Из истории развития биологического мониторинга в России.
Глава 1. Современные представления о биомониторинге
Понятие биологического мониторинга. История развития биологический мониторинг в России и РБ
Термин "биологический мониторинг" был впервые предложен в 1980 году на семинаре, организованным Европейским экономическим сообществом (ЕЭС) совместно с Национальным институтом проблем безопасности труда и здравоохранения США (NIOSH), а также Управлением по безопасности труда и охране здоровья (OSHA) (Berlin, Yodaiken, Henman, 1984 г) в Люксембурге. Под данным термином понимают "измерение и оценку содержания химических агентов или их метаболитов в тканях, секрете, выделениях, а также в альвеолярном воздухе с целью определения величины воздействия и риска для здоровья посредством сравнения с соответствующими стандартами". Мониторинг - это действие на основе диагностических процедур, повторяющееся с определенными интервалами, имеющее профилактические и, в случае необходимости, корригирующие функции.
Биологический мониторинг - один из трех важнейших мероприятий, необходимых для профилактики заболеваний, обусловленных токсичными факторами или загрязнением окружающей среды. Этим же целям служит мониторинг окружающей среды и наблюдение за состоянием здоровья.
Последовательность событий, приводящих к развитию заболеваний подобного рода, может быть схематично представлена следующим образом: источник - воздействующий химический фактор (агент) - полученная внутренняя доза - биохимический или клеточный эффект - неблагоприятное воздействие на организм - заболевание. Взаимосвязь между различными видами мониторинга (биологическим, окружающей среды и вредного воздействия) и наблюдением за состоянием здоровья продемонстрирована. Определением количества токсичных веществ (напр.промышленных химикатов) в воздухе, воде, пище или на поверхностях, контактирующих с кожей, занимаетсямониторинг окружающей среды.
|
|
|
В результате процессов абсорбции, распределения, метаболизма и экскреции определенная часть внутренней дозы токсичного агента (т.е. количества вещества, абсорбированного или метаболизированного в организме в течение определенного промежутка времени) оказывается в жидких средах организма, где она и может быть определена. При действии внутренней дозы накритический орган (на котором неблагоприятное воздействие сказывается в первую очередь или наиболее сильно) возникают определенные биохимические и клеточные эффекты.
Биологический мониторинг и наблюдение за состоянием здоровья предполагают определение содержания химических агентов или их метаболитов в организме посредством оценки их биохимических и клеточных эффектов, а также выявления симптомов поражения критического органа. Кроме того, они используются для определения масштабов заболевания. Биологический мониторинг можно подразделить на: (а) мониторинг воздействия и (б) мониторинг эффекта, использующих соответственно индикаторы внутренней дозы и эффекта.
|
|
|
Цель биологического мониторинга: оценка риска для здоровья посредством определения внутренней дозы, отражающей, в свою очередь, биологически активную нагрузку химических факторов на организм. Доза загрязнения не должна достигать уровня, при котором могут проявиться патологические эффекты. Эффект считается патологическим или вредным, если снижается функциональная активность организма, уменьшается адаптационная способность к стрессам, способность к поддержанию гомеостаза, или повышается восприимчивость к другим воздействиям среды.
В зависимости от химического вещества или анализируемого биологического параметра термин "внутренняя доза" может быть интерпретирован по-разному (Bernard, Lauwerys, 1987 г).
Во-первых, он может означать количество абсорбированного химиката за короткий промежуток времени, к примеру, в течение одной рабочей смены. Концентрации загрязнителя в альвеолярном воздухе может определяться непосредственно в течение рабочей смены или на следующий день (образцы крови и альвеолярного воздуха могут храниться до 16 часов).
|
|
|
Во-вторых, если химическое вещество имеет большой биологический период полураспада (например, металлы в системе кровообращения), то величина внутренней дозы может отражать количество вещества, поступившего в организм на протяжении нескольких месяцев.
В-третьих, термин "внутренняя доза" может также означать количество накопленного в организме вещества. В этом случае внутренняя доза отражает распределение вещества по органам и тканям, из которых оно потом медленно выводится.
К примеру, для получения достоверной картины содержания в организме ДДТ, достаточно измерить их содержание в крови.
Наконец, величина внутренней дозы служит показателем количества химического вещества в местах его действия. Одной из наиболее важных и многообещающих возможностей применения данного показателя представляется определение соединений, образованных токсичными веществами с белками гемоглобина или с ДНК.
Биологический мониторинг эффекта направлен на выявление симптомов ранних обратимых изменений, возникающих в критическом органе. В этом смысле значение биологического мониторинга эффекта для наблюдения за здоровьем рабочих трудно переоценить.
|
|
|
Наряду с инструментальными методами оценки качества окружающей среды в последнее время широко используются методы биоиндикации (экологического индикации) и биотестирования. Эти методы основываются на использовании живых организмов в качестве тест-объектов, чувствительных к конкретным факторам окружающей среды. Объекты экологической индикации называют индикатами.
Экологическими индикаторами в экологии называют организмы, которые своим присутствием (гни отсутствием) в данной среде свидетельствуют о ее специфичности. Все индикаторы обязательно являются организмами-сгеноэками, видами с узким диапазоном толерантности. Индикаторы можно подразделить на:
· панареальные - проявляют индикаторные свойства на всем ареале обитания, например, тростник везде может служить индикатором иочв с избыточным увлажнением;
· региональные - проявляют индикаторные свойства только в пределах конкретных регионов, например, сосна обыкновенная в Прибалтике служит индикатором бедности почв, а в Карелии -индикатором выхода скальных пород на поверхность почвы;
· локальные - проявляют индикаторные свойства в том месте, где проводится тестирование.
В зависимости от индиката различают следующие виды биоиндикации:
· аэроиндикация - индикация состояния атмосферного воздуха;
· гидроиндикация - индикация состояния воды;
· литоиндикация - индикация состояния почвы;
· галииндикация - индикация уровня солености и другие.
Об экологических особенностях среды могут свидетельствовать не только обитающие в ней виды, но их особенности внешнего характера, например, хлорозы и некрозы растений. В настоящее время основную роль в контроле за состоянием окружающей среды играют санэпидемстанции. Однако для получения объективных, интегральных оценок загрязненности среды необходимо применять не только инструментальные методы, но и биоиндикацию. Конечно, прием биотестирования, как правило, не дает возможности установить весь спектр загрязняющих веществ, но зафиксировать сам факт присутствия в окружающей среде загрязнения позволяет достаточно быстро
Биоиндикация позволяет осуществлять:
· непрерывный контроль за состоянием окружающей среды (организмы-индикаторы, постоянно находясь в данной среде, обмениваются с ней веществом и энергией и вне зависимости от того, в какое время суток или дня недели произошел акт загрязнения среды, сигнализируют о нем изменениями в своем состоянии или гибелью);
· объектный контроль за состоянием окружающей среды (любой факт загрязнения неизбежно вызовет изменения в их состоянии или гибель),
· интегральный контроль за состоянием среды (индикаторы реагируют на любые опасные для их существования элементы, поэтому их гибель всегда однозначно свидетельствует о загрязнении среды).
Для решения задач биоиндикации и связанных с ними задач экологического прогнозирования необходимо уделять внимание четырем основным аспектам:
· разработке соответствующих методов и моделей;
· выделению системообразующих факторов;
· формулированию соответствующих целей прогнозирования
· оценке достоверности получаемых результатов.
·
Из истории развития биологического мониторинга в России.
Возможность использовать живые организмы в качестве показателя определенных природных условий писали еще ученые Древнего Рима и Греции. В трудах М.ВЛомоносова и А.Н.Радищева есть упоминания о растениях указателях особенностей почв, горных пород, подземных вод. В XIX веке выдающиеся российские геологи, А.М. Карпинский и П.А.Ососков писали о возможности растительной биоиндикации, и использовали характер распространения растений для составления геологических карт. Например, почвенные микроорганизмы и индикаторные растения служат при поисках различных полезных ископаемых. Большой вклад в развитие биоиндикации внес русский ученый-почвовед В.В.Докучаев. По комплексам почвенных животных можно определить типы почв и их изменение под влиянием хозяйственной деятельности человека. Проблемам биоиндикации загрязнений окружающей среды были посвящены труды чл.-корр. РАН Д.А.Криволуцкого. Разработкой теории биологического мониторинга занимались профессора МГУ им. М. В. Ломоносова В.Д. Федоров и К.С.Бурдин.Значительный вклад в разработку стратегии биомониторинга зон влияния ОУХО внесли российские ученые Т.Я.Ашихмина и А.И. Иванов. Начало работ по мониторингу было положено также в области санитарно-гигиенического нормирования. Однако человек не самый чувствительный из биологических видов и принцип «Защищен человек- защищены и экосистемы» неверен. Санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, различные пути поступления вредных веществ в организм. При этом редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ различными путями и с различными средами с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанное воздействие всего многообразия физических, химических и биологических факторов. Живые организмы, в том числе и человек, воспринимают антропогенное воздействие различных комплексов химических и физических факторов и их сочетаний. При изучении кумулятивности множества воздействий отмечаются парадоксальные эффекты сверхмалых доз на организмы животных и растений, наличие цепных процессов и отдаленных единичных влияний на различные сложно организованные экосистемы. Стохастической, трудно предсказуемой, является и реакция организмов людей, живущих в условиях техногенных искусственных экосистем. Известен парадоксальный эффект многих биологически активных соединений, когда сверхмалые дозы (ниже ПДК) оказывают на организм более сильное действие, чем их средние дозы и концентрации. Сравнительно недавно в массиве загрязняющих веществ стали выделять понятие «супертоксиканты» вещества, которые в малых дозах способны оказывать выраженное индуцирующее (усиливающее) или ингибирующее (угнетающее) действие на ферменты. Супертоксиканты характеризуются чрезвычайной стойкостью в окружающей среде и практически отсутствием предела токсичности (сверхкумуляцией). Они присутствуют практически во всех средах, циркулируют в них, и через компоненты окружающей среды проявляют свое действие на живые организмы, вызывая мутагенный, канцерогенный эффект, подавляя клеточный иммунитет, поражая внутренние органы. Для аналитического определения супертоксикантов в природных объектах и биотканях необходимы специальные лаборатории, оборудование и высококвалифицированные специалисты- аналитики. В последние годы в практику биомониторинга все шире внедряются новые приборные биотесты, позволяющие в короткий интервал времени провести эко-токсикологический анализ почвы, воды и воздуха. Особое внимание уделяется внедрению биотестов для оценки генотоксичности. Разрабатываются биотесты для обнаружения генных и хромосомных мутаций (Mutatox test, GreenScreen EM, метод ДНК-комет и др.).
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1569; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!