Механизмы экотоксичности

В современной литературе приводятся многочисленные примеры механизмов действия химических веществ на живую природу, позволяющие оценить их слож-ность и неожиданность.

1. Прямое действие токсикантов, приводящее к массовой гибели предста-вителей чувствительных видов. Применение эффективных пестицидов приводит к массовой гибели вредителей: насекомых (инсектициды) или сорняков (гербициды). На этом экотоксическом эффекте строится стратегия использование химикатов. Од-нако в ряде случаев отмечаются сопутствующие негативные явления. Так в Швеции, в 50-60 гг. для обработки семян зерновых культур широко использовали метил-ртутьдицианамид. Концентрация ртути в зерне составляла более 10 мг/кг. Перио-дическое склевывание протравленного семенного зерна птицами привело к тому, что через несколько лет была отмечена массовая гибель фазанов, голубей, куропаток и других зерноядных пернатых от хронической интоксикации ртутью.

При оценке экологической обстановки необходимо иметь в виду основной за-кон токсикологии: чувствительность различных видов живых организмов к химическим веществам всегда различна. Поэтому появление поллютанта в окру-жающей среде даже в малых количествах может быть пагубным для представителей наиболее чувствительного вида. Так, хлорид свинца убивает дафний в течение суток при содержании его в воде в концентрации около 0,01 мг/л, малоопасной для пред-ставителей других видов.

2. Прямое действие ксенобиотиков, приводящее к развитию аллобиотических состояний и специальных форм токсического процесса.

В конце 80-х годов в результате вирусных инфекций в Балтийском, Северном и Ирландском морях погибло около 18 тысяч тюленей. В тканях погибших животных находили высокое содержание полихлорированных бифенилов (ПХБ). Известно, что ПХБ, как и другие хлорсодержащие соединения, такие как ДДТ, гекса-хлорбензол, диелдрин обладают иммуносупрессивным действием на млекопита-ющих. Их накопление в организме и привело к снижению резистентности тюленей к инфекции. Таким образом, непосредственно не вызывая гибели животных, поллю-тант существенно повышал их чувствительность к действию других неблагопри-ятных экологических факторов.

Классическим примером данной формы экотоксического действия является увеличение числа новообразований, снижение репродуктивных возможностей в популяциях людей, проживающих в регионах, загрязненных экотоксикантами (территории Южного Вьетнама - диоксин).

3. Эмбриотоксическое действие экополлютантов. Хорошо установлено, что ДДТ, накапливаясь в тканях птиц, таких как кряква, скопа, белоголовый орлан и др., приводит к истончению скорлупы яиц. В итоге птенцы не могут быть высижены и погибают. Это сопровождается снижением численности популяции птиц.

Примеры токсического действия различных ксенобиотиков (в том числе ле-карственных препаратов) на эмбрионы человека и млекопитающих широко известны (см. раздел «Тератогенез»).

4. Прямое действие продукта биотрансформации поллютанта с необычным эффектом.Полевые наблюдения за живородящими рыбами (карпозубые) в штате Флорида позволили выявить популяции с большим количеством самок с явными признаками маскулинизации— процесса накопления вторичных половых признаков мужского пола у особи женского пола. (своеобразное поведение, модификация ана-льного плавника и т.д.). Эти популяции были обнаружены в реке, ниже стока завода по переработке орехов. Первоначально предположили, что стоки содержат маску-линизирующие вещества. Однако исследования показали, что такие вещества в вы-бросах отсутствуют: сточная вода не вызывала маскулинизацию. Далее было уста-новлено, что в сточных водах содержался фитостерон, (образуется в процессе пере-работки сырья), который попав в воду реки подвергался воздействию обитающих здесь бактерий и превращался при их участии в андроген. Последний и вызывал неблагоприятный эффект (рисунок 4.1).

Рисунок 4,1-Превращение фитостерола в андроген при участии микро-организмов.

Таким образом, взаимодействие ксенобиотика с биотическим компонентом сре-ды (микроорганизмы) может стать причиной существенных популяционных эф-фектов в биоценозе.

5. Опосредованное действие путем сокращения пищевых ресурсов среды обитания.Для борьбы с вредителями лесного хозяйства, гусеницами елового листовертки-почкоеда в одном из регионов Канады применили фосфорорганический пестицид, быстро деградирующий в среде. В результате резкого снижения числа гусениц от бескормицы погибло около 12 млн птиц.

6. Взрыв численности популяции вследствие уничтожения вида-конкурента. В США после начала применения синтетических пестицидов для борьбы с не-которыми видами вредителей растений стали интенсивно размножаться мало-численные ранее виды клещей-хлопкоедов. Количество опасных видов таких кле-щей увеличилось с 6 до 16. Это явление объясняют тем, что в мире насекомых суще-ствует сложная система взаимоотношений, и количество особей в популяции рас-тительноядных насекомых зачастую контролируется другими видами, которые либо паразитируют на этих насекомых, либо ведут себя по отношению к ним как хищ-ники. Воздействие пестицидов может оказаться более выраженным на предста-вителей видов-хищников. В итоге - гибель врагов приводит к взрыву численности растительноядных насекомых. Нетрудно заметить, что приведенные в качестве при-меров механизмы экотоксического действия веществ на животных при иных усло-виях вполне могут реализоваться и в отношении человека.