УСПЕХИ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ, 2011, том 131, № 5, с. 474-482
УДК: 616-099:612.017
ИММУНОТОКСИЧНОСТЬ ПЕСТИЦИДОВ: РОЛЬ В ПАТОЛОГИИ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
© 2011 г. Т. В. Герунов, Ю. В. Редькин, Л. К. Герунова
Омский государственный аграрный университет Е.-та11: УБей @та11.гы
Рассмотрена роль иммунотоксических эффектов пестицидов, детерминирующих ряд процессов взаимодействия организма с экотоксикантами, в развитии патологии животных и человека. Показано, что в основе многих ассоциированных с химическим стрессом патологий лежит развитие иммуносупрессии и аутоиммунных процессов. Отмечено, что патогенез пестицидных токсикозов связан с нарушением иммунорегуляторной функции, что, в свою очередь, открывает новые направления в профилактике и лечении отравлений пестицидами.
Ключевые слова: пестициды, иммунитет, иммунотоксичность, химический стресс.
Быстрый рост народонаселения в мире, необходимость удовлетворения его потребностей в сельскохозяйственной продукции при ограниченных земельных ресурсах требуют разработки технологий, обеспечивающих повышенную продуктивность сельскохозяйственных угодий. В связи с этим использование пестицидов рассматривается как важнейшее направление предотвращения потерь сельскохозяйственной продукции, величина которых в мировом земледелии превышает треть от общего урожая. Иные способы повышения урожайности (совершенствование агротехники, повсеместное возделывание маловосприимчивых к вредителям и возбудителям болезней ген-номодифицированных культур и др.) имеют свои недостатки и часто уступают по экономической эффективности химическим методам защиты растений.
ЗНАЧЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ПЕСТИЦИДОВ
Пестициды (от лат. резйз - чума, вред, зараза и еаеёо - убиваю) - собирательный термин, охватывающий химические соединения разных классов, применяемые для борьбы с вредными организмами.
Растениеводство является главной, но не единственной сферой применения пестицидных препаратов. Их также используют в лесном хозяйстве, животноводстве и здравоохранении, широ-
кое распространение они получили и в быту (для уничтожения комаров, клопов, тараканов и др.).
Известно большое количество химических групп пестицидных препаратов (фосфор- и хлор-органические соединения, производные 2.4-Д, синтетические пиретроиды, неоникотиноиды и др.), однако наиболее широкое распространение получила классификация по производственному назначению, в соответствии с которой выделяют гербициды (для борьбы с сорными растениями), ретарданты (регуляторы роста растений), инсектициды (для уничтожения вредоносных насекомых), фунгициды (для борьбы с патогенными грибами) и другие группы пестицидов.
Особый интерес в клинической практике представляет классификация пестицидов по видам мишеней, на которые они нацелены. В табл. 1 отражена информация об агрохимикатах, составляющих не менее 5% топ-листа продаж [44].
По оценке консалтинговой компании 8Б1, объем продаж пестицидов в мире в 2008 г. увеличился на 29% относительно уровня 2007 г. и составил $52 млрд (цит. по [10]) - и это во время начавшегося мирового финансового кризиса. Приведенные данные позволяют представить масштабы их применения и степень риска возникновения нежелательных последствий.
Пестициды - это мощный антропогенный фактор, негативное влияние которого на окружающую среду и человека, несмотря на многочисленные процедуры мониторинга, невозможно
Таблица 1. Основные мишени пестицидов
Ранг Гербициды Инсектициды Фунгициды
1 5-енолпиру- Ацетилхолин- Мультисайто-
вил-шики- эстераза вые реактив-
мат-3-фосфат ные вещества
синтаза
2 Ацетолактат-синтаза ^^каналы С-14-димети-лаза в биосинтезе стероидов
3 Фотосистема II Н-холиноре-цепторы Цитохром с-ре-дуктаза
4 Жирные кислоты длинно-цепочечные Рецепторы гамма-амино-масляной кислоты Тубулин
5 Ауксиновый рецептор
6 АцетилКоА-карбоксилаза
предотвратить полностью. Всемирным фондом дикой природы (WWF) был проведен на добровольной основе токсикологический анализ крови европейцев (всего 47 человек, в том числе 39 парламентариев из 17 европейских стран) на наличие 101 химического загрязнителя. В результате оказалось, что кровь добровольцев содержала до 54 экотоксикантов, в том числе во всех исследуемых образцах крови обнаружили метаболиты хлорор-ганического пестицида ДДТ [50].
Согласно результатам исследования продуктов питания растительного происхождения, проведенного в нескольких европейских странах, около 30% образцов содержат остатки двух и более пестицидов (табл. 2) [21].
Таблица 2. Анализ содержания остатков пестицидов в образцах свежих (включая замороженные) фруктов, овощей и злаков
Количество остатков пестицидов в образце Количество образцов с пестицидами
штук %
Всего образцов 60 477 —
С 2 и более пестицидами, 16 782 27.7
всего
2 6338 10.5
3 4011 6.6
4 2400 4.0
5 1455 2.41
6 932 1.54
7 561 0.93
8 и более 1085 1.79
Особым подтверждением потенциальной опасности пестицидов являются производственные отравления. Ярким примером мирового масштаба явилась трагедия на производящем пестициды заводе в Бхопале (Индии), где 3 декабря 1984 г. произошел выброс газа метилизоцианата, результатом чего стали тысячи смертей, а само экологическое бедствие имело политические последствия [18].
Подобные факты свидетельствуют о необходимости жесткого мониторинга как производства, так и применения пестицидов. Между тем, Федеральная служба России по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека проанализировала осуществление надзора в нашей стране за содержанием пестицидов в продовольственном сырье и пищевых продуктах. Оказалось, данные показатели не отражают истинного положения дел, что в немалой степени обусловлено тем, что более 65% исследований направлено на поиск глобальных загрязнителей - гексахлорцик-логексана (ГХЦГ), дихлордифенилтрихлорметана (ДДТ) и др., в том числе более 10% - на определение производных 2.4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2.4-Д). Доля проб, проанализированных на наличие приоритетных пестицидов, которые наиболее часто применяют в тех или иных регионах в настоящее время, составляет не более 15%, в то время как их ассортимент в регионах с развитым сельскохозяйственным производством достигает 60-100 наименований. На долю гербицидов приходится более 55% от всего объема "защитных" работ, инсектицидов и фунгицидов -25%, протравителей семян - 20%. В числе приоритетных, наряду с гербицидами группы 2.4-Д, используются препараты на основе десмедифама, фенмедифама, этофумезата, метсульфурон-мети-ла; инсектициды на основе диметоата, ципермет-рина, дельтаметрина, диазинона, малатиона; протравители семян на основе карбоксина, тирама, карбендазима, тритиконазола и др. [8]. При этом контроль за содержанием их остатков в продуктах питания растительного и животного происхождения не предусмотрен санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами [3].
Поскольку в настоящее время пестициды рассматривают как этиологический фактор многих видов патологии человека и животных, а также экологических проблем и политических решений, посвященные их исследованию материалы отражены в многочисленных профессиональных журналах (Science, Environmental health perspectives, Americanjournal of epidemiology, Chemical research in toxicology, Journal of the National Cancer Institute и т.д.). Кроме того, они становятся темой для обсуждения в СМИ разного уровня.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И ИММУНОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПЕСТИЦИДОВ
Особую значимость изучения роли пестицидов в патологии человека и животных обусловливают многогранные эффекты их токсикодинамики, реализуемые с помощью разнообразных механизмов действия. Понимание иммунотоксического потенциала пестицидов особенно важно, что связано с высоким иерархическим положением иммунной системы в живом организме и ее вовлечением в патологический процесс при химическом стрессе. Более того, в настоящее время имеются лишь фрагментарные сведения об ингибирующем или стимулирующем влиянии этого типа ксенобиотиков на отдельные звенья иммунного ответа, которые не дают целостного представления о реальной опасности такого контакта [1, 4].
Биотрансформация пестицидов, как и других ксенобиотиков, происходит с участием системы цитохрома Р-450, присутствующей в клетках всех органов и тканей, функциональное состояние которых контролирует и иммунная система. Этот контроль она осуществляет с помощью эволюци-онно древних клеток - макрофагов и более молодых с точки зрения эволюции лимфоцитов - подвижных, специфически связывающих свободные низкомолекуляные вещества и эпитопы макромо-лекулярных антигенов.
Древнейшая в эволюционном плане система цитохрома Р-450 в определенном смысле "руководит" эволюционно значительно более молодой иммунной системой, принимая участие в регуляции метаболизма стероидных гормонов, производных арахидоновой кислоты и других веществ, влияющих на функции иммунокомпетентных клеток. В свою очередь иммунная система регулирует активность метаболической системы цитохрома Р-450 с помощью цитокинов, биологически активных фрагментов иммуноглобулинов и других компонентов. Таким образом, система цитохрома Р-450 тесно связана с системой иммунитета в индукции иммунного ответа на химические стрессоры. Взаимодействие указанных систем обеспечивает запоминание чужеродного вещества, последовательное развитие адаптивных реакций и поддержание гомеостаза. Ключевым механизмом, провоцирующим иммунный ответ, является ковалентное связывание низкомолекулярного вещества с белком, что обусловливает формирование конъюгированного антигена [9]. Данный факт свидетельствует о важной роли иммунной системы в развитии типологических процессов в
организме при действии токсикантов, принципиально различных по химическому строению.
Значительная часть биомедицинских сведений об иммунотропном действии пестицидов получена в экспериментах на животных. Иногда их трудно расценивать как эталонные по причине использования в опытах заведомо токсичных доз. Тем не менее такие исследования определяют направление для дальнейшего научного поиска, а их результаты демонстрируют вектор возможных изменений в орган
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.