Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Красители, вероятно, могут стимулировать в пищевых продуктах фотодинамические процессы, итогом которых является возникновение высокоактивных радикалов. Наиболее безопасными являются натуральные красители, к которым организм человека привык в процессе эволюции, однако в последнее время они все чаще заменяются синтетическими, которые могут быть и небезвредными. Так, в нашей стране кондитерская промышленность широко применяла пищевой краситель амарант, обладающий, как было установлено позднее, канцерогенной активностью. Применение амаранта в пищевой промышленности запрещено в 1968 г. Можно привести и примеры негативного действия пищевых добавок: 220 поликсиэтилен сорбитан моностеарат (твин бО), который применялся в качестве диспергирующего вещества в различных пищевых продуктах и в качестве средства против выцветания шоколада (вызывал злокачественные опухоли у мышей и крыс); карбоксиметилцеллюлоза, которая применяется в производстве мороженого за рубежом и других пищевых продуктов (вызывала у крыс в течение двух лет применения местную саркому), и т.
д. Пищевые добавки являются наиболее массовыми ксенобнотиками из всех веществ, сознательно создаваемых человеком для внутреннего употребления. В то же время требования к оценке их безопасности заведомо ниже, чем к лекарствам. Многие пищевые добавки вообще не подверглись оценке на такие виды опасного действия, как канцерогенные, мутагенные, эмбриотоксичные и др.
В каждом классе пищевых добавок встречаются соединения, опасные для здоровья Это делает необходимым разработку системы оценки биологической безопасности пищевых добавок, адекватную системе оценки безопасности лекарств. Особый вопрос — сочетание пищевых добавок и лекарств, а также сочетание пища-пищевая добавка-лекарство. Важная сторона действия пищевых добавок н других чужеродных соединений, даже безвредных — ксенобнотическая нагрузка на организм, которую они создают. Эксперименты показывают, что любой жирорастворимый ксенобиотик влияет на состояние иммунной системы, нагружает систему детоксикации организма и через этот эффект может менять баланс многих эндогенных регуляторов (в первую очередь стероидных гормонов), концентрация которых в норме управляется скоростью их разрушения и выведения.
Причем эти процессы осуществляются той же системой, что и выведение ксенобиотнков. Таким образом, необходимо стремиться к снижению суммарного количества пищевых добавок, особенно ограничивая нх потребление для детей. В то же время необходимо исследовать биологическую активность употребляемых и вновь предлагаемых пищевых добавок с использованием автоматического системного комплекса, а в качестве тест-объекта использовать модели, учитывающие специфичность механизма реализации этой активности в организме человека. Это позволит выявить наиболее опасные пищевые добавки и искать им замену прежде всего среди природных веществ, а также информировать потребителя об их опасности. Во всех случаях в состав системы биологического тестирования чужеродного соединения необходимо включать подсистему первичной оценки их биологической безопасности.
221 12.3. Экологический мониторинг окружающей среды Технологические и технические решения, реализованные в системе биологических испытаний, могут быть широко использованы в конкретных системах и комплексах для контроля за состоянием окружающей среды и отдельных ее блоков: атмосфера, вода, почва Обращение к этой системе может стимулировать развитие одного из наиболее перспективных направлений в процедуре контроля — использование биологических объектов и разработке на их основе биодатчиков.
Все чаще начинают использовать биологические методы контроля, с помощью которых наблюдение ведется за реакцией на загрязнение живого объекта, т. е. обьект выступает как составная часть измерительной системы. Возможны три различных подхода к применению биологических объектов в качестве тестовых (рис. 12.1): 1.
Использование организмов, входящих в данный биогеоценоз, за состоянием которых ведется слежение (биоиндикаторы). 2. Использование организмов, исходно не имеющих отношения к тестируемому биогеоценозу, но вводимых туда искусственно (экзогенные биоиндикаторы). 3. Использование обьектов, не имеющих отношения к данному биогеоценозу, выращенных или взятых в контролируемых условиях и применяемых в качестве чувствительных элементов прибора, контролирующего состояние среды (биодатчик).
Одной из неотложных задач охраны природы является создание мониторинга — системы непрерывного контроля за химическим загрязнением среды. В настоящее время в мониторинге предпочтение отдается физико-химическим методам контроля, позволяющим измерять концентрации компонентов или других показателей среды. Законодательно допустимый уровень загрязнения среды химическими веществами определяется предельно допустимой концентрацией (ПДК) для каждого вещества.
Однако, как правило, применение критерия ПДК не обеспечивает необходимую степень безопасности живых организмов. Биологическая активность различных веществ, проявляющаяся в их отрицательном воздействии на организм человека, может быть представлена различными типами. Поэтому к недостаткам использования ПДК в системе контроля загрязнения среды следует отнести следующие: 1. ПДК отражает токсичность только для конкретного типа организма и поэтому не является универсальным критерием безопасности вещества.
Методы контроля влияния ксенобиотиков на биосферу Качественный и количественный анализ янди вилуальных веществ и комплексных загряз- нений Определение биологической активности индивидуальных веществ и комплексных загряз- нений Методы, допускающие измерение без забора проб (аэро, космос) Методы с ииембио- литчикоя Физиче- ские Методы с использова- нием бионн- дикаторов Химиче- ские и фи- зические методы Иммуно- химиче- скис мето- методы лы Рнс.
12.1. Методы контроля зв хнмнческнм загрязнением биосферы (вврнант клвсснфнквннн) 2. Реально в атмосфере присутствует в качестве загрязнения сложная смесь исходных веществ и веществ вторичного происхождения, возникающих как продукты исходных реакций. Это приводит к обесцениванию ПДК применительно к одному индивидуальному веществу: очевидно, что содержание каждого из компонентов такой смеси в концентрациях, ниже ПДК, не гарантирует ее безопасности. 3. Прн разработке норм допустимого содержания химических веществ в среде обычно не учитывается их накопление в конечных звеньях пищевых цепей, так как все звенья этих цепей во многих случаях точно нельзя определить.
Например, если в воде находятся миллионные доли ДДТ на литр, то в конце пищевой цепи, после планктона, рачков, рыб на 1 кг веса бакланов, питающихся крупной рыбой, приходится 26,4 млн долей ДДТ. 4. Различие в метаболических превращениях поллютантов у разных организмов. 5. Дороговизна установления одной нормы ПДК. Согласно американским данным, стоимость составляет около миллиона долларов.
Российские авторы называли меньшие оценочные суммы, хотя тоже довольно значительные — от 43 до 200 тыс. руб. б. Химические соединения, попав в экосистему, могут действовать на всех ее живых представителей. Это приводит к таким непредсказуемым нарушениям, которые, в конечном счете, скажутся на человеке, 7. В процессе биотрансформации возможно появление более токсичных ксенобиотиков.
Таким образом, для создания системы мероприятий, обеспечивающей безопасность людей в среде, загрязненной продуктами химической деятельности человека, необходимы: разработка научно обоснованных подходов для выбора критериев. определяющих безопасность человека и других живых компонентов биосферы, а также развитие технологических и инженерно-технических методов и техники экспресс-анализа, обеспечивающих непрерывный контроль за состоянием среды.
При проведении фундаментальных исследований система дает возможность установить корреляцию между действием определенных типов биологической активности на различных уровнях сложности живой материи и ее компонентов (организм, ткани, клетки, субклеточные структуры, биополимеры). Методологически это открывает подходы к пониманию механизмов «отрицательного» действия определенных классов ксенобиотиков и ведет к тому, чтобы сформулировать на этой основе задания на разработку защитных мероприятий.
За рубежом биологические тесты включены в качесгве нормативных документов в систему оперативного контроля загрязнения окружающей среды, причем уже есть определенные достижения и в области их стандартизации (Англия, Франция, Германия, Япония, Польша и др.). Например, в США есть несколько официальных стандартных показателей токсичности, основанных на различных биологических тестах.
Так, если в исследуемой пробе воды в течение 48 ч погибает 50 '.4 или более дафний, считается, что допустимый уровень токсичности превышен. Попытки подобного рода предпринимались и в бывшем СССР. В 1991 г. было издано «Методическое руководство по биотестированию», в котором предлагались обязательные элементы системы оценки и контроля качества воды: биотесты на дафниях, водорослях (сценедесмус, хлорелла), рыбах (гуппи).
Однако все эти приемы основывались на визуальном контроле гибели тех или иных тест-объектов. 224 Результаты биологического тестирования, выполненные по любой методике, представляются в виде некоторых численных показателей— одного (например, ЬСя) или нескольких. Для получения более информативных результатов необходимо стремиться к тому, чтобы число независимых показателей, определяемых в тестовых процедурах, было как можно большим. Продемонстрировать это можно на простейших примерах. Возьмем в качестве тест-объекта дафнии и будем регистрировать только живых или погибших. Допустим, что в испытуемой пробе воды все они погибли.
Значит, в реке присутствуют какие-то токсические вещества. Ничего более на основании этого теста и одного показателя сказать нельзя (т. к. концентрации поллютантов в пробе неизвестны). При известных концентрациях можно сказать что-то дополнительно, т. к. одни классы химических соединений токсичны в концентрациях более высоких„другие — в менее. Используем, помимо дафний, другой объект — коловраток. Здесь уже возможны принципиальные различия: а) погибли дафнии, уцелели коловратки; б) погибли коловратки, уцелели дафнии; в) погибли те и другие.
А нам известно, что к одним классам поллютантов более чувствительны дафнии, к другим — коловратки. Правда, случай (б) еще ни о чем не говорит: вполне вероятно, что в водоем попало большое количество поллютанта, и хотя коловратки выносят в 1000 раз большие концентрации, их это не спасло. Можно проблему решить просто— последовательно разбавить испытуемую пробу. Например, представим относительную чувствительность в виде показателей: А = (ЬС„)-"/(ЬС,р)"Ф. Теперь мы можем отнести предполагаемый поллютант к одному из условных классов токсикантов. Конечно, химическую природу соединения установить невозможно. Если известно, что коловратки выдерживают в 100 раз большие концентрации свинца, чем дафнии (А=100), а испытания проб воды дали результат А=О,О01, ясно, что свинец здесь ни при чем, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
