Значительные количества нитрозаминов содержатся в копченых и консервированных мясных и рыбных продуктах, т. е. являются составными компонентами обычных продуктов питания. Образование нитрозаминов происходит при кулинарной обработке продуктов и при их длительном хранении, когда активизируются ферментативные процессы, нарастают распад белковых молекул, высвобождение NH2-rpynn аминокислот и одновременно - восстановление нитратов в нитриты. При этом некоторые специи и посолочные вещества увеличивают количество нитрозосоединений в продуктах. Наоборот, аскорбиновая кислота, витамин А, цистеин являются ингибиторами синтеза нитрозаминов. В частности, добавление аскорбиновой кислоты тормозит образование нитрозосоединений при термической обработке мясных продуктов. Нитрозамины являются высокотоксичными соединениями. При попадании в организм они поражают печень, вызывают кровоизлияния, конвульсии, могут привести к коме. Большая часть нитрозаминов обладает сильным канцерогенным действием даже при однократном действии, проявляют мутагенные свойства.
3.БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ЭКОТОКСИКАНТОВ
Неорганические экотоксиканты. Многие организмы имеют естественные механизмы метаболизма и удаления тяжелых металлов, чаще всего в форме металлорганических соединений. Один из наиболее изученных механизмов биометилирования включает перенос метил-аниона от модифицированной формы витамина B12 (метилкобаламина). Донором метил-аниона служат также производные N-метилтетрагидрофолата и S-аденозилметионина. По такому механизму происходит биометилирование ртути, свинца и олова.
Процессы биометилирования наиболее интенсивно осуществляются микроорганизмами (псевдомоноподобными бактериями), обитающими в донных отложениях. Поэтому металлорганические соединения прежде всего и в наибольших количествах поступают в водные экосистемы. Вследствие довольно высокой химической устойчивости и липофильности органические формы ртути и некоторых других тяжелых металлов накапливаются в жировых тканях и передаются по пищевым цепям.
Метаболизм органических экотоксикантов. Энзиматические реакции могут приводить как к детоксикации экотоксикантов (которые при попадании в организм становятся ксенобиотиками), так и к образованию метаболитов с более высокой токсичностью, в последнем случае говорят об активации. Возможны три типа превращений под действием энзимов: полная минерализация; разрушение ксенобиотика до низкомолекулярных соединений, которые затем выделяются в окружающую среду и включаются в природный круговорот веществ; химическая трансформация с накоплением метаболитов в клетках организма.
Неспецифические энзиматические превращения. Живые организмы, за исключением некоторых видов бактерий, не имеют специфических энзимов для преобразования ксенобиотиков. Неспецифические энзиматические превращения обычно включают в себя реакции окисления, восстановления и гидролиза. Окислительные процессы наиболее распространены. Типичен пример окислительного метаболизма этанола алкоголь - и затем альдегиддегидрогеназами (СН3СН2ОН СН3СНО СН3СООН). Восстановительные процессы в организмах исследованы не так хорошо, как окислительные. Пример восстановительного превращения - восстановление дисульфидов. Предполагается, что в тканях растений нитросоединения восстанавливаются нитро- и азоредуктазами в амины.
К реакциям гидролиза в первую очередь относятся протеолитическое расщепление крахмала, белков и нейтральных жиров, катализируемое ферментами гидролазами (в случае энзимов, расщепляющих сложные эфиры типа жиров, их называют эстеразами). Среди средств химической защиты растений от насекомых много веществ со сложноэфирной группировкой, особенно среди фосфорорганических соединений. Это объясняется тем, что в организмах насекомых в отличие от организма млекопитающих набор эстераз беден, поэтому у насекомых не происходит их быстрого обезвреживания и они накапливаются до летальных концентраций.
3.1Конъюгация
У растений, не имеющих системы выделения, аналогичной органам выделения животных, обычно происходит конъюгирование ксенобиотиков (или их метаболитов) с углеводами и депонирование в местах, не связанных с общим метаболизмом.
Важной стадией биологической трансформации у позвоночных животных является перевод гидрофобных соединений в водорастворимые, способные выводиться с мочой. Предварительной стадией трансформации гидрофобного ксенобиотика должно быть введение в молекулу полярной группы, например его С-гидроксилирование. Далее происходит конъюгация - связывание ксенобиотиков или продуктов их трансформации с гидрофильными молекулами, такими, как сульфат-ион и глюкуроновая кислота. Сульфат-ион и глюкуроновая кислота в малых концентрациях присутствуют в биосредах.
Суммарный процесс С-гидроксилирования и конъюгации с сульфат-ионом приведен для молекулы бензола:
экотоксикология вещество загрязняющий
C6H6 C6H5OH C6H5OSO3K + Н2О
В конечном результате токсичный бензол удаляется из организма с мочой в виде калиевой соли сульфоэфира фенола.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Пути развития бурно прогрессирующей химической экотоксикологии заключаются в прослеживании всех возможных маршрутов аккумуляции, биотрансформации экотоксикантов, выяснении множественных связей экотоксикантов с теми или иными видами биот, предсказании экотоксикологических последствий.
Особенно важны количественные характеристики, касающиеся устойчивости химикатов и образования продуктов их превращений в природных условиях, которые получают либо в ходе мониторинга - отслеживания изменения концентраций отдельных химических соединений путем систематического анализа представительных проб воздуха, воды и почвы, либо в результате лабораторного моделирования. Таким образом, эти методы должны всесторонне совершенствоваться.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безель В.С., Большаков В.H., Воробейчик Е.Л. Популяционная экотоксикология. М.: Наука, 1994. 80 с.
2. Богдановский Г.А. Химическая экология: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1994. 237 с.
3. Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Екатеринбург: УИФ "Наука" , 1994. 280 с.
4. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды. М.: Мир, 2005, 296 с.
5. Головко А.И., Куценко С.А., Ивницкий Ю.Ю. и др. Экотоксикология. СПб.: НИИХВ СПбГУ, 1999. 124 с.
6. Деградация и охрана почв/ Под общей ред. Г.В. Добровольского. М.: Изд-во МГУ, 2002. 654 с.
7. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И. и др. Здоровье среды: методика оценки. -М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.
8. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т., Дмитриев С.Г. и др. Здоровье среды: практика оценки. -М.: Центр экологической политики России, 2000. 320 с.
9. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию: Учеб.пособие. СПб: Химиздат, 1999. 144 с.
10. Израэль Ю.А., Назаров И.М. Экологический подход к нормированию региональных и глобальных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу/ Проблемы мониторинга и охраны окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 366-375.
11. Криволуцкий Д.А. Радиоэкология сообществ наземных животных. М.: Энергоатомиздат, 1983. 88 с.
12. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. Учебное пособие для студентов. М.: Мир, 2006. 504 с.
13. Куценко С.А. Основы токсикологии. Учебное пособие. СП(б): Фолиант, 2004, 720 с.
14. Лебедева Н.В. Экотоксикология и биогеохимия географических популяций птиц. М.: Наука, 1999. 199 с.
15. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. 319 с. (или М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. 323 с.).
16. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н.. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. Учебное пособие. М.:Высшая школа, 2002. 334 с.
17. Основы общей примышленной токсикологии (руководство)/ Под ред.Н.А. Толоконцева и В.А. Филова. Л.: Медицина, 1976. 304 с.
18. Телитченко М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы
19. Почвенная фауна в экологическом контроле /Д.А.Криволуцкий. М.: Наука, 1994. 272 с.
20. Экологическая химия/ Под ред. Ф. Корте. М.: Мир, 1997. 396 с.
21. Юфит С.С. Яды вокруг нас. Вызов человечеству. М.: Классикс Стиль, 2002. 368 с.
22. Эйхлер В. Яды в нашей пище. Пер. с нем. М: Мир, 1986. 202. с.
23. Юрин В.М. Основы ксенобиологии. Учебное пособие. Мн.: Новое знание, 2002. 267 с.