Круговорот ксенобиотиков во внешней среде

12 Апреля в 21:44 3595 0


Ксенобиотики загрязняют все среды природы — воздух, водоемы, почву и растительный мир. Промышленные отходы и другие загрязнители природной среды имеют способность быстро распространяться в воздухе и воде, включаясь в круговорот природы. Эти токсические соединения накапливаются в водоемах и почве, иногда в местах, значительно удаленных от источников заражения, чему способствуют ветер, дождь, снег, а также миграция загрязнителей водным путем (моря, реки, озера). Из почвы они попадают в растения и организм животных.

Центральное место в круговороте ксенобиотиков, происходящем в биосфере, занимает почва. Она находится в постоянном взаимодействии с другими экологическими системами, такими как атмосфера, гидросфера, растительный мир, и является важным звеном поступления различных компонентов, в том числе и ядовитых, в организм человека. Происходит это прежде всего через пищу. Все живые существа нуждаются в пище как в источнике энергии, строительных материалов и питательных веществ, обеспечивающих жизнедеятельность организма. Однако, если в ней содержаться не только полезные, по и вредные вещества, она становится опасной. Ксенобиотики являются причиной болезней и гибели растений и животных. Особую опасность приобретают ксенобиотики, стойкие к окружающей среде и способные в ней накапливаться.

Распространенность ксенобиотиков в окружающей среде зависит от климатических и метеорологических условий и характера водоемов. Так, повышенная влажность воздуха, направление ветра, осадки (дождь, снег) способствуют распространенности и выпадению ксенобиотиков. Пресные водоемы, моря и океаны отличаются по степени аккумуляции ксенобиотиков. Вид почвы, различные растения и их составные части различаются также по степени поглощения и удержания ксенобиотиков. Да и разные животные обладают различной чувствительностью к ксенобиотикам. Степень накопления ксенобиотиков в организме животных обусловлена стойкостью этих чужеродных веществ.

Так, канадские исследователи показали, что в воде озера Мичиган содержалось только 0,001 мг пестицида ДДТ в 1 л, в составе же мяса креветок содержалось уже 0,4 мг/л, в жире рыб — 3,5 мг/л, а в жире чаек, которые питались рыбой из этого озера, — 100 мг/л. Следовательно, в каждом последующем звене пищевой цепи происходит постепенное увеличение концентрации стойкого пестицида ДДТ, причем самое низкое содержание этого вещества отмечалось в воде озера. Поэтому неудивительно, что хлорорганические пестициды встречаются не только в жире морских рыб и сельскохозяйственных животных, но даже и у пингвинов, обитающих в Антарктиде.

Человек всегда должен помнить, что его деятельность в одной точке планеты может вызвать неожиданные последствия в другой ее точке. Например, буревестник вроде бы живет на необитаемых скалах в Атлантическом океане и питается исключительно рыбой. Однако он становится исчезающим видом из-за используемого на суше ДДТ, который накапливается в морских пищевых цепочках. Другим примером могут быть полярные льды, которые содержат значительное остаточное количество ДДТ, принесенного атмосферными осадками.

Свойства ксенобиотиков, поступающих из внешней среды в организм человека:

  • способность ксенобиотиков распространяться в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения (реки, ветры, дождь, снег и др.);
  • загрязнения окружающей среды весьма устойчивы;
  • несмотря на широкое различие в химической структуре, ксенобиотики обладают определенными общими физическими свойствами, которые увеличивают их потенциальную опасность для человека;
  • особенно опасны для здоровья человека сочетания различных ксенобиотиков;
  • ксенобиотикам свойственна малая интенсивность обмена и удаления, в результате чего они накапливаются в тканях растений и животных;
  • токсичность ксенобиотиков для высших млекопитающих обычно выше, чем для видов животных более низкого филогенетического порядка;
  • способность ксенобиотиков накапливаться в пищевых продуктах;
  • ксенобиотики снижают питательную ценность продуктов.
Всем ясно, что живые организмы нуждаются в пище. Добывание пищи, как растительного, так и животного происхождения, характеризуется как питание. Среди многочисленных условий внешней среды, постоянно воздействующих на организм человека и животных, фактору питания принадлежит наибольший удельный вес. Пища имеет одно принципиальное отличие от всех факторов внешней среды, так как элементы пищевых продуктов трансформируются в энергию физиологических функций и структурные компоненты человеческого тела. Академик И.П. Павлов писал: «Существеннейшей связью живого организма с окружающей средой является связь через известные химические вещества, которые должны поступать в состав данного организма, т. е. связь через пищу».

В ходе эволюции на Земле взаимоотношения сложились так, что одни организмы служили пищей для других и таким образом установились стабильные пищевые цепи. В результате человек стал главным конечным звеном многочисленных пищевых путей и может включаться в эти цепи питания практически на любом уровне. И это неудивительно, так как жизнь со своего возникновения сформировалась как цепной процесс. Процветание любого организма во многом определяется его положением в пищевой цепи, причем это обеспечивается эффективностью взаимодействий не только с предшествующими, но и последующими членами пищевой цепи. Другими словами, существенную роль играет не только источник питания и его эффективное поглощение, но и поедаемость данного члена экологической системы другим.

Пути миграции, т.е. пищевые пути, по которым движутся питательные вещества, многообразны, в том числе короткие и длинные. Пример длинной пищевой цепи: водоемы — почва — растения — животные — продукты питания — человек. Пример короткой пищевой цепи: водоемы — гидробионты — рыба — человек.

Образовавшиеся в природе органические вещества мигрируют по пищевым цепям в различных экологических системах (атмосферный воздух, водоемы, почва) и поступают в организм человека в виде продуктов питания растительного и животного происхождения. Однако в пище есть не только наши друзья, но и враги, так как одновременно по пищевым цепям движутся и многочисленные непищевые, чужеродные вещества, порожденные химизацией промышленности и сельского хозяйства и являющиеся токсичными для человека и других живых существ. Поэтому не случайно многие ученые говорят о ядах в нашей пище. В последнее время многие ученые также говорят об охране внутренней среды организма человека.

Академик Покровский говорит: «Mы глубоко убеждены, что важным интегральным критерием мер защиты пищи, направленных на предупреждение болезней, должны быть показатели химической чистоты внутренней среды организма человека, со свободы от чужеродных, особенно стойких веществ. Следует признать, что накопление во внутренних средах организма всякого стойкого постороннего вещества крайне нежелательно, а в ряде случаев опасно». Эта концепция предусматривает совершенно очевидные меры, направленные на снижение уровней загрязнений токсическими веществами всех, включая и пищу, объектов внешней среды. Таким образом, чистота окружающей среды является необходимой предпосылкой чистоты внутренней среды организма человека.

Ксенобиотики оказывают негативное влияние на питательные вещества (белки, углеводы, жиры, витамины, минеральные соли), тем самым снижают питательную ценность пищевых продуктов.



Следует иметь в виду, что загрязнение ксенобиотиками пищевых продуктов возможно не только при их получении, но и в процессе хранения, переработки, транспортировки и реализации населению. Загрязнения внешней среды довольно стабильны с тенденцией к распространению, аккумуляции в пищевых цепях, способны подвергаться биотрансформации с увеличением токсичности. Тяжесть вызываемых последствий изменяется в широких пределах в зависимости от степени и длительности воздействия ксенобиотиков. Ряд ксенобиотиков способен аккумулироваться в организме человека и, следовательно, оказывать длительное пагубное влияние.

Негативный эффект действия ксенобиотиков на организм человека зависит от их физико-химических свойств, концентрации, продолжительности воздействия, способности депонироваться в организме и избирательно влиять на те или иные ткани и органы. Следовательно, многие ксенобиотики вызывают специфические поражения различных органов. Неблагоприятные экологические факторы провоцируют или вызывают у большой части населения состояние стресса с последующими нарушениями обмена веществ. Несомненна также ведущая роль ксенобиотиков и в развитии аллергических состояний.

В результате накопления в организме человека ксенобиотиков нарушаются функции внутренних органов и развиваются различные болезненные состояния, вплоть до тяжелых болезней со смертельным исходом или инвалидизацией. Среди этих болезней, которые могут носить острый или хронический характер, особое опасение вызывает возможность развития злокачественных опухолей и лейкозов — рака крови. Самос дьявольское кроется как раз в коварстве пищевых цепей, в частности в микроскопичности пищи при постоянном поступлении ксенобиотиков. В результате развиваются тяжелые отдаленные последствия, в частности уродливое нежизнеспособное потомство.

Уже отмечалась роль почвы как центрального места в круговороте веществ. Это та среда, где взаимодействует большая часть элементов биосферы: воды и воздуха, климатические и физико-химические факторы и, наконец, живые организмы, участвующие в формировании почвы. Именно ей принадлежит ведущая роль в создании пищевых цепей.

Таким образом, пищевые пути — это главные пути миграции вредных для человека веществ, т.е. ксенобиотики поступают в организм в основном с пищей (70% из всех регулярно поступающих в организм только 20% — с воздухом и 10% — с водой).

Все пищевые продукты в качестве первоначальных источников содержат компоненты, поступающие из воздуха, воды и почвы. В зависимости от характера пищевого продукта путь превращения этих исходных веществ может быть более или менее длительным, прямым или извилистым, и поскольку загрязнение внешней среды связано с устойчивой тенденцией к распространению и накоплению ксенобиотиков в пищевых цепях (путях), а также способностью подвергаться трансформации с увеличением токсичности, тяжесть вызываемых ими последствий зависит от степени их токсичности (или стойкости) и длительности воздействия. Коварство проникновения ксенобиотиков в пищевые цепи состоит в том, что человек питается постоянно, а значит, даже в небольшом количестве вредные вещества постоянно поступают в его организм. Как уже отмечалось, пути миграции, т.е. пищевые пути (цепи) питательных веществ, полезных и вредных для человека, многообразны.

Источники загрязнения внешней среды ксенобиотиками

Источники загрязнения

Ксенобиотик

Наиболее загрязненный продукт

Продукты электротехнической промышленности

Полихлордифенолы

Рыба, женское молоко

Примеси в полихлордифенолах

Диоксины

Рыба, коровье молоко, говяжий жир

Фунтициды, побочные продукты промышленности

Гексахлорбензол

Животные жиры,

молочные

продукты

Производство пестицидов

Мирекс

Рыба, женское молоко

Пестициды

Галогенизированные углеводороды

Рыба, женское молоко

Производство хлора и едкого натрия, средств обработки связи

Алкильные соединения ртути

Рыба

Автомобильные выхлопные газы, продукты сгорания угля

Свинец

Зерновые, овощи, рыба, кислые продукты

Осадки в канализации, продукты металлургических процессов (плавка)

Кадмий

Зерновые, овощи, мясные продукты

Продукты

металлургических

процессов

Мышьяк

Молоко, овощи, фрукты

Консервная промышленность

Олово

Консервирован­ные продукты


Располагает ли организм человека способностью в какой-то степени нейтрализовать вредное действие ксенобиотиков?
Ответ может быть положительным, так как организм человека обладает определенными механизмами защиты, позволяющими обезвредить болезнетворное воздействие ксенобиотиков.

К числу этих механизмов следует отнести:
  • совокупность процессов, с помощью которых эти чужеродные вещества выводится из организма по естественным путям выведения (выдыхаемый воздух, желчь, кишечник, почки);
  • активное обезвреживание ксенобиотиков в печени;
  • трансформация чужеродных веществ в менее активные химические соединения;
  • защитная роль иммунной системы организма.
Наконец, к числу важных защитных механизмов относятся различные ферментные системы. Некоторые из этих ферментов нейтрализуют действие чужеродных веществ, другие их разрушают, третьи как бы подготавливают эти вещества к удалению из организма. Особое значение приобретают большие возможности приспособления ферментных систем к качественно различному питанию. Конечно, эффективность защиты от агрессии ксенобиотиков во многом обусловлена полноценной деятельностью различных органов и систем. Поэтому становится понятной высокая чувствительность к действию ксенобиотиков организма детей (несозревшие механизмы защиты) или лиц с хроническими заболеваниями (истощение механизмов защиты).

Лисовский В.А., Евсеев С.П., Голофеевский В.Ю., Мироненко А.Н.

Похожие статьи
  • 17.04.2014 13739 16
    Нравственность и здоровый образ жизни

    Для сохранения и восстановления здоровья недостаточно пассивного ожидания, когда природа организма рано или поздно сделает свое дело. Не следует уповать на лекарства как единственное средство лечения. Прежде всего надо обратить внимание на основные компоненты своего образа жизни. Тот, кто придержива...

    Профилактика - разное
  • 02.10.2013 11475 4
    Основные средства ЛФК. Физические упражнения

    Основными средствами ЛФК (схема 5.2) являются физические упражнения, используемые с лечебной целью, а также естественные факторы природы, дополнительными — механотерапия (занятия на тренажерах, блоковых установках), массаж и трудотерапия (эрготе-рапия). К средствам ЛФК относя...

    Профилактика - разное
  • 02.10.2013 10639 21
    Основные средства ЛФК. Дыхательные упражнения

    Дыхательные упражнения подразделяются на статические и динамические. К статическим относятся упражнения, не сочетаемые с движениями конечностей и туловища, а именно упражнения: а) в ровном ритмичном дыхании, в урежении дыхания; б) в изменении типа (механизма) дыхания (грудного, д...

    Профилактика - разное
показать еще
 
Профилактика заболеваний