Введение.
1. Судьба ксенобиотиков в биогеоценозах.
2. Экологическая характеристика поллютантов.
3. Ксенобиотический профиль биогеоциноза. Источники формирования ксенобиотического профиля.
Список использованной литературы.
ВВЕДЕНИЕ.
Накопление биологически активных веществ в организме в результате неполного обезвреживания или вывода из организма называется комуляцией. В зависимости от воздействия на организм выделяют материальную и функциональную кумуляцию. Материальная кумуляция – накопление вещества в организме при повторных его введениях. В то время функциональная кумуляция отличается тем, что происходит накопление не самого вещества, а суммирование эффекта его действия.
Исследование кумулятивных свойств необходимо для выяснения возможности накопления самого вещества в организме или вредных эффектов, возникающих при взаимодействии ксенобиотика и рецепторов, и прогнозирования хронических интоксикаций, поэтому изучение данного вопроса является актуальным.
1. Судьба ксенобиотиков в биогеоценозах.
Выделяют пять наиболее важных факторов, определяющих судьбу ксенобиотиков в экосистемах.
1. Распад ксенобиотиков происходит абиотическим путем под действием гидролиза в водной среде или фотолиза под действием света, также с помощью эктоферментов среды или внутриклеточных ферментов. Продукты распада ксенобиотиков могут длительно персистировать в экосистеме. Например, пестициды из группы этиленбис-дитиокарбаматов при разложении дают этилентиомочевину - потенциально канцерогенное вещество. При распаде нематоцида вапама (метамсодиума) в почве образуется метилизотиоцианат - вещество, которое уничтожает насекомых, почвенные грибы, семена растений.
2. Окислительно-восстановительные реакции с участием ксенобиотиков могут носить абиотический характер (окисление кислородом воздуха или растворенным в воде, окисление пероксидом водорода и свободными радикалами). Установлено, что скорость деградации ксенобиотиков в нефильтрованной воде выше, чем в фильтрованной. В нефильтрованной воде имеются компоненты, запускающие свободнорадикальные процессы разрушения ксенобиотиков, а именно выделяемый водорослями пероксид водорода, вещества-антиоксиданты и ионы металлов (чаще в форме комплексных соединений). Токсичность продуктов окисления ряда пестецидов выше , чем токсичность исходных веществ.
3. Реакции конъюгации предназначены для повешения растворимости гидрофобных ксенобиотиков для выведения их с мочой. При этом ксенобиотик попадает в окружающую среду и продолжает циркулировать в биогеоценозе.
2. Экологическая характеристика поллютантов.
Среди наиболее значимых факторов, определяющих экологическую опасность загрязняющих веществ, можно выделить следующие:
токсичность соединения;
способность вещества к биодеградации.
Свойства ксенобиотиков, определяющие их токсичность
Токсичность разных веществ не одинакова. Поскольку она проявляется во взаимодействии ксенобиотика с биологической системой, её величина зависит от свойств как самого токсиканта, так и биосистемы, и определяется:
1. Способностью вещества достичь структуры мишени взаимодействие с которой инициирует токсический процесс.
2. Характером и прочностью связи, образующейся между токсикантом и структурой мишенью.
3. Значением структуры мишени для поддержания гомеостаза в организме.
Строение вещества определяет размеры молекулы, её массу, растворимость, летучесть, агрегатное состояние при нормальных условиях и химическую активность. Все эти свойства влияют на токсичность вещества, вместе с тем ни одно из них не является единственно значимым.
А. Размеры молекулы
Можно выделить следующие закономерности, связывающие размеры молекулы токсиканта с его биологической активностью.
1. С увеличением молекулярной массы затрудняется поступление ксенобиотика в организм и распределение его в органах и тканях. Однако способность проникать через биологические барьеры во многом определяется растворимостью вещества. Гидрофильные молекулы небольшой молекулярной массы обладают ограниченной проникающей способностью, а высоко молекулярные липофильные вещества относительно легко проникают в органы и ткани. Крупные молекулы веществ, плохо растворимых в воде и липидах, практически не проникают во внутренние среды организма и, следовательно, не обладают общетоксическим действием.
3. Ксенобиотический профиль биогеоциноза. Источники формирования ксенобиотического профиля.
Многочисленные молекулы окружающей среды делятся на биотические и абиотические. Для экологической биохимии интерес представляют молекулы, обладающие биодоступностью, то есть способностью взаимодействовать немеханическим путем с живыми организмами. Как правило, это соединения, находящиеся в газообразном или жидком состоянии, в форме водных растворов, адсорбированные на частицах почвы и различных поверхностях, твердые вещества, но в виде мелко дисперсной пыли (размер частиц менее 50 мкм), вещества, поступающие в организм с пищей. Они делятся на две группы:
1. Часть недоступных соединений утилизируется организмами, участвуя в процессах их пластического и энергетического обмена с окружающей средой, то есть выступают в качестве ресурсов среды обитания.
2. Другие соединения при поступлении в организм животных и растений не используются как источники энергии или пластического материала. Они, действуя в достаточных дозах и концентрациях, способны модифицировать течение нормальных биохимических и физиологических процессов. Поэтому они называются ксенобиотиками.
Совокупность чужеродных веществ, содержащихся в окружающей среде (воде, почве, воздухе и живых органиках) в форме (агрегатном состоянии), позволяющей им вступать в физико-химические и биохимические взаимодействия с биологическими объектами экосистемы, составляет ксенобиологический профиль биогеоценоза. Ксенобнологнческнй профиль следует рассматривать как один из важнейших факторов внешней среды (наряду с температурой, освещенностью, влажностью), который может быть описан качественными и количественными характеристиками.
Важным элементом ксенобиологического профиля являются чужеродные вещества, содержащиеся в органах и тканях живых существ, поскольку все они рано или поздно потребляются другими организмами-гетеротрофами.
1. Гальперин М.В. Общая экология. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 336 с
2. Ганиев М.М. Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений. – М.: Колос, 2016. – 248 с.
3. Юрин В. М. Основы ксенобиологии: Учеб. пособие . – Мн.: БГУ, 2016. – 234 с.
4. Груздев Г.С. Химическая защита растений. Под редакцией Г.С. Груздева – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1987. – 415 с.: ил.
5. Логвиновский В.Д., Негробов О.П. Пестициды. Современные проблемы природопользования. Воронеж, 2003, – 32 с
6. Попов С.Я. Основы химической защиты растений. Попов С.Я., Дорожкина Л.А., Калинин В.А./ Под ред. профессора С.Я Попова. – М.: Арт-Лион, 2015.
7. Шкрабак В.С., Луковников А.В., Тургиев А.К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. – М.: Колос, 2015. – 266 с.
