Яды в нашей пище

Вольфдитрих Эйхлер

51. Периоды полураспада

Понятие «период полураспада», первоначально относившееся к радиоактивным изотопам, употребляется и для ха рактеристики токсикантов окружающей среды. Для метил ртути, например, приводятся следующие данные о периодах биологического полураспада: у мыши 8 дней, у человека 80 дней, у тюленя 6 месяцев, у щуки до 3 лет, у моллюсков до 3 лет. Уже одно это говорит о том, что обобщения здесь вряд ли возможны. Я провел серию опытов, в которых определял стойкость остатков ряда инсектицидов. Оказалось, что, на пример, время сохранения инсектицида Е 605 (паратиона, или тиофоса) существенно зависит от субстрата и микроклиматических факторов; поэтому я не считаю возможным делать далеко идущие выводы на основе отдельных наблюдений.

Уменьшение количества ДДТ в растениях и ягодах нельзя объяснить только тем, что он отмывается водой или расщепляется в процессах метаболизма. Большая часть ДДТ медленно улетучивается в атмосферу (и разносится ветром в места, где этот препарат никогда раньше не применялся). То же са мое можно сказать и о других пестицидах, а также о полихлорированных дифенилах.

Период биологического полураспада кадмия в организме человека составляет около 15 лет.

52. Взаимодействие биоцидных агентов

Для лесных зоологов большим событием было открытие того факта, что при борьбе с определенным вредителем леса совместное применение инсектицида и бактерий Bacillus thurin-giensis дает намного больший эффект, чем каждое из этих средств в отдельности; при этом достаточно было половины обычной дозы каждого из них. Такой синергизм инсектицида с бактериями позволяет существенно уменьшить дозу препарата (больше чем вдвое, поскольку комбинация дала лучший эффект), а значит снизить и количество вносимого в окружающую среду токсиканта (бактерии В. thuringiensis здесь в в расчет не принимаются).

Однако подобные факты сами по себе еще не позволяют делать обобщения: если у каких-то видов насекомых такой синергизм и эффективен, то могут быть и иные случаи, где аналогичная комбинация даст отрицательный эффект. Нужны дальнейшие конкретные исследования, и этот комплекс вопросов представляет собой важную задачу в области так называемой интегрированной борьбы с вредителями.

В связи с этим возникает и совсем иной вопрос: если действительно какой-либо токсичный инсектицид в сочетании с агрессивной бактерией особенно сильно воздействует на определенное насекомое, то не может ли случиться, что и человек при накоплении в его организме инсектицида станет намного более восприимчив к бактериальной инфекции?

Я обсуждал эту проблему на примере гибели перелетного дрозда, так как имелись данные (Steiniger) о том, что симптомы отравления ДДТ у этой птицы весьма сходны с симптомами заболевания паратифом и причиной гибели дроздов, возможно, была эпизоотия паратифа. Однако в причинной цепи, указанной Р. Карсон (Carson), все отдельные звенья имели и самостоятельное значение. Все говорит о том, что все-таки основной причиной был ДДТ! Если и в самом деле тогда была эпизоотия паратифа, то вовсе не исключено, что инсектицид создал для нее благоприятные условия. Если даже доказано, что причиной гибели был паратиф, то вполне возможно, что без содействия ДДТ он не распространился бы!

Я вовсе не хочу сделать вывод, что ДДТ «не так уж опасен» – совсем напротив, он гораздо опаснее: ведь даже малая его доза, не вызывающая непосредственно гибели, настолько ослабляет организм (в данном случае дрозда), что он погибает от инфекции, которую в ином случае мог бы перенести.

Есть и такие случаи, когда один из компонентов интегрированного воздействия сам по себе безвреден. Такова, например, ржавчина, – но в легких она способствует накоплению бензпирена из выхлопных газов.

Прудовики Lymnaea stagnalis переносят загрязнение воды цинком (24 и 75 мг/кг Zn²⁺) заметно хуже, если эти улитки одновременно были еще заражены трематодами Schistosoma-tium и Trichobilharzia.

Встречаются и случаи «положительного» взаимодействия. Например, селен смягчает последствия отравления метил-ртутью – он хотя и не устраняет ее действия, но по меньшей мере отдаляет смертельный исход (Chang et al., 1977). Селен содержится в морской воде, и многие морские организмы аккумулируют ртуть и селен в соотношении 1:1. Одно из следствий этого – меньшая опасность употребления в пищу морских рыб (прежде всего в смысле отравляющего воздействия на мозг) по сравнению с пресноводными рыбами с таким же содержанием ртути, аккумулированной из промышленных стоков.

У личинок комаров имеет место антагонизм между действием аналога ювенильного гормона альтозида и действием бактерий Bacillus thuringiensis. Поэтому оба эти фактора неприменимы вместе для борьбы с комарами. Выяснилось, что личинки комаров, которых в течение суток и более подвергали воздействию альтозида, становились более устойчивыми к В. thuringiensis, чем до обработки им.

Есть и такие яды, которые в сильно разведенном состоянии смертельны, а в высокой концентрации не причиняют вреда. Другие часто действуют амбивалентно: например, меток-сихлор, хлорофос и карботион стимулируют как инфекционную активность мирацидиев, так и бесполое размножение личинок печеночной двуустки (Fasciola hepatica) в улитках (Striczyńska et al.).

В конце раздела о кадмии (разд. 31) я привел случай синергизма тяжелых металлов, а именно кадмия и цинка (Roth, Oberländer).

Эти избранные примеры имеют целью показать, сколь многообразны возможности взаимодействий и как различны их формы, уже известные нам. В целом же мы знаем еще слишком мало об этих комбинированных эффектах. До сих пор не утратило своей актуальности предостерегающее высказывание: «Все еще остается без ответа вопрос о том, какое влияние на здоровье оказывают остаточные количества [вредных веществ], взаимодействуя с другими добавками, содержащимися в продуктах питания».

После применения различных инсектицидов против вредителей хлопчатника отмечено увеличение численности земляничного паутинного клеща Tetranychus turkestani (Al-Ne’Ami). Причиной этого считают, с одной стороны, уничтожение естественных врагов паутинного клеща, а с другой – увеличение продолжительности жизни особей этого вида и повышение его плодовитости в результате применения инсектицидов.

53. Проблемы острой и хронической токсичности

Токсичность пестицида характеризуют обычно величиной L₅₀ для подопытных животных: это такое количество, введение которого в организм приводит к гибели 50% животных (определенного вида – как правило, крыс). Эта острая токсичность легко измеряется и производит большое впечатление. Она позволяет сравнивать различные биологически активные вещества и – ввиду опасности ошибки, неумышленного применения или преступных действий – распределять их по классам токсичности согласно «Закону о ядах».

Эту характеристику острой токсичности используют в случаях необходимости оценки отравлений инсектицидами. В США один случай смертельного отравления пестицидами (за 1 год) приходится на один миллион жителей. Больше половины всех случаев отравления – это отравление у детей в возрасте до 10 лет. Из числа пострадавших детей, поступивших в детскую клинику Аарау в 1955 году, таких отравлений было 0,6% и в 1971 г. – 2,5%. Однако считают, что общий процент смертности от отравлений не увеличился.

В беседах, докладах и лекциях я всегда придерживался той точки зрения, что острая токсичность пестицидов не имеет большого значения. В основе такого утверждения был мой личный опыт паразитолога – я знал, что единичный больной сыпным тифом в сообществе людей, не зараженных платяными вшами, не представляет никакого интереса для эпидемиологии: нет платяных вшей – значит, сыпной тиф не будет распространяться.

Понятно, что моя постановка вопроса провокационна. Цель ее – обратить внимание на то, что смертные случаи так или иначе всегда регистрируются и вызывают тревогу, поэтому не следует привлекать особое внимание к случаям острого отравления; но то, что далеко не столь очевидно, – это опасность хронического отравления людей, или «метаток-сичность» биологически активного вещества: она-то практически не поддается целенаправленной оценке и обнаружению.

На один случай смертельного отравления пестицидами приходится примерно тысяча более или менее легких случаев, и примерно сто из них – явные отравления, иногда даже с тяжелыми симптомами. Но в этой тысяче не учтены случаи причинения ущерба здоровью в результате хронического воздействия остаточных количеств пестицидов. Мы должны считаться с тем, что число таких случаев во много раз больше.

Эта обширная область настолько сложна, что она уже стала почти необозримой. Дело прежде всего в том, что она еще слишком мало изучена. А это в свою очередь обусловлено не только тем, что тщательные проверки стоят дорого и требуют много времени, но главным образом трудностью решения вопроса, что и как следует проверять, – ведь нет (и, вероятно, не может быть) стандартных методов, позволяющих делать общие заключения. И все-таки (или именно поэтому) я привожу здесь многие факты из мозаики уже известного, рискуя не только обнаружить пробелы именно в этой области, но и увидеть, что в том или ином случае придется пересмотреть те или иные данные.

Больше всего нам известно о нейротоксическом действии инсектицидов. Согласно данным венгерских исследователей, остаточные количества ДДТ могут вызывать неконтролируемую активность мозга, которая никак не проявляется в электроэнцефалограмме. Такие неврологические нарушения при наличии даже малых остаточных количеств ДДТ в мозгу могут поставить под угрозу само выживание того или иного вида птиц.

Скорее всего такого рода минимальные нейротоксические воздействия поддаются выявлению при исследовании обучаемости. Именно в таких случаях существенную роль играет направление, развиваемое в СССР, – рефлексотоксикология.

Менее изучены, хотя в принципе легче поддаются оценке, аномалии развития, связанные с эмбриотоксическими воздействиями. Вредность метилртути, попадающей в пищевые цепи, проявляется обычно уже при ее концентрациях порядка 10–7, а концентрации порядка 10–9 способны вызывать у лягушки Rana pipiens селективные аномалии развития и даже полностью прекращать дальнейшее развитие эмбриона. Катастрофа с талидомидом показала, что существуют вещества, способные уже в микродозах вызывать губительные эффекты. Но это не значит, что каждый инсектицид обязательно столь же коварен. Однако, согласно теории вероятностей, мы можем ожидать, что среди сотен инсектицидов может найтись один дьявольски опасный.

Весь опыт применения инсектицидов показывает, что у некоторых из них после нескольких лет их широкого использования вдруг проявляется побочное действие, которого никто не предполагал – уже потому, что эффект оказывается неожиданно совсем иным, чем у других известных биологически активных веществ. Этот опыт должен служить предостережением и подготовлять нас к тому, что у любого нового активного вещества даже после самой тщательной проверки спустя несколько лет могут проявиться коварные свойства.

Еще сложнее ситуация, когда вредное действие проявляется лишь в одном из последующих поколений. Например, в опытах со скармливанием кельтана мышам уродства возникали только в третьем поколении (F₃).

Рис. 39. Повреждения хромосом, вызванные пестицидами, у конского боба (Vicia faba).
Вверху: слева анафаза нормального деления клетки; справа – анафаза с кольцеобразным фрагментом хромосомы между двумя группами хромосом (после обработки гербицидом – гидразидом малеиновой кислоты).
Внизу: слева – трехполюсная анафаза, результат частичного повреждения веретена (после обработки инсектицидом гексахлорциклогексаном); справа – K-анафаза, результат полного нарушения образования митотиче-ского веретена (после обработки инсектицидом парадихлорбензолом)

При оценке угрозы диким животным от остатков токсикантов следует иметь в виду, что голодное, находящееся в стрессовом состоянии или больное животное более чувствительно к ядам и поэтому может существенно пострадать от гораздо меньших доз, чем те, которые были найдены вредными в соответствующих тестах, проведенных промышленными фирмами и официальными учреждениями (Onderscheka).

Подобные факты практически сводят на нет все усилия, затраченные на определение так называемых опасных пороговых количеств. Однако при отсутствии лучших методов следует продолжать пользоваться традиционными, даже если стало известно, что они не всегда надежны. Традиционное определение опасных пороговых величин основано на расчетах, логических выводах, оценках, но опыт уже не раз показывал, что должны быть пересмотрены сами основы расчета таких предельных доз. Журнал «Das Gewissen» («Совесть») (24, S. 1) в статье под заголовком «Радиоактивность до сих пор измерялась неправильно: биологический риск облучения выше, чем было установлено до сих пор» сообщает: «Практикуемое ныне измерение радиоактивного излучения не может больше служить методом определения биологического риска. Оно приводит к скрытой передозировке радиоактивности, которая может быть причиной серьезных генетических повреждений».

По этому вопросу я не могу занять определенной позиции. Я привожу лишь пример того, что оценки предельных доз не всегда достаточно надежно обоснованы и что здесь снова и снова могут возникать трудности. Принципиально же при расчетах радиационной опасности дело обстоит так же, как и при оценке опасности токсикантов окружающей среды.

Если попытаться вычленить важнейшие аспекты из круга проблем острой и хронической токсичности вредных компонентов окружающей среды, то получится следующий перечень:

Кумулятивное действие токсикантов

Совместное действие токсикантов

Нейротоксичность (ключевые показатели: ЭЭГ; способность к обучению; расход мозговых клеток; нарушения поведения)

Угроза стресса

Канцерогенность

Тератогенность

Мутагенность

Взаимодействие с другими инсектицидами, чужеродными синергистами, поверхностно-активными веществами, бактериями, лекарственными препаратами

Действие продуктов метаболизма

Индивидуальные специфические реакции

Сенсибилизация (см. разд. 54)

Покойный швейцарский фармаколог Борбей (Borbély) еще несколько лет назад указывал на то, что в медицине до сих пор сохранились старые представления об опасностях, связанных с инфекционными болезнями, хотя они в Средней Европе, например, практически уже не играют роли. Зато теперь чаще встречаются нервные расстройства и сердечнососудистые заболевания, и это, несомненно, обусловлено загрязнением окружающей среды токсикантами.

При всем этом нельзя, конечно, упускать из виду то, что, например, в Греции в 1938 г. насчитывался миллион случаев заболевания малярией, а в 1959 году – благодаря применению ДДТ – только 1200 случаев.

54. Опасность сенсибилизации организма

Сенсибилизация – противоположность иммунизации – представляет собой реакцию на самые различные чужеродные вещества, причем одновременно могут оказывать влияние самые различные факторы: индивидуальная конституция организма и его состояние в данный момент, а также свойства данного вещества. Пчеловоды, как правило, приобретают иммунитет к пчелиному яду, но, если очень чувствительного человека пчела или оса ужалит всего лишь один раз, это может настолько сильно сенсибилизировать его, что при повторении такого же случая спустя 3...7 дней может через несколько минут наступить смерть от анафилактического шока.

Сходные последствия могут быть вызваны и инсектицидами. Не упоминая имени исследователя и типа инсектицида, который был использован, а также не указывая ряда других деталей, я расскажу об одном случае с трагическим исходом, когда человек испытывал на себе действие нового инсектицида. Картина событий здесь настолько типична для случаев сенсибилизации, что она «была бы хорошо придумана, если бы речь не шла о подлинной истории».

Цель эксперимента состояла в том, чтобы пронаблюдать за действием инсектицида на человека. Исследователь выпил 100 мг вещества и не отметил никакой реакции. Спустя 2 дня он принял еще 200 мг инсектицида, и снова не было никаких симптомов. Затем он подождал еще два дня и принял уже 400 мг, после чего прожил всего лишь 7 минут!

По поводу такого эксперимента надо сказать следующее. Во-первых, не нужно стремиться поскорее провести опыт на самом себе, если хочешь не только получить результат, но и сообщить о нем в докладе. Во-вторых, вообще не следует прибегать к опытам на самом себе до тех пор, пока действие вещества не будет всесторонне выяснено в опытах на животных. В-третьих, нельзя полагаться даже на мнение врачей, если нет достаточных знаний о характере действия данного вещества (фармакологи консультировали упомянутого исследователя, но сами тогда еще слишком мало знали). Теперь мы знаем, что человека можно было бы спасти, сделав ему сразу же инъекцию атропина и соответствующего противоядия.

55. Роль поведения хищника в передаче токсиканта по пищевой цепи

Столь опасная аккумуляция биоцидов в пищевых цепях обусловлена не только их задержкой и накоплением в организме хищника, но и особенностями поведения последнего. В популяциях жертв какого-либо хищника (для рыб это могут быть ракообразные, для щук – менее крупные рыбы, для скопы – тоже рыбы, для ястреба – голуби) у особей, наиболее сильно загрязненных токсикантами, бывают уже нарушены двигательные реакции, и именно по этой причине они чаще становятся добычей хищника.

Это избирательное предпочтение хищником ослабленных, болезненных особей при ловле добычи представляет собой общее правило в естественных биоценозах. Оно регулирует биологическое равновесие и помогло многим хищникам заслужить репутацию полезных санитаров. Некоторые паразиты используют это, поражая своего промежуточного хозяина таким образом, чтобы его скорее смог съесть окончательный хозяин. Но то, что благотворно сказывается на равновесии в природе или гарантирует паразитам возможность существования, при загрязнении среды биоцидами приводит к катастрофе! Конечные звенья пищевых цепей (во многих случаях это птицы) выбирают в качестве своих жертв наиболее сильно отравленных особей и аккумулируют таким образом яды в своем организме, а затем погибают и сами (что подчас приводит к вымиранию вида).

Эту «самоубийственную» тенденцию усиливает еще и то, что хищники с широким спектром видов жертв в ряде случаев переключаются на питание видом, обычно занимающим отнюдь не главное место в их рационе, если особи этого вида, например, сильно поражены ртутью и потому становятся легкой добычей.

Еще в большей степени это относится к тем хищникам, которые по своей природе не являются особо проворными охотниками. Именно они чаще ориентируются на добычу, ослабленную воздействием биоцида. Может быть, этим и объясняется, почему орлан-белохвост так чутко реагирует на биоциды в пищевых цепях? Он и вообще-то неважный охотник, а если и сам отравлен ядами, то будет еще менее удачлив в охоте и в конце концов сможет ловить только самых ослабленных биоцидами особей.

В озере Сайма в Финляндии рыбы были не слишком загрязнены ртутью. Это казалось тем более удивительным, что у обыкновенной нерпы содержание ртути в организме доходило до 180 мг/кг. Но все станет понятным, когда мы узнаем, что нерпы избирательно охотятся за рыбами, сильно ослабленными воздействием ртути (которые уже не могут нормально плавать). И это могло даже привести к искажению статистики, если на содержание ртути исследовались только выжившие рыбы, в которых этого токсиканта меньше!

Некритичный наблюдатель мог бы здесь впасть в ту же ошибку, что и прилежный контролер-исследователь, пытающийся выяснить спустя несколько дней после применения аэрозольного инсектицида, сколько его еще осталось в воде: он не находит никаких остатков, поскольку они (как, например, в случае с ДДТ) уже поглощены микроорганизмами донного ила, т.е. включились в пищевую цепь.

О том, что вообще значение поведения в связи с токсика-цией окружающей среды вряд ли можно переоценить, свидетельствует и опубликованный отчет об одном совещании по токсикологии поведения (Weiss, Laties, 1975). Дьюс (Dews) определил эту «новую область науки», касающуюся человека, как дисциплину, предметом которой является «влияние нетерапевтических, нефизиологических химических агентов на поведение более или менее интактных людей. И тут сразу же возникают трудности, например с отграничением этой области от психофармакологии, и это еще больше усиливает наши опасения.

В упомянутом отчете рассмотрены, в частности, следующие темы:

1) методические проблемы анализа и оценки изменений в поведении, вызываемых химическими факторами;

2) влияние угарного газа на интеллектуальные функции и поведение человека и животных;

3) поведенческо-токсикологические исследования ингибиторов холинэстеразы и других химических классов пестицидов;

4) общие вопросы токсикологии и тератологии поведения. Внимательный наблюдатель при знакомстве практически

с каждой темой, касающейся влияния токсикантов окружающей среды, найдет в ней и поведенческие аспекты. Уместно будет отметить, что эти аспекты вкратце уже обсуждались в разделе 17 и будут еще затронуты в разделе 56. К подобному ряду явлений относятся в конечном счете и такие факты, как, например, то, что при массовом разведении или откорме свиней на крупных животноводческих комплексах иногда 25% животных погибает от «разрыва сердца» (инфаркта).

56. Восприимчивость птиц к «факторам беспокойства»

В орнитологической литературе накопилось много данных о том, что сокращение численности некоторых птиц, уже ставших редкими (прежде всего хищных), в значительной степени объясняется фактором беспокойства со стороны человека в период насиживания. Я уж не говорю о фактах браконьерства – даже просто приближение любопытных к гнездам, туристические привалы вблизи гнездовий, пикники с радиоприемниками и т.п. отнюдь не так безобидны, и пресечение таких действий должно рассматриваться как важная задача охраны природы. На эти «факторы беспокойства» ссылаются даже некоторые оптимистично настроенные работники в области защиты растений, стараясь доказать, что вовсе не пестициды (или не одни только пестициды) повинны в сокращении популяций ряда видов птиц. И в принципе такая аргументация в какой-то части небезосновательна.

Однако все же при этом упускается из виду, что чувствительность к факторам беспокойства у гнездящихся хищных птиц – не постоянная величина: как и всякая другая восприимчивость к раздражителям, она в свою очередь зависит от многих факторов, и величина ее порога может меняться. Например, нам достаточно хорошо известно, что отравление ртутью ведет к повышению возбудимости. В случаях отравления органическими соединениями ртути, особенно широко применяемыми в качестве пестицидов, поражение мозга выражено намного сильнее, чем при отравлениях неорганической ртутью.

Попытаемся уяснить себе ситуацию с орланом-белохво-стом: во всяком случае, в Средней Европе в его организме находят весьма высокие концентрации метилртути. В тех случаях, когда эта концентрация еще не приводит непосредственно к гибели птицы, она повышает ее возбудимость и делает ее более чувствительной ко всякого рода внешним помехам, особенно в период гнездования. Даже небольшое беспокойство в это время может привести к тому, что насиживание яиц не завершится, хотя считать этот фактор единственной причиной такого исхода было бы тоже ошибочным. Пусть и назовут это рассуждение в его общей форме умозрительным, но оно правдоподобно, и на это указывают многие факты.

В данном случае следует прежде всего подчеркнуть то, что ситуация «орлан-белохвост и ртуть» в приведенных рассуждениях служит лишь моделью для понимания более широкого круга ситуаций: ведь и многие другие птицы чувствительны к беспокойству в период насиживания, и при отравлении другими биоцидами одним из первых симптомов бывает повышенная возбудимость.

Пусть эта гипотеза поможет нам разобраться в положении дел, поскольку теоретически она кажется приемлемой, – и она стала бы более убедительной, если бы я смог привести данные о том, что раньше (когда «инсектицидная нагрузка» была для птиц не столь высокой) птицы не были такими чувствительными к беспокойству. Но таких фактов у меня нет, и потому все обстоит не так просто. Что касается орлана-бело-хвоста и черного журавля (как и некоторых других видов), современного орнитолога не может не удивить тот факт, что эти птицы почти перестали бояться человека (О. Henze, личное сообщение). Не покажется ли тогда слишком поспешным утверждение, что именно беспокойство в период насиживания – частая причина гибели птичьего потомства? Разве не инсектициды в первую очередь повинны в гибели птиц?

Шиллинг и Кёниг (Schilling, König) приходят к выводу, что нельзя считать биоцидную нагрузку единственной причиной сокращения численности соколов-сапсанов (во всяком случае, в Баден-Вюртемберге), что это лишь один из многих факторов. Они указывают, в частности, на возможность того, что «заметное действие биоцида способно привести к латентному поражению в сублетальном диапазоне»; эту возможность еще следует изучить.

На территории Баден-Вюртемберга много кладок яиц сокола-сапсана было уничтожено каменной куницей, численность которой заметно возросла в результате преобразования ландшафта в рекреационных целях (создание мест для привалов и отдыха, замусоривание территории), и куница вместе с другими антропогенными помехами отрицательно влияет на выведение потомства хищными птицами (Schilling, König). Возникает к тому же подозрение, что именно любопытные туристы привлекают внимание куницы к гнездам хищных птиц и только после этого она их опустошает. Вот еще один пример того, насколько сложен анализ таких взаимодействий!

57. Значение методов анализа

Если в настоящее время стало возможным делать заключения о действии минимальных остаточных количеств ядов, то следует знать, что этому способствовало стремительное развитие аналитической химии за последние десятилетия. Если в 50-е годы пределом мечты был порог порядка 1 мг/кг, то сегодня реальным стало выявление яда в количестве около 10^–6 мг/кг (т.е. 1 часть на триллион; это равно соотношению между отрезком длиной 0,4 мм и расстоянием от Земли до-Луны). Согласно данным фирмы BASF, современные высокочувствительные измерительные приборы способны обнаружить при анализе остаточных веществ три молекулы какого-либо соединения среди трех миллиардов молекул исследуемого материала.

Наши знания о воздействиях минимальных количеств токсикантов, несомненно, связаны с прогрессом химических методов анализа. Такой прогресс означает, однако, и удорожание. Основательная проверка какого-либо нового вещества занимает в настоящее время 2...3 года и обходится в ФРГ примерно в миллион марок.

Существенно улучшены и биологические тесты, как об этом свидетельствует новый метод исследования «микропроб окружающей среды». Всего нескольких миллиграммов почвы достаточно для того, чтобы обнаружить в ней присутствие ничтожно малых количеств высокотоксичных веществ (например, диоксина). Пробу из окружающей среды, содержащую всего лишь один пикограмм (т.е. миллионную долю миллионной доли грамма) яда, вносят в клетки млекопитающих, а затем измеряют реакцию этих клеток на яд.

Точность этого метода проверки, без сомнения, сравнима с точностью современных физико-химических методов анализа. С помощью таких биологических методик можно было бы проводить систематические обследования в окрестностях химических заводов с использованием микропроб.

58. Индикаторы загрязнения среды

Усовершенствование методов химического анализа – только одна сторона дела при установлении размеров ущерба, наносимого окружающей среде токсичными веществами, и выявлении их источников в конкретных случаях. Другая сторона – это использование животных или растений в качестве индикаторов степени загрязнения окружающей среды ядами (метод, аналогичный оценке уровня сапробионтности при определении качества воды).

Если загрязнение воздуха зашло уже так далеко, как, например, в Лос-Анджелесе, где приходится создавать аллеи из резиновых деревьев – живые деревья уже не могут там расти, – то это значит, что достигнута такая стадия, когда уже нет смысла прибегать к помощи организмов-индикаторов.

Рис. 40. Лишайник Hypogymnia physodes – биоиндикатор чистого воздуха (на территории детского дома в Мюнстере). Он встречается только в «нормальной зоне лишайников» за пределами больших городов (Фото F. Runge)

Много говорится о лишайниках, так как они очень плохо переносят загрязнение воздуха. Детально же механизмы повреждения лишайников еще недостаточно выяснены. Как показатели загрязнения среды в первую очередь представляют интерес фотосинтез и водный баланс лишайника Hypogymnia physodes. При полевых исследованиях важно прежде всего учитывать зависимость воздействия вредных веществ от температуры.

Рунге (Runge) проследил связь между встречаемостью лишайников и загрязнением воздуха на примере вестфальского города Мюнстера. В местах с очень сильным загрязнением воздуха он находил «лишайниковую пустыню», тогда как в центре города существует (пока!) «зона сопротивления» лишайников. Здесь еще хорошо растет Lecanora varia, а также Xanthoria parietina. «Нормальная лишайниковая зона» с относительно чистым воздухом и большим обилием лишайников начинается на весьма значительном удалении от городских кварталов. Растением-индикатором служит здесь Hypogymnia (Parmelia) physodes; этот вид «встречается лишь довольно далеко от центра Мюнстера». Лишайники, которым требуется особо чистый воздух, в окрестностях Мюнстера, по-видимому, уже больше не встречаются; таковы Usnea. Alectoria, Platismatia glauca, Pseudoevernia furfuracea, Ever-nia prunastri. Последний вид известен как особо чувствительный к дыму; он обнаружен лишь в 50 км северо-западнее Мюнстера в Бентгеймском лесу и в 60 км в Зауэрланде.

Ели сильно реагируют на сернистый газ. Там, где его выброс в атмосферу особенно велик, ельники полностью гибнут. Ольшови (Olschowy) приводит фото – впечатляющие картины гибели ели в лесных областях ЧССР.

В остальном наши сегодняшние познания об индикаторной роли животных или растений – это большей частью побочные результаты других исследований, еще не приведшие к созданию практически значимой шкалы организмов – индикаторов загрязнения воздуха. В принципе решение такой задачи вполне возможно.

Биоиндикаторами загрязнения среды устойчивыми вредными веществами могут быть также птицы. Хлорорганические соединения накапливаются у них в жировых тканях и в желтке яиц. Морские и хищные птицы, будучи концевыми звеньями пищевых цепей, аккумулируют наибольшие остаточные количества вредных веществ.

Исследование яиц черного дрозда из различных биотопов показало, что они содержат почти все хлоруглеводороды, применяемые с целью защиты растений, лишь в незначительных концентрациях, за исключением ДДЭ (главного продукта превращения ДДТ). Особой разницы между кладками из различных мест не оказалось. Ни в одном яйце не было обнаружено гептахлорэпоксида. Гептахлорбензол находили часто. Явно повышенным было содержание во всех яйцах ДДТ, концентрация которого достигала иногда 0,63 мг/кг.

Особенно показательными в отношении загрязненности-среды биоцидами были найденные величины остаточных количеств полихлорированных дифенилов: ясно прослеживалась амплитуда изменений их концентрации от областей с повышенной плотностью населения до пояса нетронутых естественных пастбищ. В районе такого большого города, как Мюнхен, среднее содержание полихлорированных дифенилов в яйцах составило примерно 1,7 мг/кг, в то время как в окрестностях города Гармиш-Патенкирхен – только 0,4 мг/кг.

Таким образом, и черный дрозд может служить биоиндикатором, если ограничиться теми вредными веществами, которые соответствуют классическому понятию загрязнителей окружающей среды, а именно повсеместно распространены, аккумулируются в жировых тканях, обладают высокой стойкостью. Вероятно, такого рода яды попадают в организм черного дрозда с дождевыми червями, которыми эта птица питается.

Я всегда считал, что сокращение природных популяций птиц в результате загрязнения окружающей среды – это сигнал, предупреждающий и об опасности для человека. Это относится и к накоплению ядов в организме птиц! Вот несколько примеров:

В Нидерландах численность пестроносой крачки сократилась за 10 лет из-за воздействия инсектицидов с 40 000 гнездовых пар до 650.

Конрад (Conrad) исследовал в ФРГ 457 яиц девятнадцати отечественных видов птиц и во всех обнаружил остатки хлоруглеводородов и полихлорированных дифенилов. Во всех яйцах было также установлено присутствие гексахлорбензола и n, n-ДДЭ (метаболита ДДТ); в 99,3% яиц был найден гептахлорэпоксид, в 56% яиц – гептахлор, в 47,2% яиц – алдрин и в 43,5% яиц – дилдрин.

В ГДР в яйцах серебристых чаек нашли следующее среднее содержание отдельных хлоруглеводородов (в мг/кг): ДДТ – 1,1, ДДЭ – 10,4, полихлорированных дифенилов – 20,9.

Тяжелые металлы накапливают в организме в основном самцы ящериц (например, живородящей ящерицы Lacerta vivipara); значит, эти животные могут служить биоиндикаторами загрязнения среды различными тяжелыми металлами, прежде всего вблизи крупных городов.

В слабо загрязненных руслах рек личинки комаров-звонцов составляют менее 10% всех насекомых. В сильно загрязненных водах доля их достигает уже 75 – 86%. Эти данные относятся к загрязнению тяжелыми металлами. При содержании в воде меди мы находим следующую картину: в сильно загрязненных местообитаниях доминируют личинки комаров-звонцов; в умеренно загрязненных – личинки звонцов и ручейников; в слабо загрязненных или вовсе не загрязненных водах обитают главным образом личинки ручейников и поденок.

Таким образом, доля комаров-звонцов среди личинок насекомых может быть полезным показателем загрязнения вод тяжелыми металлами.

Высокочувствительными и легко используемыми биоиндикаторами токсичных примесей в морской воде служат яйца морских ежей (роды Anthocidaris и Strongylocentrotus) (Ko-bayashi, 1981).

Микотоксины, выделяемые различными плесневыми грибами, очень разнообразны, так что их выявление с помощью химико-физических методов требует больших затрат времени и средств. Поэтому в Государственном сельскохозяйственном научно-исследовательском институте в Аугустенберге проверяют пищевые продукты на содержание этих веществ, используя рачка артемию (Artemia salina), который продается как корм для рыб. Если только что вылупившихся личинок этого рачка обработать экстрактом из вызывающего подозрение растительного материала, то по проценту смертности личинок можно судить о его загрязненности микотоксинами.

Различные виды водорослей избирательно используются в качестве специфических биоиндикаторов при анализе воды на содержание различных инсектицидов и гербицидов (Bernarz). Вакс (Wachs) сообщает о биоиндикаторах повышенного содержания металлов в проточной воде. Такие подходы обещают в будущем многоплановое использование различных животных и растений для оценки загрязненности окружающей нас среды.

59. Проблемы проверки лекарственных средств

Согласно распространенному мнению, испытание новых лекарственных средств проводится уполномоченными на это государственными институтами тщательно и добросовестно. А если к этому добавить еще такие уточняющие выражения, как «проводится высококомпетентными специалистами» и «в соответствии с современным уровнем науки», то и это не вызовет серьезных сомнений. Но если мы отсюда заключим, что и каждое проверенное лекарство тоже не должно вызывать никаких опасений, такой вывод будет ошибочным: чтобы в этом убедиться, достаточно почитать предостережения в инструкциях, прилагаемых к лекарственным препаратам.

Опасения в отношении уже признанных лекарств касаются, как правило, не их лечебного действия – хотя бы потому, что проверить их эффективность сравнительно просто и это обычно делают в лабораториях фирм-изготовителей. Отбор медикаментов по их лечебному эффекту относится, во всяком случае, к сфере клинической медицины, и все, что требуется установить, – это эффективно лекарство или нет. (Здесь я хотел бы, исходя только из теории вероятностей, предостеречь от огульного отрицания гомеопатии, вошедшей ныне в моду. Ведь и плацебо* может иногда вылечить, если в него очень верить.)

* Плацебо – лекарственная форма, содержащая нейтральные вещества; применяется для изучения роли внушения в лечебном эффекте каких-либо лекарств. – Прим. перев.

Гораздо больше опасений вызывают побочные эффекты лекарственных средств. В известной степени побочные действия лекарств на организм человека принимаются во внимание, и их приходится учитывать даже в тех случаях, когда какое-то заболевание, угрожающее жизни, можно вылечить только одним определенным препаратом, дающим определенный побочный эффект. Именно нежелательные побочные эффекты заставляют исследователей-фармакологов искать все «лучшие» и «лучшие» лекарственные средства, и эти поиски всегда были важной областью научных исследований.

Новые лекарственные препараты должны отвечать следующим требованиям:

а) лучше действовать, чтобы болезни излечивались более эффективно (или впервые начинали поддаваться лечению);

б) быть более удобными в употреблении, поскольку часто эффект лечения зависит от того, насколько удобно вводить лекарственный препарат в организм (при этом не следует забывать о том, что многие пациенты недисциплинированны, и их нужно в известной мере «перехитрить», подбирая подходящие способы применения лекарств);

в) быть дешевле; это тоже весьма существенный вопрос политики здравоохранения (именно по этой причине терпят неудачу многие попытки борьбы с тропическими заболеваниями в бедных развивающихся странах);

г) не вызывать побочных эффектов (или нежелательное побочное действие должно быть сведено к минимуму).

Но как вообще выявлять эти побочные эффекты? До сих пор они чаще всего обнаруживались случайно после длительного применения лекарства. Разумеется, проводятся и опыты на животных; хорошо разработаны стандартные методы оценки токсичности различных веществ для теплокровных животных (в опытах на крысах и собаках), и во многих случаях они даже позволяют делать заключение о хронической токсичности. При этом разрабатывается все больше методов, позволяющих учитывать и другие нежелательные побочные эффекты. Но прежде чем создавать новые методы, надо знать, что искать.

В дискуссии по телевидению 23 ноября 1982 г. профессор Бременского института социальной медицины Эберхард Грей-зер (Greiser) заявил, что на данные фирм – изготовителей лекарственных средств можно полагаться лишь условно. Он рассказал об одном случае, когда предназначенный для продажи в Европе психотропный препарат «валиум» имел на товарной упаковке указание, что данных о его эмбриотокси-ческом действии в период беременности нет, однако в США этот же препарат распространяли с указанием на то, что он, по данным исследований, может быть опасным ввиду его возможного эмбриотоксического действия и что поэтому следует воздерживаться от его приема в первые три месяца беременности.

Для испытания лекарственных средств исследователи располагают все большим числом стандартизированных линий подопытных животных, которые можно использовать почти так же, как и химические реактивы. Но методы испытания разработаны врачами, а не биологами, которые старались бы использовать все многообразие живых организмов.

Поясню свою мысль примером. С помощью одних только крыс оказалось невозможным выяснить, к каким аномалиям развития утробного плода может привести применение контергана (препарата, содержащего талидомид), который в определенный период беременности принимали женщины, страдающие заболеваниями печени. Только появление врожденных уродств послужило толчком к тому, чтобы действие талидомида начали изучать также в зоологических лабораториях на червях и личинках насекомых. Обнаруженные при этом нарушения в делении клеток, если бы о них стало известно раньше, не позволили бы рекомендовать это вещество как лечебное средство.

Я уверен, что использование таких низших организмов могло бы, наконец, удешевить и существенно расширить спектр испытаний лекарственных препаратов.

В заключение отметим еще одно обстоятельство. При оценке возможных побочных эффектов исходят обычно из дозировки для взрослых людей. Это и понятно – ведь именно для них предназначаются проверяемые лекарства. Но мы никогда не должны забывать о том, что эмбрион примерно в 50...100 раз более чувствителен к химическим веществам, нежели взрослый человек...

Особо перспективным источником новых лекарственных средств могли бы быть культуры растительных клеток. Продукты метаболизма растений превосходят по своему многообразию все то, что может быть создано руками человека в обозримом будущем. Речь идет о десятках тысяч исключительно сложных соединений со многими хиральными центрами. Поэтому можно думать, что здесь таится огромное богатство фармакологически интересных веществ, которое ждет, когда им займется человек. Узким местом таких исследований является несовершенство фармакологических методов. До сих пор лишь очень малая доля растительного мира изучена с точки зрения его использования в качестве лекарственного сырья, к тому же частично с помощью устаревшей, несовершенной методики выявления биологически активных веществ. По приближенной оценке, до 1982 года интенсивному исследованию было подвергнуто всего лишь около 10% всех встречающихся на Земле лекарственных растений.

Еще не раскрытые и частично неведомые богатства таят в себе рукописи тибетской медицины, в чем я мог убедиться при посещении Бурятского филиала Академии наук СССР в Улан-Удэ. Там предпринимаются попытки перевести на современный язык сведения о лечебных свойствах трав тибетской медицины и расшифровать их; параллельно необходимо вести и экспериментальные работы. Расшифровку рукописей затрудняет еще и то, что современные лингвисты не в совершенстве владеют старотибетским языком, а изображения лекарственных растений не всегда достаточно информативны для современных ботаников.

В настоящее время в Болгарии большие усилия направлены на то, чтобы убедить население заняться выращиванием лекарственных растений для сдачи их на переработку предприятиям медицинской промышленности.

60. Сомнительность «величин толерантности» (допустимых, предельных, или пороговых уровней)

Официально установленные пределы содержания пестицидов в пищевых продуктах, якобы гарантирующие безопасность последних для здоровья человека, определяются ответственными службами «по разуму и совести». В качестве основы используются результаты токсикологических испытаний на животных, затем вводится некоторый «коэффициент надежности», и в результате находят некую величину, правдоподобную в свете современных научных знаний. Довольно широко распространено мнение, что таким образом действительно получают не внушающие сомнений, более или менее объективные цифры.

То, что это не так, вытекает уже из сомнительности самих предпосылок, из которых исходят при установлении допустимых величин. Ведь у нас нет никаких оснований для уверенности в том, что обычные токсикологические испытания способны охватить все аспекты вредоносности какого-либо вещества; включаемый в расчеты «фактор надежности» тоже не дает такой уверенности. Уже поэтому часто имеют место значительные различия в допускаемых величинах, принятых в разных странах (в СССР, например, эти величины иногда в 10 раз меньше, чем в США). Следует учитывать и так называемые потребительские привычки – скажем, то, что какой-то продукт питания употребляется в определенном регионе лишь в небольших количествах. Но для тех, кто потребляет больше обычного, допустимая величина будет завышенной.

Есть еще один повод для сомнений в правильности «допустимых величин»: как известно, подчас сознательно исходят из того, что-де невозможно установить эти величины ниже уровня остаточных количеств инсектицида после обработки данного растения обычным способом в целях защиты его от вредителей. Но подобный расчет свел бы любую попытку интерпретировать допустимую величину как «максимальную величину, не опасную для здоровья», просто к фарсу.

По сходному пути развивались события, недавно имевшие место в ФРГ. Принятое (кажется, в 1978 году) решение о максимально допустимых количествах устанавливало для некоторых пестицидов сравнительно низкие пределы, соблюдение которых в условиях сельского хозяйства ФРГ не создавало особых трудностей. Однако проверка импортируемых продуктов показала, что в них эти величины нередко были выше. Объясняли это – и вполне обоснованно – тем, что в этих случаях в странах-производителях осуществлялось более интенсивное опрыскивание. И все же импорт таких продуктов не был запрещен – упомянутое постановление о максимально допустимых величинах касалось только отечественной продукции, а для импортируемых товаров допускалось превышение этих величин.

Еще один аспект – это рекомендация ВОЗ, согласно которой маленьким детям, больным и выздоравливающим следует употреблять только пищу, абсолютно свободную от каких-либо остатков пестицидов. В соответствии с этой рекомендацией широкое распространение получили продукты для детского питания без инсектицидных остатков: так, используемая для приготовления этих продуктов морковь никогда не подвергалась прямой обработке пестицидами. С этим все в порядке. Но как быть мне, взрослому человеку, если я вдруг заболею? Если я не пойду к врачу, то я вынужден буду питаться весьма загрязненной инсектицидами (корректнее выражаясь: содержащей их остаточные количества) обычной пищей. А если пойду к врачу, то буду считаться уже больным и смогу требовать пищу, свободную от инсектицидных остатков. Но откуда я ее возьму? В каком универсаме, в каком ресторане? О диабетиках позаботились, идут навстречу и вегетарианцам (у меня не возникало еще неразрешимых проблем), но где права меньшинства, нуждающегося в пище без инсектицидов?.

Когда несколько лет назад в ФРГ новый закон о защите растений потребовал полного отсутствия остатков дилдрина в пище, Нидерланды заявили протест: хотя в будущем дилдрин уже не будет применяться, они не смогут поставлять свободный от дилдрина кочанный салат еще по меньшей мере в течение 9 лет из-за длительного применения дилдрина в предыдущие годы и накопления его в почве.

Вызывает у меня беспокойство и тот факт, что наша пища все больше перегружается примесями и портится. Действительно, снова и снова в отдельных пробах находят значительно более высокие остаточные количества, чем это допускается в среднем. А если кочанный салат вырос у обочины шоссе, а овощи росли под пологом опрыскиваемых плодовых деревьев или же коровам скармливали траву, скошенную вдоль шоссе, – что же тогда делать? Безусловно, было бы неправильным снять всякий запрет с этого молока, салата или овощей. Но разве лучшим решением будет сдать, например, это молоко на молочный завод, где оно в большом котле перемешается с другим, а яд при этом равномерно распределится в большем количестве молока?

И как знать вообще, в сколь редких случаях о таком «сверхнормативном» загрязнении отдельных партий продуктов становится известно? Далее, по моему мнению, еще большая опасность заключается во взаимодействии остатков различных токсикантов. При смешанном питании, характерном для человека, такая возможность смешения различных ядов существует практически постоянно, и их синергизм или иное взаимодействие может создать комбинированный отрицательный потенциал, превышающий допустимые пределы для отдельных ядов. Эту угрозу, безусловно, нельзя устранить, устанавливая максимально допустимые концентрации лишь для отдельных вредных веществ.

Один пример из практики поможет лучше понять, что означают те исключения, которые несколько портят столь прекрасную усредненную картину соблюдения действующих норм. В одном хозяйстве, где разводили шампиньоны, появились двукрылые – вредители грибов в таком количестве, что без энергичных мер борьбы с ними дальнейшее разведение шампиньонов стало бы просто нерентабельным. Однако выяснилось, что эффективная борьба с вредителем неизбежно приведет к увеличению остаточных количеств инсектицида сверх допустимого предела. Несмотря на это, служба защиты растений разрешила проведение соответствующих мер борьбы. Обоснование такого решения: грибы обыкновенно едят не каждый день, а маленькие дети вообще не едят шампиньонов.

Между тем вполне вероятно, что, когда поспеет спаржа, я буду есть ее каждый день, и помимо того, каждый день еще и по целому кочану салата! Но ведь тогда я не буду укладываться в рамки «обычных потребительских привычек», а установленные предельные уровни загрязнения ориентируются как раз на обычные потребительские привычки и не учитывают исключений.

Однако и эти официально установленные пределы сплошь и рядом не соблюдаются, и рискует в таких случаях не тот, кто применяет инсектицид, а потребитель, который вынужден мириться с этим, не так ли? Рюдт (Rüdt, 1978, S. 20...21) очень реалистично подходит к этой проблеме, когда пишет: «И все же нельзя недооценивать тот факт, что не столь уж: малая доля потребляемых нами продуктов питания содержит в недопустимых количествах остатки различных пестицидов». Далее (S. 22) он приводит такой факт из практики сангигиенического контроля: в 1976 г. около 30% обследованного винограда пришлось изъять из продажи по причине повышенного содержания в нем остатков ДДТ, которое иногда в 30 раз превышало максимально допустимую величину; еще един факт (S. 24): от 30 до 40% пищевых продуктов, предъявленных как якобы свободные от пестицидов, на самом деле содержали остаточные количества пестицидов (т.е. имел место «гешефт на свой страх и риск»). Эти данные не следует рассматривать просто как статистический материал, хотя снова и снова делается попытка создать впечатление, будто бы предельные уровни установлены с внушительным «запасом» (коэффициентом надежности). Справедливость моего скепсиса подтверждается и тем, что Рюдт приводит различные примеры заболеваний, вызванных превышением допустимых доз или вовсе недопустимыми примесями.

Тому, кто пожелает детально разобраться в современных принципах или основной процедуре официального установления допустимых величин, я рекомендую прочесть работу Пауленца и Абермана (Paulenz, Ackermann, 1981). Эти авторы, в частности, комментируют вышедшее 1 января 1981 г. в ГДР новое постановление «Об остатках пестицидов и средств регуляции биологических процессов в продуктах питания».

• Главы 61...70

• Оглавление

Дата публикации:

17 марта 2008 года