Фрагмент для ознакомления
2
Быстрые темпы развития промышленного производства и химизация народного хозяйства приводят к появлению во внешней среде большого количества разнообразных химических соединений, которые постоянно загрязняют биосферу и оказывают вредное воздействие на живую природу.
По разным причинам многие химические вещества, попадающие в организм и ранее в нем не встречавшиеся, называются чужеродными веществами или ксенобиотиками. К таким веществам относятся синтетические и натуральные лекарственные препараты, пестициды, промышленные яды, промышленные отходы, пищевые добавки, косметика и другие.
Актуальность проблем, рассматриваемых в ксенобиологии, возрастает. Это связано с тем, что каждый год на Земле синтезируются десятки тысяч новых соединений. Многие из них участвуют в круговороте веществ в природе. Чем больше масштабы производства химических соединений, тем больше их влияние на биологические процессы в почве, водоемах и на суше, тем выраженнее побочные и долгосрочные эффекты их воздействия на живые системы.
Воздействие ксенобиотиков на живой мир, и на человека в частности, проявляется в различных сочетаниях этих соединений не только между собой, но и с факторами окружающей среды. Поэтому многие ксенобиотики, вошедшие в современную практику, могут иметь опасные биологические эффекты.
1. Человек и окружающая среда в мире ксенобиотиков
Ксенобиотики — чужеродные организму химические соединения, которые при попадании в окружающую среду в значительных количествах могут вызывать нарушения биохимических и физиологических процессов живых организмов, начиная со структурных компонентов на молекулярно-генетическом, клеточном и органическом уровнях.
Ксенобиотики — это соединения, которые могут:
1. Изменяют метаболизм клеток или тканей. В результате нарушаются естественные процессы в организме и появляются определенные симптомы.
2. Воздействовать на клеточную ДНК, изменять генетическую информацию. Результатом является злокачественная трансформация.
3. Имитируют действие природных соединений, таких как гормоны. Это вызывает нарушение нормального роста, развития тканей, органов, иммунной и нервной систем.
4. Изменить активность защитных сил организма. В этом случае негативное воздействие проявляется иммуномодуляцией, выражающейся в развитии гиперчувствительности, увеличении количества В- или Т-лимфоцитов и стимуляции аутоиммунных процессов.
Проще говоря, ксенобиотики — это токсины. Наиболее изученным их свойством считается воздействие на эффекторы эндокринной системы. Большинство из них вызывают определенные патологии, зависящие от окружающей среды. Однако среди этих соединений имеются и лекарственные (полезные) ксенобиотики. В целом последствия воздействия веществ на организм следующие:
1. Нарушение репродуктивной функции;
2. Злокачественные опухоли мужской половой системы;
3. Эндометриоз;
4. Рак молочной железы;
5. Снятие иммунитета;
6. Гипертрофия щитовидной железы;
7. Расстройство психомоторного развития у детей.
Воздействие ксенобиотиков может привести к снижению жизнеспособности, плодовитости и гибели живых организмов, популяций или сообществ. К ним относятся:
Ксенобиотики — чужеродные для организма вещества, оказывающие токсическое действие на органы и системы, а также отрицательно влияющие на обменные процессы.
Так, ксенобиотики на основе препаратов тяжелых металлов способны разрушать функционально важные белки, дестабилизировать плазматическую мембрану и клеточную стенку, нарушать функционирование мембранных каналов и тем самым вызывать аллергические реакции.[1]
Тяжелые металлы, такие как свинец, хром, железо, кобальт, медь, ртуть, таллий и сурьма, могут накапливаться в организме и попадать в пищеварительную систему. Многие из этих препаратов, такие как железо или кобальт, необходимы для нормального функционирования организма, но их содержание не должно превышать одной тысячной процента, а повышенное их содержание в результате приема большой дозы или постепенного накопления приводит к негативным последствиям.
Сегодня в связи с высокими темпами развития промышленной деятельности существует очень большое количество различных удобрений для сельскохозяйственной деятельности, химикатов, фармацевтических препаратов, а также промышленных отходов, загрязняющих окружающую среду, поэтому ксенобиотики встречаются практически везде, а значит, вероятность их попадания в организм всегда высока.
С 1990 года их рост принял катастрофические масштабы. На сегодняшний день в международном реестре зарегистрировано 58,7 млн химических соединений, подавляющее большинство из которых являются органическими – мутагены, канцерогены, эмбриотоксины.
Москва снабжается водой из 15 водохранилищ, расположенных в трех регионах, и для снижения экологических рисков необходимо точно знать, что именно содержат эти водохранилища, помимо металлов и пестицидов. Однако на практике используется всего около 5 миллионов видов синтезированных химических соединений, и воздействие большинства из них на человека до сих пор не изучено должным образом.
Да, сегодня разработаны различные методы анализа. Можно обнаружить 115 видов ксенобиотиков, но только для 15 из них установлены предельно допустимые концентрации, а остальные для нас — настоящая terra incognita. Это вообще фундаментальный вопрос. Дело в том, что сегодня наши возможности синтезировать вещества превышают наши возможности оценивать их опасность или безопасность для организма человека.
Я уже не заостряю внимание на том, что вполне привычные вещества, такие как нефть или углеводороды, которые сами по себе состоят из нескольких тысяч компонентов, при попадании в воду образуют сотни и тысячи новых органических компонентов.
Но еще большую проблему представляют собой лекарства, растворенные в воде. Эта тема впервые была поднята в Германии и США около десяти лет назад. На сегодняшний день только в водоемах системы водоснабжения города Москвы обнаружено около десятка метаболитов лекарственных препаратов и их субстанций — ксенобиотиков с избранными видами фармакологической активности. Выявлены следующие лекарственные вещества или их вспомогательные компоненты: кофеин, глицерин, бета-ситостерин и другие. Система поиска показала, что многие вещества могут быть субстратами для обнаруженных органических соединений. Другими словами, источниками их возникновения являются также вещества известных лекарственных препаратов, среди которых два вещества являются антигельминтными препаратами. Одно из веществ обладает противогрибковой активностью, а пять веществ являются противоопухолевыми средствами.
К чему приводит наличие антибиотиков в воде?
Фрагмент для ознакомления
3
1.Булавинцева О. А. «Биохимия ксенобиотиков»: учебное пособие для иностранных студентов, Иркутск, 2023.
2.Голиков С. Н. (ред.) «Руководство по токсикологии отравляющих веществ», М.: Медицина, 2022.
3.Голиков С. Н., Саноцкий И. В., Тиунов Л. А. «Общие механизмы токсического действия», Л.: Медицина, 2021.
4.Елизарова О. Н., Жидкова Л. В., Кочеткова Т. А. «Пособие по токсикологии для лаборантов», М.: Медицина, 2024.
5.Измеров Н. Ф. (ред.) «Профилактическая токсикология. Сборник учебно-методических материалов», Т. 1, М.: Центр Международных проектов ГКНТ, 2024.
6.Косоротов Д. П. «Краткий учебник токсикологии», СПб.: Типогр. Я. Трея, 2017.