Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Раковые заболевания провоцируются многими химическими загрязнителями окружающей среды. К ним относятся:
307
— полициклические углеводороды, образующие донорно-акцептор-ные комплексы с пуриновыми основаниями ДНК и РНК;
— алкилнитрозоамины, алкилирующие белки;
— ароматические амины (косвенно), образующие канцерогенно-активные продукты трансформации (гидроксиламины, аминобензолы);
— аминоазосоединения (косвенно), образующие М-окси- или ]Ч-оксиметиловые производные, которые взаимодействуют с метионино-выми остатками белков.
Первичные токсические эффекты воздействия чужеродных соединений, проникающих внутрь клетки, осуществляются несколькими путями.
1. Физическое нарушение пространственно-временнбй, структурно-функциональной упорядоченности ферментных систем, связанных с переносом электронов (заряда) и атомов на большие расстояния. Например, нарушение упорядоченности в цепи транспорта электрона в цитохром с-оксидазе будет препятствовать образованию АТФ.
2. Конкурентное вовлечение загрязняющего вещества в метаболические процессы (веществ — аналогов эндогенных субстратов), не приводящие к необходимым продуктам. Такого рода подмена приводит к обрыву метаболической цепи.
3. Химическое взаимодействие реакционноспособных загрязняющих веществ с жизненно важными компонентами клеточных систем. Например, алкилирование или арилирование белков и нуклеиновых кислот может вызывать аллергию и канцерогенез.
Одним из наиболее типичных следствий "физических" воздействий является структурное искажение мембраны, нарушающее синхронизацию ферментных систем. Происходит такое искажение в результате сорбции липидами мембран химически инертных веществ, таких, как хлорорганические соединения типа ДДТ, ГХЦГ. Обладая высоким коэффициентом межфазового распределения в системе жир — вода (до 105), эти вещества могут накапливаться в мембранах в настолько высоких концентрациях, что происходит изменение геометрической структуры мембраны. Так, овальные в норме эритроциты при контакте с такими соединениями в растворе становятся как "ежики" — с множеством складок и выступов.
При наличии в организме жировых отложений в клеточных мембранах таких гидрофобных веществ может содержаться и немного — они будут накапливаться в жире. Однако если жир по каким-либо физиологическим причинам рассосется, то произойдет ударный выброс гидрофобных веществ во внутреннюю среду организма и насыщение ими липидных клеточных мембран, что может вызвать резкую
308
токсикацию организма. Это одна из причин возможных отрицательных для здоровья последствий от быстрого похудания.
Во внутриклеточных мембранах сосредоточены ферменты микросо-мального окисления, ферменты дыхательной цепи, в частности осуществляющие транспорт восстановительных эквивалентов цикла Кребса к терминальному окислителю — цитохром с-оксидазе, локализованной в митохондриальной мембране. При функционировании этого фермента для сопряжения переноса электронов с фосфолированием АДФ и действия "протонного насоса", необходимого для восстановления 02 до.воды, требуется высокая степень структурной организации мито-хондриальных ферментов.
Любые внешние воздействия на организм, меняющие функциональное состояние мембран, оказывают влияние и на состояние дыхательной цепи, а тем самым и на метаболизм всей клетки.
С другой стороны, скорость дыхания есть функция редокс-состоя-ния цитохрома с и связана с внутриклеточным распределением окислительно-восстановительных эквивалентов (см. § 6.4).
§ 9.3. БИОТЕСГИРОВАНИЕ В ОЦЕНКЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ
Для оценки и контроля токсических веществ в объектах водной среды могут быть использованы два метода: комплексный и дифференциальный.
Дифференциальный контроль токсических веществ включает использование критериев ПДК для ограничения концентраций конкретных токсикантов.
Комплексный метод опирается на использование биотестирования. Такие методы применяют для анализа водных экосистем и в последние годы начинают разрабатываться и для почвенных. Наиболее часто методы биотестирования с использованием стандартных тест-организмов применяют для оценки токсичности сточных вод. Токсичность стока количественно выражается через летальную концентрацию ЛК-50 (или степень разбавления сточной воды), при которой гибнет 50% особей тест-организмов. Измерение степени токсичности как параметра сточной воды может быть использовано для лимитирования сброса.
Наряду с таким показателем, как ВПК, параметр токсичности не отражает содержания в воде отдельных токсических -компонентов водной среды, а служит интегральной характеристикой стока, мерой биологического воздействия без установления причин, вызывающих это воздействие. Тем самым параметр токсичности стока является
309
интегральным параметром для оценки возможного неблагоприятного воздействия при сбросе в водоем сточных вод сложного состава.
Различают два типа токсичности .'острую и хроническую. Отношение концентраций, вызывающих острую и хроническую токсичность, варьирует в Диапазоне 10—100 в случае консервативных загрязняющих веществ. В случае сточных вод это отношение принимают равным 10.
