Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 44
Текст из файла (страница 44)
В целом автоматизированная система испытания биологической активности ксенобиотиков может эффективно использоваться в разных сферах человеческой деятельности, а также способствовать разработке мер по выводу современного человека из-под угрозы «химического удара». Глава 12. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ПРОМЫШЛЕННОГО, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВИДОВ МОНИТОРИНГА НА ОСНОВЕ ТЕХНИКИ ИСПЫТАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КСЕНОБИОТИКОВ Большой объем научной информации, получаемой в результате испытания чужеродных соединений на биологические активности, позволяет создавать не только эффективные лекарственные препараты, но и вещества для нужд сельского хозяйства и других отраслей.
Например, в животноводстве — это препараты ветеринарного назначения, включая адаптогены, стимуляторы, криоконсерванты для искусственного осеменения и т. д. В растениеводстве — новые эффективные пестициды, ростовые вещества, безопасные для человека, мутагены для выведения новых сортов и т.
д. В пищевой промышленности введение системы испытаний обеспечит биологическую безопасность используемых пищевых добавок, консервантов, антибактериальных средств, различных образцов пищевой продукции как создаваемой у нас, так и за рубежом. В микробиологии (включая промышленную) можно будет осуществлять эффективный отбор новых стимуляторов и ингибиторов роста бактериальных культур, мутагенов для получения новых продуцентов, а также контроль за биологической безопасностью продуктов микробного синтеза. При внедрении предлагаемых приемов биологических испытаний ксенобиотиков в процедуру экологического мониторинга окружающей среды представится возможность провести интегральную оценку свойств основного массива ксенобиотиков, с которыми постоянно контактирует человек, и разработать мероприятия по резкому снижению их потенциальной опасности как для отдельных организмов, так и биоценозов в целом.
Это позволит ввести в экологию кроме описательных элементов и технологические. Перечисленные области применения способов биологических испытаний не менее важны, чем поиск новых лекарств. Поэтому далее рассмотрены некоторые наиболее важные аспекты применения результатов испытания биологической активности ксенобиотиков в рамках сформулированных выше направлений. 12.1.
Пестициды Необходимость борьбы человека с живыми организмами, уничтожающими плоды человеческой деятельности, привела к созданию пес- тицидов. К этой группе относятся химические средства стимулирования и торможения роста растений, а также дефолианты. Наибольшее распространение, как уже отмечалось, среди пестицидов за последние дватри десятилетия получили средства для борьбы с сорными растениями, вредными насекомыми и болезнетворными для растений грибами, соответственно называемые гербицидами, инсектицидами, фунгицидами. В настоящее время производство пестицидов — одна из наиболее мощных отраслей современной химической промышленности, которая загрязняет биосферу десятками и сотнями тысяч тонн биологически активных веществ. В промышленно развитых странах применяют пестициды на сумму 1,8 млрд долл., а всего в мире — на 8,25 млрд долл.
Наряду с количественным ростом непрерывно расширяется ассортимент пестицидов. Беспрерывно появляются сообщения о все новых и новых пестицидах. Использование пестицидов приводит к росту урожаев, уменьшению потерь. Однако человек за эти успехи платит не только появлением различных новых устойчивых видов «врагов» из мира живой природы„но и своим здоровьем. Например, довольно скоро после массового применения ДДТ выяснилось, что используемый в сельском хозяйстве или для обработки водоемов ДДТ убивает целые популяции птиц, рыб, ракообразных; он обладает способностью накапливаться в тканях, причем в природе это накопление увеличивается в конце пищевой цепи.
Все это привело вначале к ограничению, а затем к запрешению использования ДДТ. Пестициды стали непременным компонентом многих пищевых продуктов. Для многих из них международными правилами установлены максимально допустимые для человека суточные дозы и ПДК продукта: например, для альдрина во фруктах — 0,05 мг/кг; беномила в салате-латуке — 5 мг/кг, в яйцах — 0,1 мг/кг; биорестметрина в необработанных хлебных злаках — 5 мг/кг, хлебе — 0,05 мг/кг и т. д. По своему объему производство пестицидов превосходит производство лекарств — их употребление массовое и повсеместное. Лекарства ориентированы на больных, они имеют возрастные и другие ограничения в применении.
Пестициды с воздухом, водой, пищевыми продуктами могут воздействовать на любого человека, в то же время требования к пестицидам в смысле их безопасности формально меньше, чем к лекарствам„что и порождает на деле большую их опасность. Пестициды вклиниваются в пищевые цепи, оказываясь в тех звеньях, которые потребляет человек, даже не ведая о скрытой опасности. Масштабы их производства непрерывно растут.
Все это приводит к тому, что пестициды становятся химическим врагом номер один со- 218 временного человечества, избавиться от которого пока человек не имеет возможности, так как продукты питания человека являются жизненной потребностью, а производство продуктов пока тесно связано с производством пестицидов. Уменьшение опасности пестицидов должно идти по нескольким направлениям.
1. Замена химических методов борьбы с вредоносными организмами на биологические методы. 2. Создание научно обоснованных программ применения каждого пестицида, учитываюших их возможную роль в экологических сообществах, пути распространения в природе, и в пищевых цепях в частности, и т. п. 3. Оценка безопасности новых и уже используемых пестицидов по полной программе, адекватной проверке лекарств. 4.
Создание новых высокоэффективных пестицидов, максимально безопасных для человека и живой природы (кроме тех организмов, на которые ориентирован пестицид). В принципе, системы поиска пестицидов и лекарств по своим научным, технологическим и аппаратурным основам могут быть достаточно близки; необходимо только дополнительно ввести в систему специфические тест-объекты. Методология поиска пестицидов во многом может быть реализована в рассмотренной системе испытания ксенобиотиков, она может играть важную роль на всех зтапах создания новых пестицидов и первичной оценки их безопасности.
По прогнозам химиков, соответствующие пестицидам структуры или их близкие аналоги в некоторых случаях могут быть найдены в уже имеющемся массиве химических соединений, т. е. в какой-то мере отпадает необходимость синтеза новых. Формирование базы данных уже известных пестицидов позволит применять методы структурно-логического анализа для предсказания гербицидной, инсектицидной и т. п.
видов активности, а также выделить определенные компоненты структуры, характерные для этих видов активности. Особое значение приобретает возможность оценить опасные биологические свойства не только индивидуальных пестицидов, но и нх комбинаций между собой, с другими компонентами сельскохозяйственной химии, с лекарствами и т. д. Появляется возможность изучения широкого набора сочетаний пестицидов с веществами, снижающими их токсическое действие на человека. Подобно тому как пестициды совершили «зеленую революцию» в сельском хозяйстве, автоматизированная система испытаний может со- 219 вершить «химическую революцию» в самих пестицидах, приближая время появления максимально эффективных и минимально опасных веществ.
12.2. Пищевые добавки Пищевые добавки — это чаще всего чужеродные соединения естественного или искусственного происхождения, употребляемые в пищу с целью улучшения запаха, вкуса, формы и цвета или для придания ей новых свойств, отличных от существующих ранее. Ряд пищевых добавок появляется в пище независимо от желания производителя — в процессе производства продукта или его упаковки. Человек ежегодно вместе с пищевыми продуктами получает от 0,2 до 1,0 мг бензопирена: за счет веществ из дыма при копчении; ксенобиотиков, появляющихся из упаковочных пластмасс и т.
п. Пищевые добавки в настоящее время играют огромную роль в сохранении и консервировании пищи. Можно уверенно сказать, что изъятие пищевых добавок, в первую очередь консервантов, породило бы огромные экономические трудности. Вместе с тем масштабы применения и разнообразие пищевых добавок несут в себе много опасностей. Пищевые добавки в наше время выступают как самые распространенные биологически активные ксенобиотики, вводимые в организм человека из внешней среды.
При этом развитые страны испытывают наибольшее воздействие этого мощного химического потока. Так, в США, например, в качестве добавок используются 8000 различных веществ. Среди пищевых добавок заметно выделяются своими опасными свойствами красители. В мире используется около 160 различных пищевых красителей. По ориентировочным данным суммарная потребность в пищевых красителях превышает 25 000 т в год. Известно, что среди красителей встречается много канцерогенов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
