ЕКОЛОГІЧНА БІОХІМІЯ - Навчальний посібник - В. М. Ісаєнко 2005

Розділ 10. БІОТРАНСФОРМАЦІЯ КСЕНОБІОТИКІВ

10.2. Поведінка ксенобіотиків в екосистемах

Основні шляхи поведінки ксенобіотиків в екосистемах обумовлюються реакціями деградації, окисно-відновними та кон’югації, переходом з одного середовища в інше, адсорбцією на біотичному або абіотичному матеріалі.

Перебіг цих процесів в екосистемах відбувається за взаємодії біологічних і абіотичних факторів. Вони визначають швидкість і глибину перетворення ксенобіотиків. Швидкість біодеградації ксенобіотиків організмами залежить від їхньої здатності проникати в клітину, підпадати під дію клітинних ферментів тошо. Деградація ксенобіотиків може відбуватися також фізико-хімічним чином (гідроліз у воді, фотоліз під дією світла тощо).

Для певних ксенобіотиків характерна висока стійкість (персистентність) у біосфері. Крім цього, продукти розпаду деяких ксенобіотиків є стійкішими або токсичними. Так, наприклад, пестицид пропанід гідролізується в агроекосистемах з утворенням 3,4-дихлор-аніліну, який дуже довго зберігається в ґрунті.

Проблемі стійкості ксенобіотиків та продуктів їх перетворення приділяється надзвичайна увага під час оцінювання їхнього можливого впливу на біогеоценоз. Серед ксенобіотиків є такі, які дуже повільно або майже не розкладаються. Деякі з них взагалі не здатні розкладатися або руйнуватися. До таких належать насамперед важкі метали. їхні атоми можуть входити до різних сполук, але все одно залишаються в довкіллі.

До забруднень, які дуже повільно зменшуються в біосфері, належить радіоактивне від радіоізотопів з довготривалим (десятки, сотні і тисячі років) періодом розпаду.

Окисно-відновні реакції, як і деградації, можуть відбуватися за участю ферментів, у неензиматичних умовах. Останнє може здійснюватися, наприклад, під впливом оксигену повітря або розчиненого у воді, окиснення за участю вільних радикалів, пероксиду гідрогену тощо.

Одним з істотних способів детоксикації ксенобіотиків є їх кон’югація з різними органічними сполуками. В організмах тварин кон’югація, як правило, приводить до утворення сполук, що значно легше виводяться з організму (сечею, екскрементами). Однак ці кон’югати потрапляють у грунт або воду і продовжують циркулювати в біогеоценозі.

За трансформації ксенобіотиків вони можуть істотно змінювати свої властивості щодо водо- та жиророзчинності. Від цього змінюється здатність ксенобіотиків перетинати клітинні мембрани та нагромаджуватися всередині клітин. Це, у свою чергу, впливає на доступність ксенобіотиків для дії внутрішньоклітинних ферментів. Вона може знижуватися в результаті адсорбції на частинках біотичного або абіотичного походження. Процеси адсорбції ксенобіотиків суттєво впливають на їхню стійкість в екосистемі.

Значну небезпеку для людини та біосфери становить акумуляція ксенобіотиків у живих організмах. Унаслідок цього може підсилюватися їхня токсична дія. Разом з тим це явище може бути використане для біомоніторингу.

Важливо те, що залежно від процесу та етапу біотрансформації ксенобіотики і продукти їх перетворення можуть переходити зворотньо з одного блоку біогеоценозу в інший — з води в ґрунт, з води — в повітря, з організму — у фунт чи воду і т. д. Такі масштабні переходи мають велике значення. Так, наприклад, леткість ряду пестицидів і здатність їх під час випаровування з фунту або води переходити у повітря може призвести до їх подальшого перенесення на великі відстані з повітряними масами.

Розгляд способів метаболізму ксенобіотиків у живих організмах і сформованих ними екосистемах свідчить, що існує певна спільність їхньої біотрансформації. За всієї потужності біохімічних процесів, за допомогою яких живі організми захищаються або зменшують дію ксенобіотиків, їхні можливості обмежені.





Для любых предложений по сайту: [email protected]