Экотоксикология ~

Экотоксикология

~ 30 миллионов веществ ~ 1 -2 тысяч новых веществ синтезируется в мире каждый день ~ 40 -70 тысяч веществ воздействует на человека ежедневно Классификация веществ I. По происхождению А. Естественного Б. Искусственного 1) Небиологического 2) Биологического - Неорганические - Яды животных - Органические - Яды растений - Бактериальные токсины II. По способу использования человеком 1) Компоненты хим. синтеза и производства 2) Пестициды 3) Лекарства и пищевые добавки 4) Косметика 5) Растворители, красители, клеи 6) Топлива и масла 7) Побочные продукты, примеси и отходы III. По условиям воздействия 1) Профессиональные токсиканты 2) Бытовые токсиканты 3) Вредные привычки и пристрастия 4) Загрязнители окружающей среды 5) Поражающие факторы спец. условий - Аварии и катастрофы 2 - Боевые отравляющие в-ва и диверсионные яды

Токсикология фундаментальная наука, изучающая токсичность химических веществ и токсические процессы, развивающиеся в биосистемах. Токсичность имманентное свойство всех веществ, которое характеризует его способность наносить вред организму (биологической системе) немеханическим путем. 3

Токсический процесс - формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (т. е. нарушению ее функций, жизнеспособности) или гибели. Проявления токсического процесса - внешние признаки токсического процесса, регистрируемые на различных уровнях организации биосистемы: - клеточном: - органном; - организменном; - популяционном. 4

Токсический процесс на уровне клетки (цитотоксичность) проявляется: - - обратимыми структорно-функциональными изменениями клетки ( изменение формы, размера, сродства к красителям, подвижности, количества органелл и пр. ); - преждевременной гибелью клетки (некроз, апоптоз); - мутациями (генотоксичность). Токсический процесс на уровне органа (органотоксичность) или системы проявляется – - функциональными реакциями ( миоз, тахикардия, гипотония, лейкоцитоз и пр. ); - заболеваниями органа (токсический гепатит, цирроз печени, гастрит, дистрофия и др. ) - неопластическими процессами. 5

Токсический процесс на уровне целостного организма проявляется – - Интоксикации (отравления) – болезни химической этиологии (острые, подострые, хронические; легкие, средней степени, тяжелые, смертельные) - Транзиторные токсические реакции – быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности (раздражение слизистых, седативно-наркотическое действие); - Аллобиотические состояния – наступающее при воздействии химического фактора изменение реактивности организма к другим факторм: инфекционным, химическим, лучевым, психически нагрузкам (иммуносупрессия, аллергизация, фотосенсибилизация, толерантность, астения, преморбид); - Специальные токсические процессы – беспороговые эффекты (канцерогенез, тератогенез и пр. ) 6

Токсический процесс на уровне популяции (экотоксичность) проявляется – - ростом заболеваемости, смертности, уменьшением рождаемости, ростом числа врожденных дефектов; - нарушением демографических характеристик популяции (соотношение возрастов и пр. ) - падением средней продолжительности жизни членов популяции, их деградацией. 7

Экотоксикология - раздел токсикологии, изучающий экотоксичность химических веществ, т. е. их способность вызывать неблагоприятные эффекты в экосистемах (включая популяции человека) в результате изменений естественного ксенобиотического профиля среды. 1969 г. - Рене Траут, термин «Экотоксикология» Международный научный комитет по проблемам окружающей среды 8

Экотоксичность – способность данного ксенобиотического профиля среды вызывать неблагоприятные эффекты в соответствующем биоценозе. Экотоксические эффекты изучаются на уровнях: - организма ( аутэкотоксические) - снижение резистентности к другим факторам среды, понижение активности, заболевания, гибель, канцерогенез, нарушение репродуктивных функций и т. д. - популяции (демэкотоксические) – гибель популяции, рост заболеваемости, смертности, уменьшение рождаемости, рост числа врожденных дефектов развития, нарушение демографических характеристик (соотношение полов, возрастов и пр. ), изменение средней продолжительности жизни, культурная деградация; - биогеоценоза (синэкотоксические) – изменение популяционного спектра ценоза, исчезновение отдельных видов, появление новых видов, нарушения межвидовых взаимоотношений. 9

Цель экотоксикологии: обоснование мероприятий по профилактике вредных воздействий химических загрязнителей внешней среды, создание благоприятных условий для жизни и деятельности человека, развития и функционирования организмов животного и растительного происхождения. Задачи экотоксикологии: 1. Характеристика ксенобиотического профиля среды обитания; 2. Изучение судьбы экополлютантов в ОС: источники появления, распределение в абиотических и биотических элементах ОС, превращения ксенобиотиков в среде обитания, элиминацию из ОС – экотоксикокинетика; 3. Изучение механизмов формирования проявлений, последствий неблагоприятного действия измененного ксенобиотического профиля среды на биоценоз и отдельные виды, его составляющие – экотоксикодинамика; 4. Количественная оценка экотоксичности и опасности ксенобиотиков - экотоксикометрия; 5. Разработка мероприятий, направленных на улучшение состояния биосферы и здоровья населения. 10

Ксенобиотический профиль среды обитания - совокупность чужеродных веществ, содержащихся в ОС (воде, почве, воздухе и живых организмах) в форме (агрегатном состоянии), позволяющей им вступать в химические и физико-химические взаимодействия с биологическими объектами экосистем. Естественный ксенобиотический профиль среды обитания – формировался миллионы лет в ходе эволюционных процессов, адаптация биоценозов. Измененный ксенобиотический профиль среды обитания - в результате природных коллизий и хозяйственной деятельности человека 11

Экополлютанты (загрязнители) - химические вещества, накапливающиеся в среде в несвойственных ей количествах и являющиеся причиной изменения естественного ксенобиотического профиля среды Загрязнители воздуха Загрязнители воды и почвы Газы: Металлы (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть); Пестициды (ДДТ, алдрин, хлордан) -Оксиды серы; - Оксиды азота; Нитраты; Фосфаты; -Оксиды углерода; - Озон; Нефть и нефтепродукты; -Хлор; - Фреоны; Органические растворители (толуол, бензол) -Углеводороды; Галогенированные углеводороды (дихлорэтан); Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ); Пылевые частицы: Полихлорированные бифенилы; Диоксины; Дибензофураны; -Асбест; - Угольная пыль; Кислоты; -Кремний; - Металлы; 12

Экотоксикант: экополлютант, накопившийся в среде в количестве, достаточном для инициации токсического процесса в биоценозе (на любом уровне организации живой материи). Свойства экотоксикантов: 1. Персистентность - способность существовать длительное время; T 1/2 почва: ТХДД – 200 лет, ДДТ – 10 лет; зарин – 4 часа; 2. Биоаккумуляция – накопление токсиканта в организме в результате извлечения его из абиотической фазы (вода, почва, воздух) и из пищи; Фактор биоаккумуляции (Срыба/Свода) : ТХДД – 107; ДДТ - 130 000; трихлорбензол – 180; 3. Биомагнификация – увеличение концентрации токсиканта в тканях организма при его перемещении по пищевой цепи от «жертвы» до «консумента» ДДТ против комаров: вода- 0, 02 ppm; планктон – 10 ppm; рыба – 900 ppm; рыба-хищник – 2700 ppm; птицы – 21 000 ppm. 4. Способность к трансграничному переносу (воздух, пыль, вода) 5. Токсичность и опасность токсиканта. 13

Экотоксиканты, представляющие наибольшую опасность для человека : 1. Некоторые металлы (13) и их соединения: Pb, Cd (Cancer disease, «Итай-Итай» ), Hg (метилртуть, «Минамото» ), Al, Tl, Be, As, Sn, Cr, Se, Sb, Ba, Ag 2. Стойкие органические загрязнители (СОЗ, POPs): - 11 пестицидов ( альдрин, хлордан, дильдрин, ДДТ, эндрин, мирекс, линдан, ГХЦГ, токсафен, гептахлор, гексахлорбензол); - 2 промышленных химиката (гексабромбифенилы, полихлорбифенилы «Ю-шо, Ю-ченг» ); - 3 нецелевых побочных продукта (полихлордибензодиоксины, полихлордибензо полициклические ароматические углеводороды) 14

Ртуть, Hg, Hydrargyrum, а. номер 80, а. м. 200, 6 Серебристо-белый тяжелый металл, жидкий при н. у. Известен с ~ 3000 г до н. э. Используется в производстве цветных металлов, золота, термометров, точных приборов, амальгам, люминесцентных и кварцевых ламп и пр. Мировое производство Годовая эмиссия в атмосферу: природная ~ 5200 т, антропогенная ~ 2000 т. Соединения ртути: 1. Металлическая ртуть (токсичны пары, но не металл, (прием до 200 г), 2. Неорганические (Hg. Cl 2 – сулема, но Hg. Cl - каломель), 3. Органические (метилртуть –болезнь Минамата, 1956 г. фенилртуть и др. в фунгицидах зерна – Ирак 1971 г. 6500 пораженных, 450 погибли, также в 15 Пакистане, Гватемале, Мексике)

Ртуть – кумулирующий яд, нейротоксичен, нефротоксичен, гонадотоксичен, эмбритоксичен, тератоген, канцероген. Окисляется каталазой до Hg +2 (эритроциты, лизосомы, пероксисомы). Вступает в реакции алкилирования с –SH, -COOH, -NH 2 группами белков, c т-РНК, мембранотоксична. Отравление ртутью – меркуриализм (остр, хронич. ) Поражает НС : ртутные тремор, эретизм, полиневриты, параличи, энцефалопатии; Систему пищеварения : язвенно-некротические стоматиты, гастроэнтериты, гематохезия, колиты, гепатиты, цирроз печени; Выделительная система: нефропатии, нефриты, ХПН; Антидоты – Комплексоны : Тетацин - Са (Cа Nа 2 ЭДТА) 10% раствор; Унитиол 5% р-р в/в; Пентацин 5% раствор в/в; 16 D-пеницилламин – 150 мг.

Демеркуризация Механическая (сбор пролитой ртути, резиновой грушей, липкой лентой, пастами и пр. ) Химическая – окисление поверхности металла KMn. O 4, перекись водорода, хлорамины и др. Эффективны: 20% р-р хлорного железа 10% спиртовой р-р йода Р-ры наносятся с помощью распылителей на 1 -2 суток. Затем проветривается 4 -5 суток. Контроль качества: ПДК воздуха – 0, 003 мг/м 3 На поверхности – 2 мг/см 2 При превышении – повторная демеркуризация 17

Таллий Tl, Thallium, а. номер 81, а. м. 204, 4 Таллий – группа тяжелых металлов (Ртуть – Таллий-Свинец) мягкий металл белого цвета с голубоватым оттенком, быстро окисляется на воздухе. Открыт в 1861 году англ. Уильямом Круксом. Название от зелёных линий спектра и зелёной окраски пламени (греч. θαλλός — молодая, зелёная ветвь). Сам таллий и все его соединения токсичны, не имеют вкуса и запаха. LD 50 — 15 мг/кг, всеми путями. Латентный период 12 - 24 час, гибель через 2 - 4 недели. Таллий конкурирует с Калием, вмешивается в процесс окислительного фосфорилирования, угнетая АТФазу, связывается с сульфгидрильными группами на мембранах митохондрий. Нарушения ЦНС, дыхания, сердца, почек, печени, ЖКТ, гемолиз, алопеция. Энтеро-гепатическая рециркуляция. 18 Антидот – берлинская лазурь, 10 мг х 2 раза в сутки.

Свинец Pb, Plumbum, а. номер 82, а. м. 207, 2 Мягкий металл серого цвета, устойчив к щелочам и кислотам. Известен ~ 6500 лет (посуда, водопровод, скульптура). Используется в производстве аккумуляторов, присадок бензина (тетраэтисвинец, 2003 г. ), кабеля, пуль, грузов, хрусталя, красок, для защиты от радиации и пр. Годовое производство 6000 тыс. т. Наиболее токсичны: - органические соединения свинца – тетраэтилсвинец (ТЭС) (LD 50 = 1, 5 мг/кг) - неорганические: Pb. CO 3 (свинцовые белила), сульфат, хлорид, нитрат, ацетат (свинцовый сахар) и сурик Рb 3 О 4. (LD 50 = 0, 1 - 1 г/кг) 19

Свинец – кумулятивный политропный яд, канцероген, тератоген. Вступает в реакции алкилирования с белками по –SH и –COOH группам. Нарушает многие виды обменов. Отравление свинцом – сатурнизм (остр, хронич. ) Свинцовый колорит, свинцовая кайма десен. Поражает НС : полиневриты, параличи, энцефалопатии); Кроветворение: синтез гема, анемии, ретикулоцитоз. Систему пищеварения : свинцовые колики, гиперсекреция, свинцовые гепатиты, цирроз печени; Выделительная система: нефропатии, нефриты, ХПН; Антидоты – Комплексоны : Тетацин - Са (Cа Nа 2 ЭДТА) 10% раствор; Унитиол 5% р-р в/в; Пентацин 5% раствор в/в; 20 D-пеницилламин – 150 мг.

СОЗ: токсичные модификаторы пластического обмена. Диоксины Под общим условным названием “диоксины” рассматривается большая группа полигалогенированных ароматических соединений (ПГАС), имеющих сходные физико- химические свойства и механизмы биологического действия. Эта группа объединяет 2, 3, 7, 8 -тетрахлордибензо-п-диоксин (ТХДД, диоксин), обладающий наибольшей биологической активностью, и целый ряд родственных диоксину соединений с меньшей биологической активностью: 75 конгенеров дибензо-п-диоксинов (ПХДД), 135 дибензофуранов (ПХДФ) и 209 бифенилов (ПХБ). 21

Диоксин (ТХДД) - бесцветное негигроскопичное химически и физически инертное кристаллическое вещество, без запаха, с низкой летучестью, высокой адгезивной способностью и электризуемостью. Мм ТХДД – 322; Lg октанол/вода - 6, 8 - 7, 58. T 1|2 на поверхности почвы - 9 – 15 лет, на глубине - 25 – 102 лет. ТХДД может поступать в организм человека всеми известными путями; трансплацентарно и с молоком матери передается плоду и ребенку. t 1|2 составляет 5, 8 – 32, 5 года (7, 1 года). Расчетные однократные LD 50 = 50 мкг/кг (10 -6 г/кг); для человека ED 50 = 0, 1 мкг/кг; Допустимое суточное потребление диоксинов (в I-TEQ): в России – 10 нг/кг/сутки (10 -9 г/кг) ВОЗ – 2 - 6 пг/кг/сутки (10 -12 г/кг) США – 0, 1 пг/кг/сутки 22

Известно более 200 инцидентов «знакомства» людей с ДПС. В литературе описаны случаи загрязнения территории диоксинами и заболеваний людей в 36 когортах из 12 стран мира. Наиболее изученными когортами являются: - американские и австралийские ветераны Вьетнама (когорта «Ranch Hand» – 213 чел. ), - жители Севезо (27 чел. ) , - рабочие предприятия «Химпром» Уфы (128 чел. ), - когорта NIEHS (253 рабочих 12 химических заводов в США), - когорта германских рабочих (48 чел. ). 23

Ветераны войны США во Вьетнаме Особый интерес для медицины представляет современное состояние здоровья военнослужащих- ветеранов, принимавших участие в войне и перенесших в ходе войны воздействие диоксинсодержащих фитотоксикантов. Старший полковник Нгуен До Са, принимавший участие более чем в 40 боях с американскими войсками стоит 24 на месте высадки их десанта (1999 г. )

Война США во Вьетнаме – Вторая Индокитайская война (1961 -1975) Война США и Республики Вьетнам (Южный Вьетнам, столица г. Сайгон) против Демократической Республики Вьетнам (Северный Вьетнам, столица г. Ханой) 25

Химическое оружие ОВ (~ 11000 т) И Р Р И Т А Н Т Ы: СS - Ортохлорбензмалонодинитрил (~9000 т, практически испытано 34 новых боевых средства доставки ОВ) и его рецептурные формы: CS-I – CS + 5% силикагеля (стойкость 14 суток) CS-II – CS-I + водоотталкивающий силикон (стойкость 30 суток) СN - Хлорацетофенон DМ - Адамсит (хлордигидрофенарсазин) CNS - Рецептурная форма хлорпикрина ВАЕ - Бромацетон П С И Х О Т О М И М Е Т И К: ВZ - 3 -Хинуклидилбензилат 26

Фитотоксиканты боевого применения (Операция «Ranch Hand» ) К 60 -м годам военное ведомство США завершило разработку широкого плана изучения гербицидов как потенциального оружия экологической войны, который предполагалось осуществить на территории Индокитая под кодовым названием "операция "Ranch Hand". К этому времени были: - отобраны гербицидные рецептуры; - разработаны методы и средства их применения; - проведены испытания в условиях, моделиру- ющих тропические зоны Индокитая. По официальным данным в период химической войны США во Вьетнаме (1961 – 1975 гг. ) американской авиацией над различными регионами юга Вьетнама ( около 1, 6 млн. га) было распылено 27 ~100 000 т 15 различных фитотоксикантов.

Фитотоксиканты боевого применения (15 рецептур, 100 000 т распылялись самолетами C-123, C-130, C-47 и вертолетами H-34, спец. авиаотряд № 309) PURPLE GREEN PINK. * ORANGE - дефолиант (лес) * ORANGE II - дефолиант (лес) ("Super Orange") * WHITE - дефолиант (лес) * BLUE - десикант (посевы риса и др. с/х культур) Тактический военно-транспортный DINOXOL самолет C-123 “Provider” TRINOXOL BROMACIL - стерилизатор почвы MONURON - стерилизатор почвы DIQUAT TANDEX DIURON DALAPON Самолеты C-123 распыляют фитотоксиканты 28

Карта Южного Вьетнама МО США 29

Южный Вьетнам – территория ЭКОЦИДА Южный Вьетнам - единственное место на планете, где американскими войсками была предпринята попытка преднамеренного разрушения естественных тропических экосистем и сельскохозяйственных угодий, получившего название ЭКОЦИД, т. е. осознанного действия одного государства направленного на разрушение окружающей среды другого государства-противника 30

Разрушение природных экосистем «ковровыми бомбометаниями» Невосполнимый ущерб природе нанесли бомбардировки методом "коврового бомбометания" и сверхкрупными авиабомбами. Общая площадь воронок от бомб составила 160 000 га. Американские вертолеты над лесами Ю. Вьетнама над «обработанными» лесами (1965 г. ) (1971 г. ) 31

Разрушение природных экосистем «римским плугом» «Природные экосистемы разрушались печально знаменитыми «римскими плугами» , которые представляли собой огромные бульдозеры весом более 15 т с полосой захвата в 4 метра. Они полностью разрушали придорожную растительность и почвенный покров. «Римскими плугами» уничтожено более 300 000 га. 32

Разрушение природных экосистем боевыми фитотоксикантами Самые большие разрушения природных экосистем были вызваны применением дефолиантов – гербицидов направленного действия (ОА). В результате принудительного сбрасывания листвы деревьями пострадали лесные массивы Южного Вьетнама на площади 1 670 000 га. ) Рейд американских войск Лес после обработки ОА в лесах Ю. Вьетнама (1965 г. ) (1971 г. ) 33

Уничтожение мангровых лесов В результате применения фитотоксикантов, «коврового бомбометания» были почти полностью уничтожены уникальные мангровые леса в дельте р. Меконг на площади 500 000 га. Мангровые леса Уничтоженные мангровые дельты р. Меконг (1964 г. ) 34 леса дельты р. Меконг (1969 г. )

Уничтожение сельскохозяйственных угодий В результате применения гербицидов в Ю. Вьетнаме урожайность каучуковых плантаций упала с 1960 года на 75%. Было уничтожено от 40 до 100% посевов бананов, риса, сладкого картофеля, папайи, помидоров, 70% кокосовых плантаций, 60% гевеи, 110 тыс. га плантаций казуарины. Американский солдат Погибшие посевы риса (1969 г. ) на рисовом поле (1965 г. ) 35 (применение десиканта “Blue Agent”)

Территории Южного Вьетнама в настоящее время ( 2002 г. ) Дождевой лес Ю. Вьетнама Территории, обработанные 36 ОА

Территории Южного Вьетнама в настоящее время (2002 г. ) Разнообразная фауна на Погибшие термитники на необработанных территориях, обработанных ОА 37

Состояние экологического равновесия на обработанных ОА территориях в настоящее время (2001 г. ) Уничтожение растительности серьезно повлияло на экологический баланс Вьетнама. В обработанных ОА районах из 150 видов птиц осталось 18 , почти полностью исчезли земноводные и даже насекомые. Уменьшилось число и изменился состав рыб в реках. Ядохимикаты нарушили микробиологический состав почв. Произошли неблагоприятные изменения и в фауне Вьетнама. Один вид черных крыс был вытеснен другими, которые являются разносчиками чумы в Юго-Восточной Азии. Изменился также видовой состав клещей, в частности появились клещи-разносчики опасных болезней. Изменились виды комаров, в отдаленных от моря районах появились вместо безвредных комаров-эндемиков комары уничтоженных мангровых лесов, являющиеся переносчиками малярии во Вьетнаме. 38

«Оранжевый агент» Самым применяемым в войне фитотоксикантом являлся дефолиант «Оранжевый агент» (61, 3%), который содержал технологическую примесь – 2, 3, 7, 8 -тетрахлордибензо-п-диоксин (ТХДД). По разным оценкам в примененном «Оранжевом агенте» содержалось суммарно от 170 до 500 кг ТХДД. (для сравнения: среднегодовой объем эмиссии диоксинов в воздух во всем мире оценивается величиной в 10, 5 кг/год) 39

7 гербицидных рецептур армии США, содержащие диоксин К о м п о н е н т ы Рецептура Оранжевая I R = C 4 H 9 (50%)* R = C 4 H 9 (50%) Оранжевая II R = C 4 H 9 (50%) R = C 8 H 17 (50%) Пурпурная R = C 4 H 9 (50%) R = C 4 H 9 (30%), i-C 4 H 9 (20%) Розовая R = C 4 H 9 (50%) R = C 4 H 9 (40%) Зеленая --- R = C 4 H 9 (90%) Диноксол R = CH 2 CH 2 OC 4 H 9 (50%) Триноксол --- R = CH 2 OC 4 H 9 (40%) * - процентное содержание данного компонента в рецептуре 40

В результате применения ОА > 7 000 человек были вынуждены покинуть районы проживания, где были применены фитотоксиканты > 4 000 человек получили поражения диоксином 41

В результате применения ОА - > 500 000 вьетнамских женщин стали беслодными; - частота спонтанных абортов возросла с 1, 2% (1953 г) до 18, 14% (1979 г); - частота внутриутробных смертей плодов возросла с 0, 58% (1952 г) до 1, 56% (1967 г); - частота пузырного заноса возрасла с 0, 78% (1952 г) до 4, 4% (1985 г); - частота врожденных уродств возросла от 0, 73% (1963 г) до Вьетнамка с ребенком – 2, 42% (1985 г). врожденным уродом на руках 42

В результате применения ОА родилось > 500 000 детей-уродов Виды Вьетнамские дети с врожден- ными аномалиями конечностей врожденных пороков детей: - расщепление губы и неба - аномалии нижних конечностей - косолапость и косорукость - отсутствие ушных раковин - глухота - глухонемота - аномалии костей таза - гидроцефалия Нога вьетнамского ребенка - помутнение хрусталика и пр. 43 (шестипалость)

Всего обследовано (1999 -2002 гг. ): 322 ветерана (191 – НЭ, 131 – Э) 1175 детей (733 – НЭ, 442 – Э) 44

Ветераны химической войны США во Вьетнаме 45

Содержание ПХДД/ПХДФ в крови неэкспонированных (НЭ) и экспонированных (Э) Оранжевым агентом ветеранов Концентрация ПХДД/ПХДФ № Наименование конгенера в крови НЭ в крови Э ветеранов (пг/г крови) 1. 2, 3, 7, 8 -ТХДД <0. 02 2. 73 7. ОХДД 3. 77 4. 44 15. 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 -Гп. ХДФ 0. 188 <0. 2 17. ОХДФ <1 1. 56 Диоксиновый эквивалент 0. 00565 2. 7444 ПХДД/ПХДФ (пг/г крови) Диоксиновый эквивалент 1. 66 807. 2 ПХДД/ПХДФ (пг/г липидов крови) ( х ~ 500 раз) 46

Результаты сравнения заболеваемости детей неэкспонированных (НЭ) и экспонированных (Э) ОА вьетнамских ветеранов войны Количество случаев патологии в группе детей № Вид патологии НЭ ветеранов Критерий п/п (N=733) (N=442) хи-квадрат p n % 1. Врожденные уродства 3 0, 41 13 2, 94 0, 0003* 2. Врожденные аномалии 10 1, 36 29 6, 56 0, 0000* 3. Соматическая 67 9, 14 83 18, 78 0, 0000* патология 4. Патология психической 10 1, 36 15 3, 39 0, 01* сферы 5. Задержка развития 6 0, 82 10 2, 26 0, 03* 6. Выкидыши и мертво- 39 5, 32 60 13, 57 0, 0000* рождения 7. Общее количество 135 18, 4 172 38, 9 0, 0000* детей с патологией 47

Структура заболеваемости детей ветеранов Гистограмма с труктур ы заболеваемости детей неэкспонированных (НЭ) и экспонированных (Э) ОА ветеранов (различия частот патологий статистически достоверны ( p <0, 05) по сравнению с группой НЭ). 48

Нарушения репродуктивной функции у женщин (Южный Вьетнам, Умнова Н. , 2002) • нарушения регулярности месячных циклов и функции; • задержка менархе; • высокая частота воспалительных урогенитальных заболеваний; • гормональные сдвиги; • патология беременности и родов (осложнения беременности, спонтанные аборты, мертворождения и нарушения развития плода). 49

Пантропность действия диоксинов на организм человека 50

Пусковым биохимическим механизмом интоксикации является высокоспецифическое связывание ТХДД с Ah-рецептором и активация системы Ah. R во всех имеющих рецептор клетках организма человека. 51

Общая теория патогенеза интоксикации человека диоксинами – теория биологического усиления первичного действия диоксинов При интоксикации человека диоксинами происходит подчинение всех функций организма функции детоксикации липофильных ксенонобиотиков жизненно важной в условиях отравления и гомеостатически направленной. Микроколичества инертных ДПС запускают каскад разнообразных цепных реакций, который закономерно определяет возникновение серьезных нарушений жизнедеятельности организма и даже его гибель. Такой ход событий назван "биологическим усилением" первичного действия диоксинов. 52

Диоксиновая болезнь Совокупность установленных достоверных клинических, лабораторных и инструментальных диагностических признаков позволяют идентифицировать выявленный вид патологии как новый и отнести его к группе состояний с общей этиологией, патогенезом, клиническими проявлениями, общими подходами к лечению и коррекции состояния. 53

Диоксиновая болезнь характеризуется: - сокращением продолжительности жизни); - феном "ускоренного старения"; - чрезвычайно широким спектром расстройств практически всех органов и систем организма человека; - стойкими и разнообразными органическими, функциональными и обменными нарушениями; - модулирующим влиянием на течение заболевания "сценария" интоксикации; - модифицирующим влиянием на возникающую патологию особенностей организма человека по индивидуальному механизму locus minores resistentia 54

Экотоксикология - раздел токсикологии, изучающий экотоксичность химических веществ, т. е. их способность вызывать неблагоприятные эффекты в экосистемах (включая популяции человека) в результате изменений естественного ксенобиотического профиля среды. 1969 г. - Рене Траут, термин «Экотоксикология» Международный научный комитет по проблемам окружающей среды 55

Экотоксичность – способность данного ксенобиотического профиля среды вызывать неблагоприятные эффекты в соответствующем биоценозе. Экотоксические эффекты изучаются на уровнях: - организма ( аутэкотоксические) - снижение резистентности к другим факторам среды, понижение активности, заболевания, гибель, канцерогенез, нарушение репродуктивных функций и т. д. - популяции (демэкотоксические) – гибель популяции, рост заболеваемости, смертности, уменьшение рождаемости, рост числа врожденных дефектов развития, нарушение демографических характеристик (соотношение полов, возрастов и пр. ), изменение средней продолжительности жизни, культурная деградация; - биогеоценоза (синэкотоксические) – изменение популяционного спектра ценоза, исчезновение отдельных видов, появление новых видов, нарушения межвидовых взаимоотношений. 56

Цель экотоксикологии: обоснование мероприятий по профилактике вредных воздействий химических загрязнителей внешней среды, создание благоприятных условий для жизни и деятельности человека, развития и функционирования организмов животного и растительного происхождения. Задачи экотоксикологии: 1. Характеристика ксенобиотического профиля среды обитания; 2. Изучение судьбы экополлютантов в ОС: источники появления, распределение в абиотических и биотических элементах ОС, превращения ксенобиотиков в среде обитания, элиминацию из ОС – экотоксикокинетика; 3. Изучение механизмов формирования проявлений, последствий неблагоприятного действия измененного ксенобиотического профиля среды на биоценоз и отдельные виды, его составляющие – экотоксикодинамика; 4. Количественная оценка экотоксичности и опасности ксенобиотиков - экотоксикометрия; 5. Разработка мероприятий, направленных на улучшение состояния биосферы и здоровья населения. 57

Ксенобиотический профиль среды обитания - совокупность чужеродных веществ, содержащихся в ОС (воде, почве, воздухе и живых организмах) в форме (агрегатном состоянии), позволяющей им вступать в химические и физико-химические взаимодействия с биологическими объектами экосистем. Естественный ксенобиотический профиль среды обитания – формировался миллионы лет в ходе эволюционных процессов, адаптация биоценозов. Измененный ксенобиотический профиль среды обитания - в результате природных коллизий и хозяйственной деятельности человека 58

Экополлютанты (загрязнители) - химические вещества, накапливающиеся в среде в несвойственных ей количествах и являющиеся причиной изменения естественного ксенобиотического профиля среды Загрязнители воздуха Загрязнители воды и почвы Газы: Металлы (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть); Пестициды (ДДТ, алдрин, хлордан) -Оксиды серы; - Оксиды азота; Нитраты; Фосфаты; -Оксиды углерода; - Озон; Нефть и нефтепродукты; -Хлор; - Фреоны; Органические растворители (толуол, бензол) -Углеводороды; Галогенированные углеводороды (дихлорэтан); Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ); Пылевые частицы: Полихлорированные бифенилы; Диоксины; Дибензофураны; -Асбест; - Угольная пыль; Кислоты; -Кремний; - Металлы; 59

Экотоксикант: экополлютант, накопившийся в среде в количестве, достаточном для инициации токсического процесса в биоценозе (на любом уровне организации живой материи). Свойства экотоксикантов: 1. Персистентность - способность существовать длительное время; T 1/2 почва: ТХДД – 200 лет, ДДТ – 10 лет; зарин – 4 часа; 2. Биоаккумуляция – накопление токсиканта в организме в результате извлечения его из абиотической фазы (вода, почва, воздух) и из пищи; Фактор биоаккумуляции (Срыба/Свода) : ТХДД – 107; ДДТ - 130 000; трихлорбензол – 180; 3. Биомагнификация – увеличение концентрации токсиканта в тканях организма при его перемещении по пищевой цепи от «жертвы» до «консумента» ДДТ против комаров: вода- 0, 02 ppm; планктон – 10 ppm; рыба – 900 ppm; рыба-хищник – 2700 ppm; птицы – 21 000 ppm. 4. Способность к трансграничному переносу (воздух, пыль, вода) 5. Токсичность и опасность токсиканта. 60

Экотоксиканты, представляющие наибольшую опасность для человека : 1. Некоторые металлы (13) и их соединения: Pb, Cd (Cancer disease, «Итай-Итай» ), Hg (метилртуть, «Минамото» ), Al, Tl, Be, As, Sn, Cr, Se, Sb, Ba, Ag 2. Стойкие органические загрязнители (СОЗ, POPs): - 11 пестицидов ( альдрин, хлордан, дильдрин, ДДТ, эндрин, мирекс, линдан, ГХЦГ, токсафен, гептахлор, гексахлорбензол); - 2 промышленных химиката (гексабромбифенилы, полихлорбифенилы «Ю-шо, Ю-ченг» ); - 3 нецелевых побочных продукта (полихлордибензодиоксины, полихлордибензо полициклические ароматические углеводороды) 61

Проблемы экотоксикологии - Выявление видов живых организмов (прежде всего среди определяющих благополучие человеческой популяции), обладающих повышенной чувствительностью к наиболее опасным экополлютантам; - Изучение закономерностей взаимодействия ксенобиотиков с абиотическими элементами окружающей среды, приводящих к формированию экотоксических эффектов; - Раскрытие закономерностей формирования неблагоприятных эффектов при сочетанном действии веществ, составляющих ксенобиотический профиль среды, влияние на экотоксичность стрессоров нехимической природы; - Определение молекулярных и клеточных маркеров, позволяющих выявлять токсическое действие ксенобиотиков на экосистемы до его проявления на уровне популяций и т. д. 62