, трудности с их получением остаются. Стволовых клеток у эмбрионов больше всего. Эти клетки также могут быть получены из пуповины, а также некоторых тканей в организме взрослого человека.

Проблемы процесса

Взрослые стволовые клетки труднее собрать и могут иметь меньший потенциал, чем эмбриональные стволовые клетки.Тогда возникает проблема, как создать эмбриональные стволовые клетки для взрослых. Именно здесь на помощь приходят исследователи из Орегонского университета здоровья и науки. В их работе использовались пожертвованные человеческие эмбрионы, удалялась ДНК яйца, а затем заменялась ДНК, взятой из клеток кожи взрослого человека.

Затем лаборатория использовала комбинацию химикатов и электрических импульсов, чтобы заставить эмбрион расти и развиваться стволовые клетки. Теоретически эти стволовые клетки можно было бы использовать для создания органов и тканей человека, пожертвовавшего ДНК своих клеток кожи.Хотя это исследование очень многообещающее, клонирование эмбрионов для получения стволовых клеток остается весьма спорным.

фактов о клонировании | Живая наука

Клонирование - это процесс получения генетической информации от одного живого существа и создания ее идентичных копий. Скопированный материал называется клоном. Генетики клонировали клетки, ткани, гены и целых животных.

Хотя этот процесс может показаться футуристическим, природа делала его миллионы лет. Например, однояйцевые близнецы имеют почти идентичную ДНК, а бесполое размножение у некоторых растений и организмов может дать генетически идентичное потомство.И ученые делают генетических двойников в лаборатории, хотя процесс немного отличается.

Как работает клонирование

По данным Национального исследовательского института генома человека (NHGRI), существует три различных типа клонирования:

  • Клонирование генов, также называемое клонированием ДНК, создает копии генов или сегментов ДНК.
  • Репродуктивное клонирование позволяет получить дубликаты целых животных.
  • Терапевтическое клонирование создает эмбриональные стволовые клетки, которые используются для создания тканей, способных восстанавливать или заменять поврежденные ткани.

Клонирование гена

При клонировании генов генный инженер извлекает ДНК из организма, а затем использует ферменты, чтобы разорвать связи между нуклеотидами (основными строительными блоками ДНК) и разрезать цепь на части размером с ген, согласно Университет Небраски.

Плазмиды, маленькие кусочки ДНК в бактериальных клетках, объединены с генами. Затем они превращаются в живые бактерии. Этим бактериям позволяют расти в колонии для изучения. Когда обнаруживается колония бактерий, содержащих интересующий ген, бактерии могут размножаться, чтобы сделать миллионы копий плазмид.Затем плазмиды могут быть извлечены для модификации и трансформации генов.

Модификация гена или дизайн гена - это когда генный инженер разрезает ген и заменяет его участки новым материалом. Трансформация - это этап, на котором новый генетический материал передается новому организму, который изменил его генетически. Организм, например растение, вырос, и семена, которые они производят, унаследовали новые генетические свойства.

Репродуктивное клонирование

При репродуктивном клонировании генный инженер удаляет зрелую соматическую клетку (любую клетку, кроме репродуктивных) из организма и переносит ДНК в яйцеклетку, у которой была удалена собственная ДНК, согласно NHGRI.Затем яйцо запускается химическим путем, чтобы запустить репродуктивный процесс. Наконец, яйцо имплантируется в матку самки того же вида, что и яйцо.

Мать рождает животное, которое имеет тот же генетический состав, что и животные, которые пожертвовали соматическую клетку. Это был процесс, в результате которого появилась овечка Долли.

Терапевтическое клонирование

Терапевтическое клонирование работает аналогично репродуктивному клонированию. Клетка берется из кожи животного и вставляется во внешнюю мембрану донорской яйцеклетки.Затем яйцеклетка химически индуцируется, так что она создает эмбриональные стволовые клетки. Эти стволовые клетки можно собирать и использовать в экспериментах, направленных на изучение болезней и разработку новых методов лечения. [Инфографика: Как работает клонирование стволовых клеток]

История

Первое исследование клонирования состоялось в 1885 году, когда немецкий ученый Ганс Адольф Эдуард Дриш начал исследования репродукции. В 1902 году он смог создать набор саламандр-близнецов, разделив эмбрион на два отдельных жизнеспособных эмбриона, согласно данным Учебного центра генетики.С тех пор в клонировании произошло много прорывов.

В 1958 году британский биолог Джон Гэрдон клонировал лягушек из клеток кожи взрослых лягушек. 5 июля 1996 года самка овцы родила теперь известную Долли, ягненка из Финн Дорсет - первое млекопитающее, клонированное из клеток взрослого животного - в Институте Рослина в Шотландии.

«Рождение Долли и новое понимание возможности изменить функционирование клеток заставило исследователей рассмотреть другие возможные способы модификации клеток», - сказал Live Science Ян Уилмут, ученый, возглавлявший команду, создавшую Долли.

Со времени появления Долли появилось гораздо больше клонов животных, и этот процесс становится все более популярным. Также были проведены исследования клонирования человеческих клеток. В 2013 году ученые из Орегонского университета здравоохранения и науки взяли донорскую ДНК у 8-месячного ребенка с редким генетическим заболеванием и впервые успешно клонировали эмбриональные стволовые клетки человека. К сожалению, исследователи не удалили клетки, чтобы спасти ребенка. Целью проекта было доказать, что зрелые донорские клетки можно использовать для производства новых.Это исследование привело к использованию стволовых клеток для множества различных целей, включая восстановление роста волос, лечение ожогов и многое другое.

Текущие и будущие приложения

Несколько компаний в настоящее время предоставляют услуги, использующие технологию клонирования. Например, южнокорейская компания Sooam Biotech клонирует домашних животных примерно за 100 000 долларов. А базирующаяся в Техасе компания Viagen Pets клонирует кошек за 25 000 долларов и собак за 50 000 долларов.

Клонируются даже растения. Одна компания клонирует кленовые деревья, чтобы поставлять пиломатериалы для производителей гитар, с целью воспроизвести качество дерева, называемое фигурным рисунком, которое придает гитаре своего рода мерцающий вид.

Есть много других приложений для клонирования. Фильм «Парк Юрского периода» будоражил воображение публики и задавал вопрос: «Можем ли мы использовать клонирование, чтобы вернуть вымершие виды путем клонирования?» Чтобы этот процесс был успешным, ученым потребуется живая ДНК вымершего животного и яйцо живого животного, которое тесно связано с вымершим существом.

30 июля 2003 года группа ученых во главе с Хосе Фолчем из Центра пищевых технологий и исследований Арагона на севере Испании вернула вымершего дикого козла, названного букардо, или пиренейского горного козла.По данным National Geographic, клонированное животное прожило всего 10 минут, но ученые доказали, что вымершее животное можно вернуть. Исследователи из Гарварда в настоящее время работают над клонированием шерстистых мамонтов, и, по их словам, они смогут сделать это к 2019 году.

Клонирование человека

В то время как клонирование человека в настоящее время незаконно в большинстве частей мира, клонирование стволовых клеток человека является незаконным. очень многообещающее направление исследований. Стволовые клетки можно перепрограммировать, чтобы они стали клетками любого типа, необходимыми для восстановления или замены поврежденных тканей или клеток в организме.Исследования стволовых клеток могут помочь людям с травмами позвоночника и другими заболеваниями.

Еще одно направление исследований - клонирование волосяных фолликулов - началось более десяти лет назад. Это всего лишь одно из возможных применений клонирования человеческих клеток: лечение выпадения волос. «Недавно мы узнали, что человеческие волосковые клетки теряют свой потенциал к размножению, если размножаются в клеточных культурах в чашке Петри», - сказал Кен Л. Уильямс-младший, хирург и основатель компании Orange County Hair Restoration и автор книги «Трансплантация волос 360: Удаление фолликулярных единиц »(Jp Medical Ltd., 2015). «Глобальный анализ экспрессии генов волосяного фолликула человека, однако, показал, что специальная трехмерная сфероидная культура может позволить клонировать волосковые клетки в будущем.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *