![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Антропогенная активность способствует превращению экотоксикантов в опасную для жизни часть мира. Плохо идентифицированные их сочетания и комбинации в значениях концентраций выше фоновых образовали так называемый грязный фон. Самыми опасными его составляющими стали диоксины. Интоксикация ими проявляется обратимыми и необратимыми эффектами вредного действия. Окружающая среда активно влияет на поведение экотоксикантов в природных системах, особенности их взаимодействия с живыми организмами, в конечном счете, меру наносимо ущерба организмам, их популяциям и экосистемам. Закономерности этих процессов полностью не расшифрованы. Гигиенические регламенты стали юридической основой оценки качества загрязненной диоксинами среды. Такой подход не отражает риски факторов загрязненной диоксиами, идентифицируемые по показателям отдаленных последствий хронического действия малых доз этих веществ. Пренебрежение этим обстоятельством способствует снижению адаптивного потенциала населения, организмов-обитателей, росту потерь здоровья, снижению уровня биоразнообразия и, как следствие, превращению диоксинов и связанных с ним компонентов грязного фона (далее диоксины ГФ) в фактор негативного влияния на экономические и социальные параметры региона. Решение этих проблем требует создания интегрального показателя экологической безопасности диоксинов ГФ. Методы токсикологии призваны отражать комбинированную и сочетанную токсичность конкретных химических веществ для определенных видов (линий) животных. Способов оценки реальной опасности диоксинов ГФ для популяций, сообществ и экосистем во взаимодействие с судьбой экотоксикантов (их превращением, перемещением и удалением – экотоксикокинетика) пока не создано. Без этого обоснованно оценить меру ущерба, наносимого диоксинами ГФ живой природе нельзя. Результаты разработки прогностических моделей экологической безопасности диоксинов ГФ для человека по интегральному показателю их вредного действия (экосистемный диоксинсодержащий экотоксикологический фактор) свидетельствуют об их перспективности. Понимание такого подхода определила актуальность поиска связей между показателями интоксикации различных видов живых организмов и человека.
Environment contamination with POPs and dioxins, first of all, should be attributed to one of the serious ecological problems –practically not developed yet. In Russia dioxins could be found on the territories of big and small towns – in Moscow for example. Their concentrations may be very high close to persistent sources of their waste (wastes incineration and/or storage objects, highways, etc.). POPs/dioxins are extremely toxic and stable chemical substances that cumulate in living organisms and may be accumulated (in trophic chains transferred from lower to upper levels, and to human organism). The most toxic among them is 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) – the unwanted product of industrial activity. The developing project deals with the key character of intoxication with POPs/dioxins –their ability to produce negative effects on health and social problems and affect such parameters as healthy reproduction and growth, longevity of healthy activities and living. We lack the social significance in developing ecological problems concerning contaminated with POPs/dioxins territories and their inhabitants. This is associated with many questions, and methodological included also. For example, our own methodology developed and approbated to reveal and characterize the long-term medical consequences of chronic intoxication with POPs/dioxins is rather good in solving biomedical questions, but is too complex being laboriously intensive and financially valuable – as to human ecology problems. This deficiency may be liquidated by creating the method to screen the hazards for population of environment contaminated with POPs/dioxins. This method should solve the health protection problem in developing cities – to range these contaminated territories according their awaited hazards for population. This may be achieved by selection in contaminated with POPs/dioxins systems “environment – human health” the most hazardous for inhabitants. These systems future examination by biomedical methods will allow protecting healthy environment, solving problems of social hygiene, healthy developing and growth, human biosocial activity. Biological monitoring of environment contaminated with POPs/dioxins and its hazard for inhabitants may be attributed to such methods. Negative effects of POPs/dioxins on all biosphere components are evident. These substances cumulating, ecotoxicokinetics (entering, redistribution and removing) and persistence (stable toxicity) characteristics in environmental matrices, their bioaccumulation in living beings are under active development. But until now there are no fundamental researches on basic aspects of human ecology problems on the territories contaminated with POPs/dioxins. Thus, such investigations need methodological and experimental development.
В ходе годового цикла работ впервые: 1. Подготовлена и принята к рассмотрению Федеральной службой по интеллектуальной собственности (Роспатент) заявка (№ 15925/0203/ПО) на регистрацию базы данных «Загрязненность полихлорированными дибензо-p-диоксинами (ПХДД) и дибензофуранами (ПХДФ) сред (почвы, донные отложения), живых организмов (мясо рыбы, птицы, свиней, крупного рогатого скота), продуктов питания и человека (кровь, материнское молоко, плацента) во Вьетнаме». Модель базы данных необходима для разработки актуальных научно-практических аспектов проблем мониторинга и оценки безопасности факторов риска загрязненной СОЗ/диоксинами среды для человека и природы; 2. Показано, что в качестве ключевого фактора негативного влияния на показатели общественного здоровья населения загрязнённых СОЗ/диоксинами территорий следует использовать показатели так называемой «диоксиновой патологии». Результаты исследования открыли перспективы предметной разработки медико-биологических аспектов диоксиновых проблем России в рамках вновь созданной и одобренной медицинским сообществом концепции единой профилактической среды. 3. Обосновано, что маркерными параметрами интоксикации СОЗ/диоксинами рыб, которые сопоставимы по механизмам развития с «диоксиновой патологией», могут быть показатели цитогенетического статуса и морфометрии в процессе развития. Эти, по сути задельные научные результаты, актуальны для создания технологии мониторинга состояния экологической опасности и/или безопасности территорий, загрязненных СОЗ/диоксинами. 4. Выявлены особенности механизмов накопления СОЗ/диоксинов в донных отложениях водоемов, подверженных кумуляции и биоаккумуляции этих веществ, что позволяет обоснованно выделять систему «донные отложения - рыба» в качестве индикатора загрязнённости такой среды. Наибольшее накопление этих веществ следует ожидать в водоёмах замкнутого типа. Полученные результаты являются основой методического обеспечения скрининга состояния и факторов риска загрязненной СОЗ/диоксинами среды путем выбора таких природных экосистем. Их обследование востребовано этапом обоснованного формирования перечня загрязнителей окружающей человека среды, способных вызывать диоксиновую патологию. 5. Создан алгоритм биомониторинга водных объектов, отвечающий задачам оценки стабильности безопасного для населения состояния среды, загрязненной СОЗ/диоксинами. Он включает междисциплинарные приемы и методы: а) расчёта уровней эмиссии CОЗ/диоксинов источником; б) построения концептуальной модели массопереноса этих веществ от источника в окружающую среду жилой зоны; в) оценки локальной экотоксикологической ситуации путем изучения взаимосвязей уровней загрязненности СОЗ/диоксинами в системах «окружающая среда – наземные животные» и «донные отложения - рыба»; г) идентификации загрязняющих веществ (в первую очередь ТХДД), способных вызывать интоксикацию организма животных, сопоставимую по механизмам развития с «диоксиновой патологией»; д) изучения проявлений интоксикации у животных - обитателей водных объектов по биомаркерным параметрам.
Центр безопасности биосистем | Соисполнитель |
грант РГНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 4 апреля 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Методические основы скрилинга ожидаемых вызовов населению загрязненных СОЗ/диоксинами территорий: биомониторинг водных объектов |
Результаты этапа: - Впервые создана база данных (БД) «Загрязненность полихлорированными дибензо-p-диоксинами (ПХДД) и дибензофуранами (ПХДФ) сред (почвы, донные отложения), живых организмов (мясо рыбы, птицы, свиней, крупного рогатого скота), продуктов питания и человека (кровь, материнское молоко, плацента) во Вьетнаме». Она состоит из клиентского и серверного блоков, содержит результаты измерения СОЗ/диоксинов и данные о факторах, влияющих на параметры и результаты этих измерений. Модель БД позволяет решать научно-практические задачи в области ранжирования загрязненных СОЗ/диоксинами территорий и объектов окружающей среды по параметрам ожидаемого вклада содержащихся в них загрязняющих веществ в значения экспозиции живых организмов; изучать связи параметров экспозиции с проявлениями интоксикации; классифицировать пробы по географическим, экологическим, медико-биологическим и социально-экономическим параметрам. Результаты исследования обобщены в заявке (№ 15925/0203/ПО), принятой к рассмотрению Федеральной службой по интеллектуальной собственности (Роспатент). - В качестве ключевого фактора негативного влияния загрязнённой СОЗ/диоксинами среды на показатели общественного здоровья выделена так называемая «диоксиновая патология» (ДП). Потери качества благополучной жизни только от ее обратимых форм, возникающих в отдалённый период времени от начала экспозиции, могут быть на уровне 1,0÷1,4 лет за каждые 10 лет, прожитых на загрязненных СОЗ/диоксинами территориях. ДП это совокупность патологических состояний от достаточно специфических проявлений в виде поражений кожных покровов или онкологических заболеваний до разнообразных патологических состояний со стороны различных органов и систем организма человека. У млекопитающих и рыб ключевые звенья патогенеза интоксикации СОЗ/диоксинами и механизмы формирования патологических состояний, возникающих в ответ на их экспозицию, хорошо сопоставимы с ДП. Его начальным звеном являются изменения экспрессии генов и/или регуляции активности внутриклеточных белков, ассоциированные с ними изменения и нарушения естественных программ жизнедеятельности и жизнеобеспечения клеток, а в конечном итоге регистрируются проявлениями повышенной восприимчивости к негативным воздействиям не только потребленных организмом токсических веществ, но и обычных факторов среды. ДП может усугубляться генетической предрасположенностью к таким воздействиям. Максимального ответа на экспозицию СОЗ/диоксинов следует ожидать в тканях и органах, клетки которых находятся в состоянии повышенной активности – например, в эмбриональный, перинатальный и постнатальный периоды развития, при воспалении. Для ДП типичны длительный латентный период, который у человека может продолжаться даже годы после контакта с СОЗ/диоксинами, а также устойчивые причинные связи с острыми или хроническими воздействиями этих веществ. - Впервые оценены взаимосвязи между параметрами загрязненности основных матриц наземных и водных экосистем Вьетнама по содержанию в них самого токсичного среди СОЗ/диоксинов – ТХДД. Образцы проб отбирали на загрязненных СОЗ/диоксинами территориях (приложение, табл. 1). Более высокие значения этих соотношений в системе «донные отложения - рыба» по сравнению с системой «почвы - млекопитающие» указывают на активное потребление этих веществ рыбами. Эти различия объяснимы особенностями механизмов накопления СОЗ/диоксинов в донных отложениях, активным их транспортом водной средой, относительным постоянством биотопов водных экосистем и, как следствие, благоприятными условиями для потребления, кумуляции и биоаккумуляции загрязнителей в условиях хронической экспозиции. Без таких индикаторов особой активности потребления и накопления СОЗ/диоксинов живыми организмами, возникающей только при хронической экспозиции, прогнозировать появление в окружающей среде опасных для здоровья человека факторов нельзя. Поэтому они востребованы методикой скрининга стабильности загрязненной СОЗ/диоксинами окружающей среды и оценки ее безопасности для человека. - Впервые с привлечением данных и методов молекулярной токсикологии проанализированы ассоциации между показателями хронической интоксикации СОЗ/диоксинами организма человека и разных видов рыб: уровень диоксинового рецептора; генов биотрансформации и метаболизма ксенобиотиков; передачи внутриклеточных сигналов, участвующих в процессах роста и развития; жизнедеятельности и жизнеобеспечения клеток; патологические состояния. Рассмотрены свидетельства наличия у млекопитающих и рыб сопоставимых по механизмам действия ключевых рецепторов начального токсического действия диоксинов, вызываемых ими патологических состояний, а также опыт использования живых организмов в токсикометрии СОЗ/диоксинов. Обосновано применение организмов-обитателей загрязнённой СОЗ/диоксинами территории, в частности рыб, для оценки вредоносного действия локальных факторов и опасности такой среды обитания по биомаркерным параметрам, получаемым методами оценки цитогенетического статуса и морфометрии. Особенно важно это использовать на этапе скрининга стабильности показателей качества загрязненной СОЗ/диоксинами среды путем оценки безопасности ее факторов для живых организмов (приложение, табл. 2; Левенкова Е.С. "О необходимости учета данных по микроэволюции видов мелких млекопитающих при эколого-генетических исследованиях" /Мат. межд. конф. "Биоразнообразие и устойчивость живых систем". Белгород: БелГУ, 2014. С. 165-166. Текст публикации (при поддержке гранта) в ПДФ-файле на стр. автора и в распечатанных материалах). - Обобщены данные по особенностям механизмов экотоксикокинетики и биоаккумуляции СОЗ/диоксинов в системе «донные отложения - рыба» водоемов замкнутого и речного типа. Показано, что наибольшее накопление этих веществ можно ожидать в водоёмах замкнутого типа. Показатели видового разнообразия этих водоемов позволяют оценить вклад процессов экотоксикокинетики и биоаккумуляции в механизмы и активность потребления и накопления СОЗ/диоксинов при хронической экспозиции организмов. Последующий химический анализ проб из системы «донные отложения - рыба» позволяет определить перечень приоритетных загрязняющих веществ, способных вызывать интоксикацию. Установлено, что межсредовой массоперенос СОЗ/диоксинов и их накопление во вторично загрязненных средах отражают параметры содержания этих веществ в объектах окружающей среды. - Обосновано, что скрининг стабильности безопасного состояния для населения факторов загрязненной СОЗ/диоксинами среды призван отражать ожидаемые риски возникновения диоксиновой патологии у индивидуумов при максимально возможном ожидаемом уровне их экспозиции реально существующим набором факторов среды. Такие многофакторные воздействия можно оценивать только по интегральным показателям. Созданный нами интегральный показатель опасности среды, загрязненной СОЗ/диоксинами включает химические, экологические, временные и токсикологические параметры. Для их получения разработан оригинальный алгоритм методов и приемов, включающий: а) расчёт уровней эмиссии CОЗ/диоксинов различными источниками; б) построение концептуальной модели межсредового массопереноса CОЗ/диоксинов от источника в окружающую человека среду; в) оценки локальной экотоксикологической ситуации путем изучения взаимосвязей уровней загрязненности СОЗ/диоксинами в системах «окружающая среда – наземные животные» и «донные отложения - рыба»; г) идентификацию загрязняющих веществ (в первую очередь ТХДД), способных вызывать у организмов-обитателей последствия интоксикации, сопоставимые по механизмам развития с ДП; д) изучения проявлений интоксикации у обитателей водных объектов по маркерным параметрам. Такой алгоритм позволяет оценивать опасность всей совокупности локальных факторов путем выявления и характеристики у живых организмов последствий такой экспозиции неопределенно долгое время, а также диагностики связанных с экспозицией индивидуальных и видовых проявлений, в целом характерных для ДП. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Методические основы скрилинга ожидаемых вызовов населению загрязненных СОЗ/диоксинами территорий: биомониторинг водных объектов |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Методические основы скрилинга ожидаемых вызовов населению загрязненных СОЗ/диоксинами территорий: биомониторинг водных объектов |
Результаты этапа: Изучали особенности состояние животных (серебряный карась Carassius auratus gibelio; малая лесная мышь Sylvaemus uralensis; рыжая полевка Clethrionomys glareolus) из биотопов вблизи полигона ТОПиП Саларьево (ПС) во взаимосвязи с показателями содержания диоксинов в естественной среде обитания организмов (почвы, донные отложения) и их тканях. Экотоксикологическую ситуацию характеризовали высокие уровни содержания диоксинов в средах. В образцах почв суммарные значения интегрального показателя токсичности (показатель токсический эквивалентности) для этих веществ в 38,1 раза превысили значения ПДК (для почв = 0,33 нг/кг). По убывающему градиенту этого показателя среды располагались: почвы ≥ снег ≥ донные отложения. Все среды содержали самый токсичный для животных конгенер диоксинов 2,3,7,8 тетрахлордибензо-п-диоксин(ТХДД). По загрязнению сред этим веществом порядок их расположения стал следующим: почвы ≥ донные отложения ≥ снег. При этом концентрации ТХДД в донных отложениях в 2 раза превышали уровень содержания этого вещества в пробах снега (0,7 пг/г против 0,3 пг/г), тогда как по показателю токсического эквивалента различия между этими средами были небольшими (3,6 пг/г против 4,6 пг/г). Процесс активного поступления диоксинов из среды и накопления в организмах отражал высокий уровень содержания этих веществ в тканях рыб и мышевидных грызунов. Цитогенетический анализ эритроцитов карасей продемонстрировал присутствие клеток с микроядрами, разрыхлением хроматина, вакуолями и другими аномалиями ядра. Нарушения развития сеголеток проявились морфологическими аномалиями строения и изменениями морфометрических показателей, присутствием среди обследованной выборки особей с редукцией жаберной крышки и аномалиями форм головы. У двухлеток морфологических аномалий строения не выявлено. Свидетельством нарушения развития рыб стала выраженная мозаичность значений коэффициента упитанности. У мышевидных грызунов диагностированы цитогенетические отклонения в клетках костного мозга. При анализе ядер на стадии метафазы у малых лесных мышей суммарная доля анеуплоидии и аберраций отдельных хромосом оказалась на уровне выше референсных значений, обнаружены единичные полиплоидные клетки. Выполнена верификация показателей патологических процессов и состояний у обследованных видов животных относительно обоснованных нами в 2016г эффектов хронического вредного действия малых доз диоксинов на население территорий экоцида во Вьетнам. Установлена их сопоставимость в отношение отмеченных ранее особенности состояние животных и, в первую очередь, цитогенетического статуса, нарушений развития и репродуктивной функции. Полученные данные наглядно иллюстрируют: 1. Реальную возможность использовать животных из биотопов вблизи полигонов ТОПиП для создания экологических показателей скрининговой оценки риска здоровью населения малых концентраций диоксинов, загрязняющих среду; 2. Получены твердые методические основания считать, что текущее состояние окружающей среды на территориях городских поселений, расположенного вблизи полигонов ТОПиП «Саларьево» можно оценивать, как потенциально опасное для здоровья местного населения. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".