Антропогенное загрязнение химическими веществами
Химические вещества в зависимости от свойств и строения воздействуют на организмы по разному.
1.Молекулярно-биологические воздействия.
Многие химические вещества взаимодействуют с ферментами организма, изменяя их структуру. Так как ферменты катализируют тысячи химических реакций, становится понятным, почему любое изменение их структуры глубоко влияет на их специфичность и регуляторные свойства.
Пример: цианиды блокируют фермент дыхания - цитохром-с-оксидазу; катионы Са2+ тормозят активность рибофлавинкитазы, которая является переносчиком фосфата на рибофлавин в клетках животных.
2.Нарушения обмена веществ и регуляторных процессов в клетке.
Метаболизм клеток может быть нарушен под действием химических веществ. Реагируя с гормонами и другими регуляторными системами, химические вещества вызывают неконтролируемые превращения, изменяют генетический код.
Пример: нарушение реакций окислительного расщепления углеводов, вызываемое токсичными металлами, особенно соединениями меди и мышьяка; пентахлорфенол (ПХФ), триэтилсвинец, триэтилцинк и 2,4-динитрофенол разрывают цепь химических процессов дыхания на стадии реакции окислительного фосфорилирования; лидан, соединения кобальта и селена нарушают процесс расщепления жирных кислот; Хлорорганические пестициды и полихлорированные бифенилы (ПХБФ) вызывают нарушения работы щитовидной железы.
Мутагенное и канцерогенное воздействие.
Такие вещества как ДДТ, ПХБФ и полиароматические углеводороды (ПАУ) потенциально обладают мутагенным и канцерогенным воздействием. Их опасное воздействие на человека и животных проявляется в результате длительного контакта с этими веществами, содержащимися в воздухе и пищевых продуктах. По данным, полученным на основе экспериментов с животными, канцерогенное действие осуществляется в результате двухступенчатого механизма:
4.Воздействие на поведение организмов.
Таблица 5. Примеры инициаторов и промоторов канцерогенеза ([1] стр. 194).
| Инициаторы | Промоторы | ||
| Химические соединения | Биологические свойства | Химические соединения | Биологические свойства |
|
ПАУ (поликонденсированные ароматические углеводороды), нитрозоамины |
Канцерогенный |
Кротоновое масло |
Сам по себе не канцерогенный |
|
N-нитрозо-N-нитро-N-метилгуанидин |
Эксопозиция перед воздействием промотора |
Фенобарбитал |
Действие проявляется после появления инициатора |
|
Диметилнитрозамин Диэтилнитрозамин |
Достаточно однократного введения |
ДДТ, ПХБФ ТХДД (тетрахлордибензодиоксин) |
Необходимо длительное воздействие |
|
N-нитрозо-N-метилмочевина |
Влияние необратимо и аддитивно |
Хлороформ |
Вначале действие обратимо и не аддитивно |
|
Уретан |
Не существует пороговой концентрации |
Сахарин (под вопросом) |
Пороговая концентрация, вероятно зависит от времени воздействия дозы |
|
1,2-Диметилгидразин |
Мутагенное действие |
Цикламат |
Мутагенное действие отсутствует |
|
Время |
Введение вещества ¯ Порог воздействия | ||
|
немедленно - несколько суток |
¯ Нарушения поведения (неврологические и эндокринные, химотаксис, фотогеотаксис, равновесие / ориентировка, бегство, мотивация / способность к обучению) |
¯ Биохимические реакции (ферментная и метаболическая активность, синтез аминокислот и стероидных гормонов, мембранные изменения, мутации ДНК) ¯ ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ½ ½ | |
|
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ |
¯ Физиологические (потребление кислорода, осмотическая и ионная регуляция, переваривание и экскреция пищи, фотосинтез, фиксация азота) |
¯ Морфологические изменения (изменения клеток и тканей, образование опухолей, анатомические изменения) ½ | |
|
часы - недели |
¯ ¯ ¯ ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ¯ | ||
|
сутки - месяцы |
Изменение индивидуального жизненного цикла (эмбриональное развитие, скорость роста, репродукция, способность к регенерации) ¯ | ||
|
месяцы - годы |
Популяционные изменения (снижение числа особей, изменения возрастной структуры, изменение генетического материала) ¯ | ||
|
месяцы - десятилетия |
Экологические последствия (динамические изменения биоценозов / экосистем, их структуры и функции) | ||
Рис. 1. Воздействия на биологические системы по мере их усложнения ([1] стр. 201).
· “генотоксической инициации”,
· “эпигенетического промотирования”.
Инициаторы в процессе взаимодействия с ДНК вызывают необратимые соматические мутации, причем достаточно очень малой дозы инициатора, предполагают, что для этого воздействия не существует пороговых значений концентрации, ниже которых оно не проявляется.
Скачать реферат
