И физиологических систем животных

У высших животных, включая человека, при всем разнообразии индивидуальных адаптаций развитие ее характеризуется общими закономерностями. Выделяются два этапа: первоначальный — срочной, но несовершенной адаптации и последующий этап — долговременной совершенной адаптации. Для обеспечения дополнительных энергетических затрат организма в процессе эволюции сформировался специальный физиологический механизм, описанный впервые Г. Селье и названный стрессом или общим адаптационным синдромом (ОАС). Стресс обеспечивается деятельностью гормонов надпочечников и половых желез. По совокупности физиологических показателей и состоянию надпочечных желез выделяют три стадии стресса: активации, тренировка, истощение или дистресс (Селье, 1960). Дистресс наступает в том случае, если орган, физиологическая система или весь организм не справляется с воздействующими на него факторами, что приводит к различного типа патологиям — заболеваниям.

В развитии всего адаптационного комплекса организма можно выделить индивидуальный тип адаптивных реакций, направленный на самосохранение, выживание, и видовой — связанный с сохранением вида и популяции. К видовому типу адаптации относятся физиологические системы и органы, ответственные за воспроизводство, — мужская и женская половые системы и весь комплекс физиологических механизмов, ответственных за нормальное воспроизводство потомков.

Наиболее чувствительными к влиянию стрессоров являются гипоталамус — отдел головного мозга, ответственный за запуск стрессового механизма физиологических реакций, кора надпочечных желез, щитовидная железа, система желудочно-кишечного тракта, система крови, система сперматогенеза и женская половая система.

Следовательно, независимо от типа влияния естественного или антропогенного фактора при условии превышения его физиологического уровня в организме, развивается общий адаптационный синдром или стресс. Определение уровня стрессированности организма животных и человека можно проводить по хорошо известным биохимическим и морфологическим методикам состояния надпочечных желез. Углубление стрессовой ситуации приводит к развитию симптомов язвенной болезни и нарушению как в системе сперматогенеза, так и функционировании гонад.

Последующее усиление отрицательно действующего фактора стимулирует патологическое изменение органа- мишени: воспаление легких, сердечная недостаточность, цирроз печени, пиелонефриты, язвенные заболевания, и развитие раковых заболеваний. Появление и развитие злокачественных заболеваний животных используется в качестве биотеста, указывающего на полное несоответствие окружающей среды адаптационным возможностям организма.

Так при хроническом действии электромагнитных полей характерны раковые заболевания кожи, мозга, грудных желез. При действии радиации — канцерогенные заболевания крови — лейкозы. Выхлопные газы автотранспорта и аэрозоли угольной, нефтяной промышленности — рак легких. Тяжелые металлы, пестициды и органические загрязнения — рак желудка, печени и почек. Полициклические ароматические соединения — рак мошонки.

В качестве примера рассмотрим ситуацию с судаком, запущенным в 1963–1964 гг. в качестве промысловой рыбы в озеро Балхаш, на берегу которого находился один из крупнейших в СССР горнометаллургических комбинатов, сливавший все свои неочищенные отходы в озеро. Выпущенный судак интенсивно размножился. Являясь хищником, активно стал накапливать канцерогенные вещества, и в течение 1967–1969 гг. произошло массовое поражение данного вида рыбы злокачественными новообразованиями на голове, спине, брюшной стороне, видимое невооруженным глазом. Последующая массовая гибель судака облегчила его страдания, но не изменила тяжелой экологической ситуации озера Балхаш.

Необходимо отметить, что различные органы в зависимости от их функционального назначения обладают способностью к накоплению радионуклидов, тяжелых металлов и токсических соединений. Например, стронций и цезий активно накапливаются в костях животных и печени. В печени и почках количество нуклидов может превышать их содержание по сравнению с мышцами в радиоактивно загрязненных районах в 1000 раз. Метилртутные и ртутьорганические соединения, накапливаясь в печени животных, легко проникают через гематоэнцефалический барьер мозга и вызывают нейротоксические эффекты. В 1972 г. был разработан метод, позволяющий по оценке количества ртути в птичьих перьях оценивать общую загрязненность ртутью среды обитания птиц (Vermeer, Armstrong, 1978). Кадмий, являясь одним из самых ядовитых тяжелых металлов, способен долго сохраняться в организме животных, и поэтому в печени у долгоживущих видов рыб и птиц его концентрация способна возрасти в 30 000 раз. Нитраты, накапливаясь в печени и почках, поступая в кровь, связываются с гемоглобином, препятствуют связыванию гемоглобина с кислородом и могут быть определены методами спектрального анализа.

Следовательно, биоиндикация органов и физиологических систем организма носит, как правило, неспецифический характер на всех уровнях устойчивости организма. В то же время дифференцированная способность к накоплению различными органами организма вредных техногенных веществ, позволяет весьма успешно, при использовании физико-химических методов, выявлять уровни загрязненности среды обитания.