Der Einfluss von Xenobiotika auf den menschlichen Körper. Xenobiotika – was ist das? Klassifizierung und Merkmale Quellen der Umweltverschmutzung durch Xenobiotika

INHALTSVERZEICHNIS.

EINFÜHRUNG 3

XENOBIOTISCHES UMWELTPROFIL 4

GEHEIMNIS UND UNvorhergesehene GEFAHR. 5

DIOXINS MARSCH ÜBER DEN PLANETEN 9

„OPERATION RANCH HAND“ – VERBRECHEN DES JAHRHUNDERTS 9

Was ist über die Eigenschaften von Dioxin bekannt? elf

DIOXIN-TOXIZITÄT BEI EINMALIGER VERABREICHUNG. 12

DIOXIN UND SEINE SPUREN IN VIETNAM. 13

Lassen Sie nicht zu, dass sich Dioxin in der Biosphäre ansammelt! 15

REFERENZLISTE. 17

EINFÜHRUNG

Die Entwicklung der Industrie ist untrennbar mit der Erweiterung des Spektrums der eingesetzten Chemikalien verbunden. Der zunehmende Einsatz von Pestiziden, Düngemitteln und anderen Chemikalien ist ein charakteristisches Merkmal der modernen Land- und Forstwirtschaft. Dies ist der objektive Grund für die stetige Zunahme chemischer Gefahren für die Umwelt, die in der Natur menschlichen Handelns verborgen liegen.

Noch vor wenigen Jahrzehnten wurden Chemieabfälle aus der Produktion einfach in die Umwelt gekippt und Pestizide und Düngemittel aus utilitaristischen Gründen nahezu unkontrolliert über weite Flächen versprüht. Gleichzeitig wurde davon ausgegangen, dass gasförmige Stoffe sich schnell in der Atmosphäre auflösen sollten, Flüssigkeiten sich teilweise in Wasser auflösen und von den Emissionsorten weggetragen werden sollten. Obwohl sich Feinstaub in den Regionen erheblich anreicherte, wurde das Gefährdungspotenzial durch Industrieemissionen als gering eingeschätzt. Der Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln hatte einen wirtschaftlichen Effekt, der um ein Vielfaches größer war als der durch Giftstoffe verursachte Schaden für die Natur.

Doch bereits 1962 erschien Rachel Carsons Buch Silent Spring, in dem die Autorin Fälle von Massensterben von Vögeln und Fischen durch den unkontrollierten Einsatz von Pestiziden beschreibt. Carson kam zu dem Schluss, dass die beobachteten Auswirkungen von Schadstoffen auf die Tierwelt auch auf eine drohende Katastrophe für den Menschen schließen lassen. Dieses Buch erregte die Aufmerksamkeit aller. Es sind Umweltschutzorganisationen und staatliche Gesetze zur Regulierung xenobiotischer Emissionen erschienen. Mit diesem Buch begann tatsächlich die Entwicklung eines neuen Wissenschaftszweigs – der Tiertoxikologie.

Als eigenständige Wissenschaft wurde die Ökotoxikologie von Rene Traut identifiziert, der 1969 erstmals zwei völlig unterschiedliche Fachgebiete miteinander verknüpfte: Ökologie (nach Krebs die Wissenschaft von Beziehungen, die die Verbreitung und den Lebensraum von Lebewesen bestimmen) und Toxikologie. Tatsächlich umfasst dieser Wissensbereich zusätzlich zu den angegebenen auch Elemente anderer Naturwissenschaften wie Chemie, Biochemie, Physiologie, Populationsgenetik usw.

Es gibt eine Tendenz, den Begriff Ökotoxikologie nur zu verwenden, um sich auf den Wissensbestand über die Auswirkungen von Chemikalien auf andere Ökosysteme als den Menschen zu beziehen. Laut Walker et al. (1996) ist Ökotoxikologie die Untersuchung der schädlichen Auswirkungen von Chemikalien auf Ökosysteme. Indem diese Definition menschliche Objekte aus dem Spektrum der von der Ökotoxikologie betrachteten Objekte ausschließt, bestimmt sie den Unterschied zwischen Ökotoxikologie und Umwelttoxikologie und bestimmt den Untersuchungsgegenstand der letzteren. Der Begriff Umwelttoxikologie soll nur für Untersuchungen der direkten Auswirkungen von Umweltschadstoffen auf den Menschen verwendet werden.

Bei der Untersuchung der Auswirkungen von in der Umwelt vorhandenen Chemikalien auf Menschen und menschliche Gemeinschaften greift die Umwelttoxikologie auf bereits etablierte Kategorien und Konzepte der klassischen Toxikologie zurück und wendet in der Regel deren traditionelle experimentelle, klinische und epidemiologische Methodik an. Gegenstand der Forschung sind die Mechanismen, Entwicklungsdynamiken, Erscheinungsformen der schädlichen Wirkungen von Giftstoffen und deren Umwandlungsprodukte in der Umwelt auf den Menschen.

Bei aller Zustimmung zu diesem Ansatz und einer positiven Bewertung seiner praktischen Bedeutung ist jedoch zu beachten, dass die methodischen Unterschiede zwischen Ökotoxikologie und Umwelttoxikologie vollständig aufgehoben werden, wenn der Forscher damit beauftragt wird, die indirekten Auswirkungen von Schadstoffen auf die menschliche Bevölkerung zu bewerten (z. B , verursacht durch toxische Veränderung von Biota), oder im Gegenteil, um die Wirkungsmechanismen von Chemikalien in der Umwelt auf Vertreter einer bestimmten Art von Lebewesen herauszufinden.

XENOBIOTISCHES UMWELTPROFIL

Aus der Sicht eines Toxikologen sind die abiotischen und biotischen Elemente dessen, was wir Umwelt nennen, allesamt komplexe, manchmal organisierte Agglomerate, Mischungen unzähliger Moleküle.

Für die Ökotoxikologie sind nur Moleküle von Interesse, die bioverfügbar sind, also fähig, nicht mechanisch mit lebenden Organismen zu interagieren. In der Regel handelt es sich dabei um Verbindungen, die in gasförmigem oder flüssigem Zustand vorliegen, in Form wässriger Lösungen, an Bodenpartikeln und verschiedenen Oberflächen adsorbiert sind, feste Stoffe, jedoch in Form von Feinstaub (Partikelgröße unter 50 Mikrometer), und schließlich Stoffe, die mit der Nahrung in den Körper gelangen.

Einige der bioverfügbaren Verbindungen werden von Organismen genutzt und nehmen an den Prozessen ihres Kunststoff- und Energieaustauschs mit der Umwelt teil, d. h. fungieren als Lebensraumressourcen. Andere werden, wenn sie in den Körper von Tieren und Pflanzen gelangen, nicht als Energie- oder Kunststoffquelle genutzt, sind aber in ausreichenden Dosen und Konzentrationen in der Lage, den Verlauf normaler physiologischer Prozesse erheblich zu verändern. Solche Verbindungen werden als Fremdstoffe oder Xenobiotika (lebensfremd) bezeichnet.

Die Gesamtheit der in der Umwelt (Wasser, Boden, Luft und lebende Organismen) enthaltenen fremden Stoffe in einer Form (Aggregatzustand), die es ihnen ermöglicht, chemische und physikalisch-chemische Wechselwirkungen mit biologischen Objekten des Ökosystems einzugehen, bildet das xenobiotische Profil der Biogeozänose. Das xenobiotische Profil ist neben Temperatur, Licht, Luftfeuchtigkeit, trophischen Bedingungen usw. als einer der wichtigsten Umweltfaktoren anzusehen, der durch qualitative und quantitative Merkmale beschrieben werden kann.

Ein wichtiges Element des xenobiotischen Profils sind Fremdstoffe, die in den Organen und Geweben von Lebewesen enthalten sind, da sie alle früher oder später von anderen Organismen aufgenommen werden (d. h. bioverfügbar sind). Im Gegensatz dazu haben Chemikalien, die in festen, nicht luftdispergierbaren und wasserunlöslichen Objekten (Gestein, feste Industrieprodukte, Glas, Kunststoff usw.) fixiert sind, keine Bioverfügbarkeit. Sie können als Quellen für die Bildung eines xenobiotischen Profils angesehen werden.

Xenobiotische Profile der Umwelt, die während der Evolutionsprozesse auf dem Planeten über Millionen von Jahren entstanden sind, können als natürliche xenobiotische Profile bezeichnet werden. Sie sind in verschiedenen Regionen der Erde unterschiedlich. Die in diesen Regionen vorhandenen Biozönosen (Biotope) sind in gewissem Maße an die entsprechenden natürlichen xenobiotischen Profile angepasst.

Verschiedene natürliche Kollisionen und in den letzten Jahren auch die menschliche Wirtschaftstätigkeit verändern das natürliche xenobiotische Profil vieler Regionen (insbesondere urbanisierter) teilweise erheblich. Als Ökoschadstoffe (Schadstoffe) wirken chemische Stoffe, die sich in für sie ungewöhnlichen Mengen in der Umwelt anreichern und zu Veränderungen des natürlichen xenobiotischen Profils führen. Eine Veränderung des xenobiotischen Profils kann aus einer übermäßigen Anreicherung eines oder mehrerer Umweltschadstoffe in der Umwelt resultieren (Tabelle 1).

Tabelle 1. Liste der wichtigsten Umweltschadstoffe

Dies führt nicht immer zu schädlichen Folgen für die Tierwelt und die Bevölkerung. Nur ein Ökoschadstoff, der sich in der Umwelt in einer Menge angereichert hat, die ausreicht, um einen toxischen Prozess in der Biozönose (auf jeder Organisationsebene der lebenden Materie) auszulösen, kann als ökotoxischer Stoff bezeichnet werden.

Eine der schwierigsten praktischen Aufgaben der Ökotoxikologie ist die Bestimmung der quantitativen Parameter, bei denen ein Ökoschadstoff in einen Ökotoxiker umgewandelt wird. Bei der Lösung dieses Problems muss berücksichtigt werden, dass unter realen Bedingungen das gesamte xenobiotische Profil der Umwelt die Biozönose beeinflusst und dadurch die biologische Aktivität eines einzelnen Schadstoffs verändert. Daher sind in verschiedenen Regionen (unterschiedliche xenobiotische Profile, unterschiedliche Biozönosen) streng genommen die quantitativen Parameter der Umwandlung eines Schadstoffs in ein Ökotoxikum unterschiedlich.

Die Ökotoxikokinetik ist ein Zweig der Ökotoxikologie, der das Schicksal von Xenobiotika (Ökoschadstoffen) in der Umwelt untersucht: die Quellen ihres Auftretens; Verteilung in abiotischen und biotischen Elementen der Umwelt; Umwandlung von Xenobiotika in der Umwelt; Beseitigung aus der Umwelt.

GEHEIMNIS UND UNvorhergesehene GEFAHR.

Dioxine und dioxinähnliche Verbindungen wurden in den Gewässern des Baikalsees, in Fischen, Zoo- und Phytoplankton sowie in den Eiern von Vögeln gefunden, die an den Ufern und Inseln des „heiligen Meeres“ leben. Sie werden auch „Abbauhormone“ oder „Hormone der vorzeitigen Alterung“ genannt. Dioxine gelten als besonders gefährliche persistente organische Schadstoffe, da sie gegenüber photolytischem, chemischem und biologischem Abbau sehr resistent sind. Dadurch können sie lange Zeit in der Umwelt verbleiben. Gleichzeitig gibt es für Dioxine keine „Wirkungsschwelle“, das heißt, selbst ein Molekül ist in der Lage, eine abnormale Zellaktivität auszulösen und eine Reaktionskette auszulösen, die die Körperfunktionen stört. dass die US-Streitkräfte während der Feindseligkeiten in Vietnam unter anderem aktiv chemische Waffen, das Dioxin enthaltende Herbizid „Orange Agent“. Diese Droge verursachte einen künstlichen Laubfall im Dschungel und beraubte die vietnamesischen Guerillas ihrer natürlichen und wichtigsten Zufluchtsstätte

Die Wirkung von Dioxinen auf den Menschen beruht auf ihrem Einfluss auf Rezeptoren für endokrine und hormonelle Störungen, der Gehalt an Sexualhormonen, Schilddrüsen- und Bauchspeicheldrüsenhormonen verändert sich, was das Risiko für die Entwicklung von Diabetes mellitus erhöht und die Prozesse der Pubertät und der fetalen Entwicklung werden gestört . Kinder bleiben in der Entwicklung zurück, ihre Bildung wird behindert und junge Menschen entwickeln alterstypische Krankheiten. Generell steigt die Wahrscheinlichkeit von Unfruchtbarkeit, Fehlgeburten, angeborenen Defekten und anderen Anomalien. Auch die Immunantwort verändert sich, wodurch die Anfälligkeit des Körpers für Infektionen zunimmt und die Häufigkeit allergischer Reaktionen und Krebserkrankungen zunimmt.

In der Toxikologie bezieht sich der Begriff „Dioxin“ auf ein Derivat dieser Verbindung, nämlich 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin, das einen Vertreter einer großen Gruppe äußerst gefährlicher Xenobiotika aus der Gruppe der polychlorierten polyzyklischen Verbindungen darstellt. Zu den besonders gefährlichen Stoffen zählen polychlorierte aromatische Verbindungen mit kondensierten Ringen. Im Körper aktivieren (induzieren) sie die Synthese eisenhaltiger Enzyme – Cytochrome P-450, was in der Regel zu Stoffwechselstörungen und Schäden an einzelnen Organen und Geweben führt. Da solche Verbindungen eine hohe Symmetrie besitzen, können sie lange Zeit im Körper existieren. Dioxin ist eines der heimtückischsten Gifte, die die Menschheit kennt. Im Gegensatz dazu kennt die Geschichte der Menschheit viele Fälle des Auftretens großer Mengen potenziell gefährlicher Substanzen in der Biosphäre. Der Einfluss dieser Fremdstoffe (Xenobiotika) auf lebende Organismen hat manchmal tragische Folgen, wie die Geschichte des Insektizids DDT zeigt. Dioxin wurde noch berüchtigter, als es in den 50er und 60er Jahren in einer Reihe westlicher Länder sowie in Südvietnam während des Chemiekrieges der Vereinigten Staaten in der Zeit von 1961 bis 1972 auftrat. Dioxin ist in der organischen Chemie enthalten ein sechsgliedriger Heterozyklus genannt, bei dem zwei Sauerstoffatome durch zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen verbunden sind. In der Toxikologie bezieht sich der Begriff „Dioxin“ auf ein Derivat dieser Verbindung, nämlich 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin, das stellvertretend für eine große Gruppe äußerst gefährlicher Xenobiotika aus der Gruppe der polychlorierten polyzyklischen Verbindungen steht. Zu den besonders gefährlichen Stoffen zählen polychlorierte aromatische Verbindungen mit kondensierten Ringen. Im Körper aktivieren (induzieren) sie die Synthese eisenhaltiger Enzyme – Cytochrome P-450, was in der Regel zu Stoffwechselstörungen und Schäden an einzelnen Organen und Geweben führt. Aufgrund ihrer hohen Symmetrie können solche Verbindungen lange Zeit im Körper existieren.

Dioxin ist eines der heimtückischsten Gifte, die die Menschheit kennt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Giften, deren Toxizität mit der Unterdrückung bestimmter Körperfunktionen verbunden ist, wirken sich Dioxine und ähnliche Xenobiotika auf den Körper aus, da sie die Aktivität einer Reihe oxidativer eisenhaltiger Enzyme (Monooxygenasen) stark steigern (induzieren) können ), was zu einer Störung des Stoffwechsels vieler lebenswichtiger Substanzen und zu Unterdrückungsfunktionen einer Reihe von Körpersystemen führt. Dioxin ist aus zwei Gründen gefährlich. Erstens verbleibt es in der Umwelt, wird effektiv über Nahrungsketten transportiert und wirkt sich daher über einen langen Zeitraum auf lebende Organismen aus. Zweitens sogar. In für den Körper relativ ungefährlichen Mengen erhöht Dioxin die Aktivität hochspezifischer Lebermonooxygenasen erheblich, die viele Substanzen synthetischen und natürlichen Ursprungs in für den Körper gefährliche Gifte umwandeln. Daher besteht bereits bei geringen Dioxinmengen die Gefahr einer Schädigung lebender Organismen durch in der Natur vorkommende, normalerweise harmlose Xenobiotika. Schon aus der obigen oberflächlichen Beschreibung wird deutlich, wie wichtig und komplex das Problem des Schutzes vor diesem gefährlichen Xenobiotikum ist. Daher stellt in den Vereinigten Staaten, wo erhebliche Mengen Dioxin in die Umwelt gelangen, allein die Bundesregierung jährlich 5 Millionen US-Dollar für die Untersuchung dieses Problems bereit.

Seit 1971 Das Problem von Dioxin und verwandten Verbindungen wird in den USA regelmäßig auf Sonderkonferenzen diskutiert, die seit kurzem jährlich als internationale Foren von Wissenschaftlern aus interessierten Ländern abgehalten werden. Die Aufmerksamkeit für dieses Problem spiegelt sich in der umfangreichen wissenschaftlichen Literatur zu Dioxin wider, die teilweise in zusammengefasst ist Sammlungen: Dioxin: toxikologische und chemische Aspekte. N.Y.-Ln, 1978, v.1; Dioxine. Quellen, Exposition, Transport und Kontrolle. Ohio, 1980, V.1,2. In den letzten 10 bis 12 Jahren wurden die wissenschaftlichen Aspekte dieses Problems ausführlich untersucht. Alles, was über Dioxin gelernt wurde, weist auf die extreme Gefährlichkeit dieses Stoffes für den Menschen, insbesondere bei chronischen Vergiftungen, hin und ermöglicht es uns, die Hauptaufgaben zu formulieren, vor denen die Menschheit im Zusammenhang mit dem Auftreten dieses Xenobiotikums in der Natur steht. Gleichzeitig hat die Dioxinproblematik auch soziale, politische und militärische Aspekte. Aus diesem Grund versuchen sie in einigen westlichen Ländern und insbesondere in den Vereinigten Staaten bewusst, bestimmte Aspekte des Problems zu verschleiern, indem sie keine Informationen veröffentlichen, die die Gefahr dieses Giftes für die Menschheit aufzeigen, und die Ergebnisse falscher Experimente zur Urteilsbildung heranziehen über Dioxin usw.

Die Geschichte des Dioxins ist eng mit den Problemen der gewinnbringenden Assimilation von polychlorierten Benzolen verbunden, die Abfälle einer Reihe großer chemischer Industrien sind. Anfang der 30er Jahre entwickelte Dow Chemical (USA) ein Verfahren zur Herstellung von Polychlorphenolen aus Polychlorbenzolen durch alkalische Hydrolyse bei hohen Temperaturen unter Druck und zeigte, dass diese Präparate, sogenannte Daucide, wirksame Mittel zur Holzkonservierung sind. Bereits 1936 gab es Berichte über Massenerkrankungen unter Arbeitern. Mississippi engagierte sich mit diesen Agenten für den Holzschutz. Die meisten von ihnen litten an einer schweren Hautkrankheit – Chlorakne, die zuvor bei Arbeitern in der Chlorproduktion beobachtet worden war. Im Jahr 1937 wurden Fälle ähnlicher Krankheiten bei Arbeitern einer Fabrik in Midland (Michigan, USA) beschrieben, die an der Herstellung von Dauciden beteiligt war. Eine Untersuchung der Schadensursachen in diesen und vielen ähnlichen Fällen führte zu dem Schluss, dass der chloraknogene Faktor nur in technischen Dauziden vorhanden ist und reine Polychlorphenole keine ähnliche Wirkung haben. Die Ausweitung des Schadensausmaßes durch Polychlorphenole war in der Folge auf deren Verwendung zu militärischen Zwecken zurückzuführen. Während des Zweiten Weltkriegs wurden in den USA die ersten Herbizide mit hormonähnlicher Wirkung auf Basis von 2,4-Dichlor- und 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäuren (2,4-D und 2,4,5-T) gewonnen USA. Diese Medikamente wurden entwickelt, um die japanische Vegetation abzutöten, und wurden kurz nach dem Krieg von der US-Armee übernommen. Gleichzeitig wurden diese Säuren, ihre Salze und Ester zur chemischen Unkrautbekämpfung in Getreidekulturen sowie Mischungen aus 2,4-D- und 2,4,5-T-Estern zur Zerstörung unerwünschter Baum- und Strauchvegetation eingesetzt . Dies ermöglichte es den militärisch-industriellen Kreisen der USA, 2,4-Dichlor-, 2,4,5-Trichlorphenole und auf ihrer Basis die Säuren 2,4-D und 2,4,5-T in großem Maßstab herzustellen. Glücklicherweise hatten die Herstellung und Verwendung von 2,4-D keine negativen Folgen für die Menschheit. Im Gegenteil, die Untersuchung der Eigenschaften von 2,4-D und seinen Derivaten war ein starker Impuls für die Entwicklung der modernen Herbizidchemie.

Ganz anders entwickelten sich die Ereignisse im Zusammenhang mit der Ausweitung des Produktions- und Verwendungsumfangs von 2,4,5-T. Bereits 1949 In der Nitro-Anlage (West Virginia, USA), die 2,4,5-Trichlorphenol herstellt, kam es zu einer Explosion. 250 Menschen wurden schwer verletzt. Diese Tatsache wurde zwar erst Ende der 70er Jahre bekannt, und die Folgen der Explosion für die örtliche Bevölkerung und die Umwelt sind noch immer rätselhaft. In den 50er Jahren tauchten Berichte über häufige Verletzungen durch technisches 2,4,5-T und Trichlorphenol in Chemieanlagen in Deutschland und Frankreich mit den Folgen von Explosionen in Ludwigshafen (1953, BASF-Werk) und Grenoble (1956, BASF-Werk) auf. Ron Poulenc“) wurden ausführlich und ausführlich besprochen. Auch in den USA kam es in den 50er Jahren zu zahlreichen Fällen von Arbeiterverletzungen durch Trichlorphenol (in den Werken von Dow Chemical, Monsanto, Hooker, Diamond etc.). Allerdings wurden diese Vorfälle erst Ende der 70er Jahre öffentlich bekannt. Besonders reich an dioxinbedingten Ereignissen war der Zeitraum von 1961 bis 1970, als die 2,4,5-T-Anlagen aufgrund massiver militärischer Beschaffung durch die US-Armee mit maximaler Kapazität betrieben wurden. Massenverletzte durch Explosionen in Fabriken kam es in den USA, Italien, Großbritannien, Holland und Frankreich. Über alle diese Vorfälle (mit Ausnahme derjenigen, die sich in Frankreich ereigneten) wurde erst Ende der 70er Jahre in der Presse berichtet. Besonders schlimm waren die Folgen der Explosion im Philips Duffard-Werk in Amsterdam (1963), nach der die Werksverwaltung gezwungen war, Geräte und Produktionsanlagen zu demontieren und ins Meer zu schütten. Auch das letzte Jahrzehnt verlief nicht ohne zahlreiche Zwischenfälle Produktions- und Verarbeitungsanlagen 2,4,5-Trichlorphenol. Die schlimmste Katastrophe ereignete sich in der Stadt Seveso (1976, Italien), unter der nicht nur Arbeiter, sondern auch die örtliche Bevölkerung litten. Um die Folgen dieses Vorfalls zu beseitigen, musste die oberflächliche Erdschicht großflächig abgetragen werden.

Der Weg, eine Verseuchung des Landes mit Dioxinen zu vermeiden, besteht darin, alles gemäß den Regeln zu tun. Schema der Dioxinbildung bei der alkalischen Hydrolyse von Tetrachlorbenzol. Diese Reaktion wird üblicherweise in einer Lösung von Methanol (CH 3 OH) unter Druck bei einer Temperatur über 165 °C durchgeführt. Das gebildete Natriumtrichlorphenolatatom wird immer teilweise in Prädioxin und dann in Dioxin umgewandelt. Bei einem Temperaturanstieg auf 210 °C nimmt die Geschwindigkeit dieser Nebenreaktion stark zu und unter härteren Bedingungen wird Dioxin zum Hauptprodukt der Reaktion. In diesem Fall ist der Prozess unkontrollierbar und endet unter Produktionsbedingungen in einer Explosion. Die Ursachen für Verletzungen von Arbeitern, die an der Herstellung und Verarbeitung von 2,4,5-Trichlorphenol beteiligt waren, wurden 1957 ermittelt. fast gleichzeitig von drei Gruppen von Wissenschaftlern durchgeführt. G. Hoffmann (Deutschland) isolierte den chloraknogenen Faktor von technischem Trichlorphenol in seiner reinen Form, untersuchte seine Eigenschaften und physiologische Aktivität und schrieb ihm die Struktur von Tetrachlordibenzofuran zu. Die synthetisierte Probe dieser Verbindung hatte tatsächlich die gleiche Wirkung auf Tiere wie technisches Trichlorphenol. Gleichzeitig machte K. Schulz (Deutschland), ein Spezialist auf dem Gebiet der Hautkrankheiten, darauf aufmerksam, dass die Schadenssymptome seines Klienten, der mit chlorierten Dibenzoparadioxinen arbeitete, mit den Symptomen von identisch seien Schäden durch technisches Trichlorphenol. Seine Untersuchungen zeigten, dass der chloraknogene Faktor von technischem Trichlorphenol tatsächlich 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-para-dioxin (Dioxin) ist – ein unvermeidliches Nebenprodukt der alkalischen Verarbeitung von symmetrischem Tetrachlorbenzol. Später wurden die Informationen von K. Schultz in den Arbeiten anderer Wissenschaftler bestätigt. Die hohe Toxizität von Dioxin wurde 1957 festgestellt. und in den USA. Dies geschah nach einem Unfall mit dem amerikanischen Chemiker J. Dietrich, der bei der Synthese von Dioxin und seinen Analoga eine schwere Verletzung erlitt, die an technisches Trichlorphenol erinnerte, und lange Zeit im Krankenhaus lag. Diese Tatsache blieb, wie viele andere Vorfälle bei der Trichlorphenolproduktion in den Vereinigten Staaten, der Öffentlichkeit verborgen, und die von einem amerikanischen Chemiker synthetisierten halogenierten Dibenzo-p-dioxine wurden vom Militärministerium zu Untersuchungszwecken beschlagnahmt. So wurde Ende der 50er Jahre die Ursache häufiger Verletzungen durch technisches Trichlorphenol identifiziert und die Toxizität von Dioxin und Tetrachlordibenzofuran festgestellt. Darüber hinaus veröffentlichte K. Schultz 1961 ausführliche Informationen über die extrem hohe Toxizität von Dioxin für Tiere und wies auf die besondere Gefahr chronischer Schäden durch dieses Gift hin. Somit ist Dioxin 25 Jahre nach seinem Auftreten in der Natur kein unbekannter „chloraknogener Faktor“ mehr. Zu diesem Zeitpunkt war 2,4,5-Trichlorphenol trotz seiner hohen Toxizität in viele Produktionsbereiche vorgedrungen. Seine Natrium- und Zinksalze sowie das verarbeitete Produkt Hexachlorophen werden häufig als Biozide in der Technologie, der Landwirtschaft, der Textil- und Papierindustrie, der Medizin usw. verwendet. Auf Basis dieses Phenols wurden Insektizide, Präparate für den Veterinärbedarf und technische Flüssigkeiten für verschiedene Zwecke hergestellt. Am weitesten verbreitet ist 2,4,5-Trichlorphenol jedoch bei der Herstellung von 2,4,5-T und anderen Herbiziden, die nicht nur für friedliche, sondern auch für militärische Zwecke bestimmt sind. Infolgedessen bis 1960 Die Produktion von Trichlorphenol erreichte ein beeindruckendes Niveau – viele tausend Tonnen pro Jahr.

DER MARSCH VON DIOXIN UM DEN PLANETEN

Nach der Veröffentlichung der Arbeit von K. Schultz war zu erwarten, dass Fabriken zur Herstellung von Trichlorphenol geschlossen oder neue technologische Systeme zur Herstellung dieses Produkts entwickelt würden, die die Anreicherung eines so starken Giftes darin verhindern würden. Dies geschah jedoch nicht nur nicht, sondern entgegen dem gesunden Menschenverstand wurden auch weitere Veröffentlichungen über die physiologische Aktivität und die Bildungswege von Dioxin und Tetrachlordibenzofuran einfach eingestellt. Gleichzeitig hörten die Meldungen über Fälle menschlicher Schädigung durch Trichlorphenol und seine Derivate fast auf, obwohl sie, wie sich später herausstellte, in dieser Zeit am häufigsten vorkamen.

Gleichzeitig hat die Produktion von Trichlorphenol und seinen Produkten nach dem alten technologischen Schema der 50er Jahre in westlichen Ländern und insbesondere in den USA erheblich zugenommen, ein hoher Verbrauch dieser gefährlichen Produkte ist bestehen geblieben und der Export hat zugenommen kontinuierlich erhöht. Biozide, insektizide und herbizide Präparate auf Basis von 2,4,5-Trichlorphenol sind in vielen Ländern des amerikanischen Kontinents, in einigen Ländern Afrikas und Südostasiens, in Australien und Ozeanien angekommen. Zusammen mit ihnen gelangte kontinuierlich Dioxin in die Böden und Gewässer, Städte und Gemeinden weiter Teile der Welt. Besonders große Mengen davon gelangten mit dem Abwasser in Gebieten, in denen sich Fabriken befanden, in denen Trichlorphenol hergestellt wurde. Die Ergebnisse dieser Aktivität waren unmittelbar: In den späten 60er und frühen 70er Jahren wurden in den Vereinigten Staaten zahlreiche Fälle von Massenvernichtung von Geflügel und sogar den Nachkommen wilder Tiere registriert.

Später wurde gezeigt, dass Herbizide vom Typ 2,4,5-T, die in den 60er Jahren auf den US-amerikanischen In- und Auslandsmärkten geliefert wurden, Dioxin in Konzentrationen von 1 bis 100 Teilen pro Million (ppm) enthielten, also in Mengen, die überstiegen die zulässigen Werte um das Zehn-, Hundert- und sogar Tausendfache. Wenn wir davon ausgehen, dass Trichlorphenolverarbeitungsprodukte, die für friedliche Zwecke verwendet werden, nur 10 ppm Dioxin enthielten, dann wurden in diesem Fall in dem Jahrzehnt, das seit der Feststellung der Ursachen für die Toxizität dieser Produkte vergangen ist, Hunderte Kilogramm dieses Giftes eingeführt in die US-Umwelt gelangen, zusammen mit vielen tausend Tonnen Pestiziden. Eine ähnliche Menge Dioxin trat in Ländern auf, die diese Produkte aus den Vereinigten Staaten importierten.

OPERATION RANCH HAND – DAS VERBRECHEN DES JAHRHUNDERTS

Als besonders umfangreich erwies sich das US-Militärprogramm zum Einsatz von Trichlorphenolverarbeitungsprodukten. In den 1960er Jahren hatte das US-Militär einen umfassenden Plan zur Untersuchung von Herbiziden als potenzielle Waffe der Umweltkriegsführung fertiggestellt, der in Indochina unter dem Codenamen Operation Ranch Hand durchgeführt werden sollte. Darüber hinaus waren zu diesem Zeitpunkt bereits Herbizidformulierungen ausgewählt, Methoden und Mittel zu ihrer Verwendung entwickelt und umfangreiche Tests unter Bedingungen durchgeführt worden, die die tropischen Zonen Indochinas simulierten. Während des Testzeitraums galt das Hauptaugenmerk von Militärspezialisten Herbizidformulierungen mit 2,4,5-T-Estern.

Wenn man sich Materialien aus den 60er Jahren ansieht, fällt einem vor allem das Ausmaß der Propaganda auf, die in den Vereinigten Staaten für diese Art von Massenvernichtungswaffe betrieben wird. Dafür wurde der harmlose Name „Entlaubungsmittel“ gewählt, also Mittel, die das Abfallen von Pflanzenblättern bewirken. In Wirklichkeit hatte die US-Armee jedoch nur Herbizidformulierungen im Einsatz, die darauf abzielten, Pflanzen vollständig zu zerstören. In den offenen Anweisungen der US-Armee wurde „Entlaubungsmitteln“ die Aufgabe zugewiesen, die Partisanen zu entlarven und ihre Nahrungsversorgung zu unterdrücken. Die Presse lobte die „Menschlichkeit“ dieses neuen Waffentyps. Äußerungen hochrangiger Vertreter der Armee und sogar der US-Regierung garantierten die völlige Sicherheit seiner Verwendung für Umwelt, Mensch und Tier.

Was wirklich passierte? Im Sommer 1961 begann die US-Luftwaffe im Beisein eines Vertreters des Weißen Hauses mit der Durchführung der Operation Ranch Hand in Südvietnam und schloss drei Jahre später ihre erste Phase ab. Etwa 2.000 Tonnen Herbizide wurden benötigt, um die Hauptprobleme der ersten Stufe zu lösen, die mit der Auswahl der wirksamsten Formulierungen, Methoden, Taktiken und Strategien für ihren Einsatz verbunden waren. Im Herbst 1964 Die US-Luftwaffe begann mit einer systematischen massiven Zerstörung der vietnamesischen Umwelt, woraufhin der wissenschaftlichen Gemeinschaft klar wurde, dass die US-Armee in Vietnam groß angelegte Tests neuer Arten von Massenvernichtungswaffen durchführte – Waffen des Ökozids und des Völkermords. Es ist den fortschrittlichen amerikanischen Wissenschaftlern zu verdanken, dass sie die ersten waren, die ihre Stimme gegen die chemische Kriegsführung in Vietnam erhoben. Allerdings wurden weder ihre Äußerungen in der Presse noch ihre Sammelpetitionen an die US-Regierung berücksichtigt.

Nach 1965 nahm das Ausmaß der Chemiekampagnen zu; jedes Jahr wurden Zehntausende Tonnen Herbizide in die Wälder und Felder Vietnams geworfen. Nach unvollständigen offiziellen Angaben im Chemiekrieg von 1961-1972. In den USA wurden rund 96.000 Tonnen Herbizide eingesetzt, davon 57.000 Tonnen dioxinhaltige Formulierungen. Informationen über den Umfang des Herbizideinsatzes in den Jahren 1970–1972 blieben geheim. in Vietnam und das Ausmaß der Herbizidbehandlungen in Laos und Kampuchea. Aus der Bilanz von Produktion und Verbrauch von Herbiziden geht jedoch hervor, dass der Anstieg der Produktion von 2,4,5-T in den 60er Jahren aufgrund der US-Militärkäufe 50.000 Tonnen erreichte, davon mehr als 100.000 Tonnen ausschließlich dioxinhaltige Herbizidformulierungen

Bei der Beurteilung der in die vietnamesische Umwelt eingetragenen Dioxinmenge muss berücksichtigt werden, dass ihre Konzentration in technischen 2,4,5-T-Estern durch die Produktionstechnologie bestimmt wird, die in den 50er und 60er Jahren unverändert blieb und zu a führte hoher Giftgehalt. Aus der überwältigenden Zahl der Primärquellen geht hervor, dass die Dioxinkonzentration in den Herbizidformulierungen der US-Armee mehrere zehn ppm erreichte. Dies steht im Einklang mit Informationen über die Kontamination von in den 60er Jahren hergestellten 2,4,5-T-Ethern, die in der Arbeit von K. Rappe (bis zu 100 ppm) und im Bericht der US-amerikanischen National Academy of Sciences (bis zu 100 ppm) enthalten sind 50 ppm). Dies wird durch offizielle Daten der US-Luftwaffe zum Dioxingehalt der violetten, rosafarbenen und grünen Formulierungen der US-Armee (33-66 ppm) bestätigt. Amerikanische Wissenschaftler, die die Eigenschaften der Orange Agent-Formulierung untersuchten, verwendeten typische Proben, die 15–30 ppm Dioxin enthielten. Lediglich die offiziellen Daten der US-Luftwaffe, die A. Young für Orange Agent erhalten hat, stehen in scharfem Kontrast zu den oben gemachten Angaben: Sie geben an, dass der durchschnittliche Dioxingehalt in dieser in Vietnam am häufigsten verwendeten Formulierung bei etwa 2 ppm liegt. Wie aus den offiziellen Daten des US-Landwirtschaftsministeriums hervorgeht, wurden in den USA jedoch selbst in den frühen 70er Jahren, als die Stufe der Trichlorphenol-Reinigung einbezogen wurde, nicht immer 2,4,5-T-Ester dieses Reinheitsgrades erhalten das technologische Schema.

Erst nach der Umsetzung eines Schemas mit doppelter Reinigung von Trichlorphenol war es möglich, Produkte mit einem Dioxingehalt unter 1 ppm zu erhalten. A. Young und andere Vertreter offizieller US-Kreise behaupten, dass die Reinigung von Trichlorphenol aus Dioxin in den USA seit Mitte der 60er Jahre in das technologische System einbezogen sei. Aus der Fach- und Patentliteratur geht jedoch hervor, dass Verbesserungen bei der Herstellung von Trichlorphenol nach 1970 begannen. Die Berechnungen von A. Young basieren auf der Qualität der 1971-1973 hergestellten 2,4,5-T-Ester. All dies ermöglicht es uns, die Daten über den hohen Dioxingehalt in Herbiziden wie 2,4,5-T, die in den 60er Jahren hergestellt wurden, als plausibler zu betrachten. So brachten 57.000 Tonnen Formulierungen auf Basis von 2,4,5-T, deren Verwendung in Vietnam in den USA offiziell anerkannt ist, mehr als 500 kg Dioxin in das relativ kleine Gebiet Indochinas. Die Gefahr ist groß, dass diese Zahl mindestens verdoppelt werden muss, um ein wirkliches Bild zu erhalten.

Bei der Beurteilung des Ausmaßes der Umweltbelastung mit Dioxin ist auch die Möglichkeit einer Sekundärbildung nach dem Einsatz von Trichlorphenol-Derivaten zu berücksichtigen. Die thermische Umwandlung von Prädioxin, das üblicherweise in technischen Zubereitungen auf Basis von Trichlorphenol enthalten ist, in Dioxin konnte nun eindeutig nachgewiesen werden. Die Dioxinausbeute bei der Thermolyse anderer nichtflüchtiger Trichlorphenolderivate, einschließlich 2,4,5-T, ist hoch.

Die in der Literatur berichteten negativen Ergebnisse wurden entweder mit der Verwendung flüchtiger Dioxinvorläufer oder mit dem Vorhandensein von Bedingungen für deren wirksame Entfernung aus der Reaktionssphäre in Verbindung gebracht. Da sich Trichlorphenol und 2,4,5-T-Ester in verschiedenen Umweltobjekten, verschiedenen mit Bioziden konservierten Materialien sowie den Überresten von Pflanzen, die von 2,4,5-T-Herbiziden befallen sind, beim Verbrennen schnell in nichtflüchtige Derivate verwandeln, sind offensichtlich Quellen für zusätzliche Dioxinmengen. Die Wahrscheinlichkeit einer Sekundärbildung von Dioxin unter den Bedingungen der in Vietnam durchgeführten chemischen Kriegsführung ist als besonders hoch einzuschätzen. Hier wurden während der Feindseligkeiten mehr als 500.000 Tonnen Napalm verbrannt (einschließlich in weiten Gebieten der betroffenen Wälder), mehr als 13 Millionen Tonnen Luftbomben, Granaten und Minen wurden explodiert. Daher gelangte Dioxin in viel größeren Mengen in die vietnamesische Umwelt, als in den vielen Zehntausend Tonnen Herbiziden der US-Armee enthalten war. Um sich die Folgen der Anreicherung von Dioxin in der Umwelt vorzustellen, stellen wir dem Leser die Eigenschaften dieses gefährlichen Giftes näher vor.

Was ist über die Eigenschaften von Dioxin bekannt?

Struktur, physikalische und chemische Eigenschaften. Das Dioxinmolekül ist flach und weist eine hohe Symmetrie auf. Die Verteilung der Elektronendichte darin ist so, dass das Maximum in der Zone der Sauerstoff- und Chloratome und das Minimum in den Zentren der Benzolringe liegt. Diese Strukturmerkmale und der elektronische Zustand bestimmen die beobachteten extremen Eigenschaften des Dioxinmoleküls.

Dioxin ist eine kristalline Substanz mit hohem Schmelzpunkt (305 °C) und sehr geringer Flüchtigkeit, schlecht löslich in Wasser (2x10-8 % bei 25 °C) und besser in organischen Lösungsmitteln. Es zeichnet sich durch eine hohe thermische Stabilität aus: Seine Zersetzung wird nur beim Erhitzen über 750 °C beobachtet und findet effektiv bei 1000 °C statt.

Dioxin ist eine chemisch inerte Substanz. Auch beim Kochen zersetzt es sich nicht durch Säuren und Laugen. Die für aromatische Verbindungen charakteristischen Chlorierungs- und Sulfonierungsreaktionen gehen nur unter sehr harten Bedingungen und in Gegenwart von Katalysatoren ein. Der Ersatz von Chloratomen des Dioxinmoleküls durch andere Atome oder Atomgruppen erfolgt nur unter den Bedingungen radikalischer Reaktionen. Einige dieser Umwandlungen, wie die Reaktion mit Natriumnaphthalin und die reduktive Entchlorung unter UV-Bestrahlung, werden zur Zerstörung kleiner Mengen Dioxin genutzt. Bei der Oxidation unter wasserfreien Bedingungen gibt Dioxin leicht ein Elektron ab und verwandelt sich in ein stabiles Radikalkation, das jedoch aufgrund seiner Fähigkeit, mit vielen natürlichen und synthetischen polyzyklischen Verbindungen starke Komplexe zu bilden, durch Wasser leicht zu Dioxin reduziert wird.

Giftige Eigenschaften. Dioxin ist ein Totalgift, da es bereits in relativ geringen Dosen (Konzentrationen) nahezu alle Lebewesen befällt – von Bakterien bis hin zu Warmblütern. Die Toxizität von Dioxin bei einfachen Organismen beruht offenbar auf einer Funktionsstörung von Metalloenzymen, mit denen es starke Komplexe bildet. Die durch Dioxin verursachten Schäden an höheren Organismen, insbesondere an Warmblütern, sind weitaus schwieriger. Im Körper warmblütiger Tiere gelangt Dioxin zunächst in das Fettgewebe, wird dann umverteilt und reichert sich hauptsächlich in der Leber, dann in der Thymusdrüse und anderen Organen an. Seine Zerstörung im Körper ist unbedeutend: Es wird größtenteils unverändert in Form von Komplexen noch unbekannter Natur ausgeschieden.

Die Halbwertszeit reicht von mehreren zehn Tagen (Maus) bis zu einem Jahr oder mehr (Primaten) und erhöht sich normalerweise bei langsamer Einnahme. Mit zunehmender Retention im Körper und selektiver Anreicherung in der Leber steigt die Empfindlichkeit des Einzelnen gegenüber Dioxin.

Bei einer akuten Vergiftung von Tieren werden Anzeichen der allgemeinen toxischen Wirkung von Dioxin beobachtet: Appetitlosigkeit, körperlich und sexuell

Mit der Entwicklung der Industriegesellschaft kam es zu Veränderungen in der Entstehung der Biosphäre. Viele Fremdstoffe sind als Produkt menschlicher Aktivitäten in die Umwelt gelangt. Dadurch beeinflussen sie die Lebensaktivität aller lebenden Organismen, auch unseres.

Was sind Xenobiotika?

Xenobiotika sind synthetische Substanzen, die sich negativ auf jeden Organismus auswirken. Zu dieser Gruppe gehören Industrieabfälle, Haushaltsprodukte (Pulver, Geschirrspülmittel), Baumaterialien usw.

Bei einer Vielzahl von Xenobiotika handelt es sich um Stoffe, die das Wachstum von Nutzpflanzen beschleunigen. Für die Landwirtschaft ist es sehr wichtig, die Widerstandsfähigkeit der Kulturpflanzen gegen verschiedene Schädlinge zu erhöhen und ihr ein gutes Aussehen zu verleihen. Um diesen Effekt zu erzielen, werden Pestizide eingesetzt, bei denen es sich um körperfremde Stoffe handelt.

Baumaterialien, Leim, Lacke, Haushaltswaren, Lebensmittelzusatzstoffe – all das sind Xenobiotika. Seltsamerweise gehören auch einige biologische Organismen, zum Beispiel Viren, Bakterien und Helminthen, zu dieser Gruppe.

Wie wirken Xenobiotika auf den Körper?

Stoffe, die allen Lebewesen fremd sind, wirken sich nachteilig auf viele Stoffwechselvorgänge aus. Sie können beispielsweise die Funktion von Membrankanälen stoppen, funktionswichtige Proteine ​​zerstören, das Plasmalemma und die Zellwand destabilisieren und allergische Reaktionen hervorrufen.

Jeder Organismus ist bis zu einem gewissen Grad an die Beseitigung giftiger Gifte angepasst. Allerdings können große Konzentrationen des Stoffes nicht vollständig entfernt werden. Metallionen sowie giftige organische und anorganische Substanzen reichern sich schließlich im Körper an und führen nach einer gewissen Zeit (oft mehrere Jahre) zu Pathologien, Krankheiten und Allergien.

Xenobiotika sind Gifte. Sie können in das Verdauungssystem, die Atemwege und sogar durch intakte Haut eindringen. Die Eintrittswege hängen vom Aggregatzustand, der Struktur des Stoffes sowie den Umweltbedingungen ab.

Durch die Nasenhöhle gelangen mit Luft oder Staub gasförmige Kohlenwasserstoffe, Ethyl- und Methylalkohole, Acetaldehyd, Chlorwasserstoff, Ether und Aceton in den Körper. Phenole, Cyanide und Schwermetalle (Blei, Chrom, Eisen, Kobalt, Kupfer, Quecksilber, Thallium, Antimon) dringen in das Verdauungssystem ein. Es ist erwähnenswert, dass Mikroelemente wie Eisen oder Kobalt für den Körper notwendig sind, ihr Gehalt jedoch ein Tausendstel Prozent nicht überschreiten sollte. In höheren Dosen führen sie auch zu negativen Auswirkungen.

Klassifizierung von Xenobiotika

Xenobiotika sind nicht nur chemische Substanzen organischen und anorganischen Ursprungs. Zu dieser Gruppe gehören auch biologische Faktoren, darunter Viren, Bakterien, pathogene Protisten und Pilze sowie Helminthen. Seltsamerweise gehören aber auch Lärm, Vibration, Strahlung und Strahlung zu den Xenobiotika.

Alle Gifte werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung unterteilt in:

1. Organisch (Phenole, Alkohole, Kohlenwasserstoffe, Halogenderivate, Ether usw.).
2. Organoelement (Organophosphor, Organoquecksilber und andere).
3. Anorganische Stoffe (Metalle und ihre Oxide, Säuren, Basen).

Aufgrund ihrer Herkunft werden chemische Xenobiotika in folgende Gruppen eingeteilt:

Warum wirken sich Xenobiotika auf die Gesundheit aus?

Das Auftreten von Fremdstoffen im Körper kann seine Leistungsfähigkeit ernsthaft beeinträchtigen. Eine erhöhte Konzentration an Xenobiotika führt zum Auftreten von Pathologien und Veränderungen auf DNA-Ebene.

Immunität ist eine der wichtigsten Schutzbarrieren. Der Einfluss von Xenobiotika kann sich auf das Immunsystem erstrecken und die normale Funktion der Lymphozyten beeinträchtigen. Dadurch funktionieren diese Zellen nicht richtig, was zu einer Schwächung der körpereigenen Abwehrkräfte und dem Auftreten von Allergien führt.

Das Zellgenom reagiert empfindlich auf die Wirkung jeglicher Mutagene. Xenobiotika, die in eine Zelle eindringen, können die normale Struktur von DNA und RNA stören, was zum Auftreten von Mutationen führt. Wenn die Anzahl solcher Ereignisse groß ist, besteht die Gefahr, an Krebs zu erkranken.

Manche Gifte wirken selektiv auf das Zielorgan. So gibt es neurotrope Xenobiotika (Quecksilber, Blei, Mangan, Schwefelkohlenstoff), hämatotrope (Benzol, Arsen, Phenylhydrazin), hepatotrope (chlorierte Kohlenwasserstoffe) und nephrotrope (Cadmium- und Fluorverbindungen, Ethylenglykol).

Xenobiotika und Menschen

Wirtschaftliche und industrielle Aktivitäten wirken sich aufgrund der großen Menge an Abfällen, Chemikalien und Arzneimitteln nachteilig auf die menschliche Gesundheit aus. Xenobiotika kommen heute fast überall vor, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass sie in den Körper gelangen, stets hoch ist.

Die stärksten Xenobiotika, denen Menschen überall begegnen, sind jedoch Drogen. Die Pharmakologie untersucht als Wissenschaft die Wirkung von Arzneimitteln auf einen lebenden Organismus. Laut Experten sind Xenobiotika dieses Ursprungs die Ursache für 40 % der Hepatitis, und das ist kein Zufall: Die Hauptfunktion der Leber besteht darin, Gifte zu neutralisieren. Daher leidet dieses Organ am meisten unter hohen Medikamentendosen.

Vorbeugung von Vergiftungen

Xenobiotika sind körperfremde Stoffe. Der menschliche Körper hat viele alternative Wege entwickelt, um diese Giftstoffe auszuscheiden. Beispielsweise können Gifte in der Leber neutralisiert und über die Atemwege, das Ausscheidungssystem, die Talgdrüsen, den Schweiß und sogar die Brustdrüsen an die Umwelt abgegeben werden.

Trotzdem muss der Mensch selbst Maßnahmen ergreifen, um die schädlichen Auswirkungen von Giften zu minimieren. Zunächst müssen Sie Ihr Essen sorgfältig auswählen. Nahrungsergänzungsmittel der Gruppe „E“ sind starke Xenobiotika, daher sollte der Kauf solcher Produkte vermieden werden. Sie sollten Obst und Gemüse nicht nur nach dem Aussehen auswählen. Achten Sie immer auf das Verfallsdatum, denn nach dessen Ablauf bilden sich Gifte im Produkt.

Es ist immer wichtig zu wissen, wann man mit der Einnahme von Medikamenten aufhören sollte. Natürlich ist dies für eine wirksame Behandlung oft eine notwendige Notwendigkeit, aber achten Sie darauf, dass dies nicht zu einem systematischen unnötigen Konsum von Arzneimitteln führt.

Vermeiden Sie die Arbeit mit gefährlichen Reagenzien, Allergenen und verschiedenen synthetischen Substanzen. Minimieren Sie die Auswirkungen von Haushaltschemikalien auf Ihre Gesundheit.

Abschluss

Es ist nicht immer möglich, die schädlichen Auswirkungen von Xenobiotika zu beobachten. Manchmal sammeln sie sich in großen Mengen an und werden zu einer Zeitbombe. Körperfremde Stoffe sind gesundheitsschädlich, was zur Entstehung von Krankheiten führt.

Denken Sie daher an die minimalen vorbeugenden Maßnahmen. Möglicherweise bemerken Sie nicht sofort negative Auswirkungen, aber nach einigen Jahren können Xenobiotika schwerwiegende Folgen haben. Vergessen Sie das nicht.

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Xenobiotika verschmutzen alle natürlichen Umgebungen – Luft, Gewässer, Boden und Flora. Industrieabfälle und andere Umweltschadstoffe können sich schnell in Luft und Wasser verbreiten und so Teil des natürlichen Kreislaufs werden. Diese giftigen Verbindungen reichern sich in Gewässern und Böden an, manchmal an Orten, die weit von Kontaminationsquellen entfernt sind, was durch Wind, Regen, Schnee sowie die Migration von Schadstoffen durch Wasser (Meer, Flüsse, Seen) begünstigt wird. Vom Boden gelangen sie in Pflanzen und Tiere.

Der Boden nimmt im Kreislauf der in der Biosphäre vorkommenden Xenobiotika eine zentrale Stellung ein. Es steht in ständiger Wechselwirkung mit anderen Ökosystemen wie der Atmosphäre, der Hydrosphäre und der Flora und ist ein wichtiges Bindeglied beim Eintritt verschiedener, auch toxischer Bestandteile in den menschlichen Körper. Dies geschieht vor allem über die Nahrung. Alle Lebewesen benötigen Nahrung als Energiequelle, Baustoffe und Nährstoffe, die die lebenswichtigen Funktionen des Körpers sicherstellen. Wenn es jedoch nicht nur nützliche, sondern auch schädliche Stoffe enthält, wird es gefährlich. Xenobiotika verursachen Krankheiten und den Tod von Pflanzen und Tieren. Besonders gefährlich sind Xenobiotika, die gegenüber der Umwelt resistent sind und sich in dieser anreichern können.

Die Verbreitung von Xenobiotika in der Umwelt hängt von den klimatischen und meteorologischen Bedingungen sowie der Beschaffenheit der Gewässer ab. So tragen erhöhte Luftfeuchtigkeit, Windrichtung und Niederschläge (Regen, Schnee) zur Verbreitung und zum Verlust von Xenobiotika bei. Süßwasserkörper, Meere und Ozeane unterscheiden sich im Grad der Anreicherung von Xenobiotika. Auch die Art des Bodens, verschiedene Pflanzen und deren Bestandteile unterscheiden sich im Grad der Aufnahme und Speicherung von Xenobiotika. Und verschiedene Tiere reagieren unterschiedlich empfindlich auf Xenobiotika. Der Grad der Anreicherung von Xenobiotika im Körper von Tieren wird durch die Persistenz dieser Fremdstoffe bestimmt.

So zeigten kanadische Forscher, dass das Wasser des Michigansees nur 0,001 mg des Pestizids DDT pro Liter enthielt, während Garnelenfleisch 0,4 mg/l, Fischfett 3,5 mg/l und Möwenfett, das Fisch aus diesem See aß, 100 mg/l enthielt mg/l. Folglich kommt es an jedem weiteren Glied der Nahrungskette zu einem allmählichen Anstieg der Konzentration des persistenten Pestizids DDT, und der niedrigste Gehalt dieses Stoffes wurde im Seewasser beobachtet. Daher ist es nicht verwunderlich, dass chlororganische Pestizide nicht nur im Fett von Meeresfischen und Nutztieren, sondern sogar in in der Antarktis lebenden Pinguinen vorkommen.

Ein Mensch muss immer bedenken, dass seine Aktivitäten an einem Punkt auf dem Planeten an einem anderen Punkt unerwartete Folgen haben können. Beispielsweise scheint der Sturmvogel auf unbewohnten Felsen im Atlantischen Ozean zu leben und sich ausschließlich von Fischen zu ernähren. Aufgrund des an Land verwendeten DDT, das sich in den Nahrungsketten im Meer anreichert, ist es jedoch zu einer vom Aussterben bedrohten Art geworden. Ein weiteres Beispiel wäre Polareis, das erhebliche Restmengen an DDT enthält, die durch Niederschläge mitgeführt werden.

Eigenschaften von Xenobiotika, die aus der äußeren Umgebung in den menschlichen Körper gelangen:

• die Fähigkeit von Xenobiotika, sich in unserer Umwelt weit über die Grenzen ihres ursprünglichen Standorts hinaus auszubreiten (Flüsse, Winde, Regen, Schnee usw.);
• Umweltverschmutzung ist sehr hartnäckig;
• Trotz der großen Unterschiede in der chemischen Struktur weisen Xenobiotika bestimmte gemeinsame physikalische Eigenschaften auf, die ihre potenzielle Gefahr für den Menschen erhöhen;
• Besonders gefährlich für die menschliche Gesundheit sind Kombinationen verschiedener Xenobiotika;
• Xenobiotika zeichnen sich durch eine geringe Stoffwechsel- und Ausscheidungsintensität aus, wodurch sie sich im Gewebe von Pflanzen und Tieren anreichern;
• die Toxizität von Xenobiotika ist für höhere Säugetiere in der Regel höher als für Tierarten niedrigerer phylogenetischer Ordnung;
• die Fähigkeit von Xenobiotika, sich in Lebensmitteln anzureichern;
• Xenobiotika verringern den Nährwert von Lebensmitteln.

Im Laufe der Evolution auf der Erde entwickelten sich Beziehungen so, dass einige Organismen anderen als Nahrung dienten und so stabile Nahrungsketten entstanden. Dadurch ist der Mensch zum Hauptendpunkt zahlreicher Nahrungswege geworden und kann auf nahezu jeder Ebene in diese Nahrungsketten eingebunden werden. Und das ist nicht verwunderlich, da das Leben von Anfang an als Kettenprozess entstanden ist. Der Wohlstand eines Organismus wird weitgehend von seiner Position in der Nahrungskette bestimmt, und dies wird durch die Wirksamkeit der Interaktionen nicht nur mit früheren, sondern auch mit nachfolgenden Mitgliedern der Nahrungskette sichergestellt. Mit anderen Worten: Nicht nur die Nahrungsquelle und deren effektive Aufnahme spielen eine wesentliche Rolle, sondern auch der Verzehr eines bestimmten Mitglieds des Ökosystems durch andere.

Migrationsrouten, d.h. Die Nahrungswege, über die sich Nährstoffe bewegen, sind vielfältig, darunter kurze und lange. Ein Beispiel für eine lange Nahrungskette: Gewässer – Boden – Pflanzen – Tiere – Nahrung – Mensch. Ein Beispiel für eine kurze Nahrungskette: Stauseen – Wasserorganismen – Fische – Menschen.

In der Natur gebildete organische Stoffe wandern über Nahrungsketten in verschiedene Ökosysteme (Luft, Gewässer, Boden) und gelangen in Form von Nahrungsmitteln pflanzlichen und tierischen Ursprungs in den menschlichen Körper. Doch in der Nahrung stecken nicht nur unsere Freunde, sondern auch Feinde, denn gleichzeitig bewegen sich entlang der Nahrungskette zahlreiche nichtlebensmittelfremde Stoffe, die durch die Chemisierung von Industrie und Landwirtschaft entstehen und für Menschen und andere Lebewesen giftig sind . Daher ist es kein Zufall, dass viele Wissenschaftler über Gifte in unserer Nahrung sprechen. In letzter Zeit sprechen viele Wissenschaftler auch über den Schutz der inneren Umgebung des menschlichen Körpers.

Akademiker Pokrovsky sagt: „Wir sind zutiefst davon überzeugt, dass ein wichtiges integrales Kriterium für Lebensmittelschutzmaßnahmen zur Vorbeugung von Krankheiten Indikatoren für die chemische Reinheit der inneren Umgebung des menschlichen Körpers sein sollten, die frei von fremden, insbesondere persistenten Substanzen ist.“ Es sollte anerkannt werden, dass die Ansammlung von persistenten Fremdstoffen in der inneren Umgebung des Körpers äußerst unerwünscht und in manchen Fällen sogar gefährlich ist.“ Dieses Konzept sieht völlig offensichtliche Maßnahmen vor, die darauf abzielen, die Belastung aller Umweltgegenstände, einschließlich Lebensmittel, durch giftige Substanzen zu verringern. Somit ist die Sauberkeit der Umwelt eine notwendige Voraussetzung für die Sauberkeit der inneren Umgebung des menschlichen Körpers.

Xenobiotika wirken sich negativ auf Nährstoffe (Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine, Mineralsalze) aus und verringern dadurch den Nährwert von Lebensmitteln.

Es ist zu bedenken, dass eine Kontamination von Lebensmitteln mit Xenobiotika nicht nur beim Empfang, sondern auch bei Lagerung, Verarbeitung, Transport und Verkauf an die Öffentlichkeit möglich ist. Umweltschadstoffe sind recht stabil, neigen dazu, sich auszubreiten, reichern sich in Nahrungsketten an und können Biotransformationen mit zunehmender Toxizität durchlaufen. Die Schwere der verursachten Auswirkungen variiert stark je nach Grad und Dauer der Xenobiotika-Exposition. Eine Reihe von Xenobiotika können sich im menschlichen Körper anreichern und dadurch langfristig schädliche Wirkungen entfalten.

Die negative Wirkung von Xenobiotika auf den menschlichen Körper hängt von ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften, ihrer Konzentration, der Dauer der Exposition und ihrer Fähigkeit ab, sich im Körper abzulagern und bestimmte Gewebe und Organe selektiv zu beeinflussen. Folglich verursachen viele Xenobiotika gezielte Schäden an verschiedenen Organen. Ungünstige Umweltfaktoren provozieren oder verursachen bei einem Großteil der Bevölkerung einen Stresszustand mit daraus resultierenden Stoffwechselstörungen. Auch die führende Rolle von Xenobiotika bei der Entstehung allergischer Erkrankungen ist unbestritten.

Durch die Anreicherung von Xenobiotika im menschlichen Körper werden die Funktionen innerer Organe gestört und es kommt zu verschiedenen schmerzhaften Zuständen, bis hin zu schweren Erkrankungen mit Tod oder Behinderung. Unter diesen Krankheiten, die akut oder chronisch verlaufen können, ist die Möglichkeit der Entwicklung bösartiger Tumore und Leukämie – Blutkrebs – von besonderer Bedeutung. Die teuflische Samosa liegt gerade in der Heimtücke der Nahrungsketten, insbesondere in der mikroskopischen Natur der Nahrung mit einem ständigen Vorrat an Xenobiotika. Dadurch entstehen schwerwiegende Langzeitfolgen, insbesondere deformierte, nicht lebensfähige Nachkommen.

Auf die Rolle des Bodens als zentraler Ort im Stoffkreislauf wurde bereits hingewiesen. In dieser Umgebung interagieren die meisten Elemente der Biosphäre: Wasser und Luft, klimatische und physikalisch-chemische Faktoren und schließlich lebende Organismen, die an der Bodenbildung beteiligt sind. Sie spielt die führende Rolle bei der Schaffung von Nahrungsketten.

Somit ist der Nahrungstrakt der Hauptweg für die Migration von für den Menschen schädlichen Stoffen, d. h. Xenobiotika gelangen hauptsächlich über die Nahrung in den Körper (70 % aller Substanzen, die regelmäßig in den Körper gelangen, nur 20 % über die Luft und 10 % über das Wasser).

Alle Lebensmittel enthalten Bestandteile, die als Hauptquellen aus Luft, Wasser und Boden stammen. Abhängig von der Art des Lebensmittelprodukts kann der Umwandlungsweg dieser Ausgangsstoffe mehr oder weniger lang, geradlinig oder gewunden sein, und da Umweltverschmutzung mit einer starken Tendenz zur Verteilung und Anreicherung von Xenobiotika in Nahrungsketten (Pfaden) verbunden ist ) sowie der Fähigkeit, sich mit zunehmender Toxizität umzuwandeln, hängt die Schwere der Folgen, die sie verursachen, vom Grad ihrer Toxizität (oder Persistenz) und der Dauer der Exposition ab. Das Heimtückische am Eindringen von Xenobiotika in Nahrungsketten besteht darin, dass ein Mensch ständig isst, was bedeutet, dass auch in kleinen Mengen ständig Schadstoffe in seinen Körper gelangen. Wie bereits erwähnt, sind Migrationsrouten, d.h. Nahrungswege (Ketten) von Nährstoffen, die für den Menschen nützlich und schädlich sind, sind vielfältig.

Quellen der Umweltverschmutzung durch Xenobiotika

Zu diesen Mechanismen gehören:

• eine Reihe von Prozessen, durch die diese Fremdstoffe auf natürlichen Ausscheidungswegen (ausgeatmete Luft, Galle, Darm, Nieren) aus dem Körper entfernt werden;
• aktive Neutralisierung von Xenobiotika in der Leber;
• Umwandlung von Fremdstoffen in weniger aktive chemische Verbindungen;
• Schutzfunktion des körpereigenen Immunsystems.

Lisovsky V.A., Evseev S.P., Golofeevsky V.Yu., Mironenko A.N.

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Ist das nicht das, was wir tun?
Nennen Sie es den Fortschritt der Zivilisation,
wirklich Wahnsinn?
Stürmer

Laut ausländischen Forschern liegt der Anteil der Gesundheitsschäden (erhöhte Morbidität in der Bevölkerung am Gesamtschaden der Volkswirtschaft durch Umweltverschmutzung) zwischen 60 und 80 %.

Alle diese Unternehmen sind aufgrund des Fehlens sauberer Technologie, der Verletzung von Sicherheitsvorschriften und der technologischen Disziplin sowie des Mangels an Produktionsstandards und Behandlungseinrichtungen die Hauptursachen aller Übel für Natur und Menschen. Somit sind die Ursachen der Umweltverschmutzung vielfältig. Gemeinsam ist ihnen jedoch, dass all dies durch die Schuld der Menschen geschieht. Umweltanalphabetismus, berufliche Fahrlässigkeit, kriminelle Fahrlässigkeit und egoistische Haltung gegenüber der Umwelt führen oft zu Tragödien und Katastrophen.

Giftstoffe können auch natürliche Giftstoffe sein, beispielsweise Gase aus Vulkanausbrüchen. Häufiger handelt es sich jedoch um Produkte menschlicher Wirtschaftstätigkeit, die er unvorsichtigerweise in den Kreislauf der Natur einbezog.

Biologisch aktive Stoffe, die in Mineralien, giftigen Pflanzen und Medikamenten enthalten sind, sind keine Umweltgifte, bis sie beispielsweise als Pestizide „zurückgebracht“ werden oder als persistente Reststoffe im Abwasser landen und keine Probleme verursachen.

Lisovsky V.A., Evseev S.P., Golofeevsky V.Yu., Mironenko A.N.

Arzneimittel und Industrieverschmutzung, Pestizide und Haushaltschemikalien, Lebensmittelzusatzstoffe und Konservierungsstoffe – das ist der Strom fremder Verbindungen, der mit immer größerer Wucht über unseren Planeten und die darauf lebenden Organismen hereinbricht.

Diese synthetischen Komponenten werden einer Vielzahl natürlich vorkommender Fremdstoffe zugesetzt, die von Pflanzen, Pilzen, Bakterien und anderen Organismen produziert werden. Nicht umsonst werden diese Verbindungen „Xenobiotika“, also „fremdes Leben“, genannt.

In einer solch akuten Situation wären alle Lebewesen längst vom Tod bedroht, wenn sie nicht über Mechanismen verfügten, die unermüdlich ihre „chemische Reinheit“ aufrechterhalten. Organismen höherer Tiere und Menschen bilden als Reaktion auf die Einführung von Antigenen Antikörper und neutralisieren dadurch ihre Wirkung auf den Körper. Allerdings verfügen nur hochmolekulare Xenobiotika – Proteine, Glykoproteine, einige Polysaccharide und Nukleinsäuren – über antigene Eigenschaften, also die Fähigkeit, die Bildung von Antikörpern zu induzieren. Wie werden niedermolekulare Xenobiotika neutralisiert? Studien haben gezeigt, dass diese Funktion vom Cytochrom-P-450-Oxygenase-System in der Leber von Säugetieren übernommen wird.

Nicht umsonst spricht man von der „Barriere“-Funktion der Leber, einer Art Filter, der den Körper von Schadstoffen reinigt. Mit Hilfe dieses Enzymsystems werden viele unpolare und damit wasserunlösliche, für den Körper giftige Verbindungen – Arzneimittel, Medikamente etc. – umgewandelt und dadurch neutralisiert. Die Aufgabe dieses Systems besteht darin, unlösliche Verbindungen umzuwandeln Verbindungen in wasserlösliche Verbindungen umwandeln, damit sie aus dem Körper entfernt werden können.

Cytochrom P-450 kommt in vielen Tieren, Pflanzen und Bakterien vor. Es kommt nicht in anaeroben Bakterien vor, die unter sauerstofffreien Bedingungen leben.

A. I. Archakov nennt Cytochrom P-450 „Membran-Immunglobulin“. Letzteres befindet sich in den Membranen des endoplasmatischen Retikulums. Im Jahr 4980 waren mindestens 20 Formen von Cytochrom P-450 bekannt. Die Vielfalt der Formen ist charakteristisch für höhere Organismen, während Bakterien nur eine Art von Cytochrom P-450 enthalten.

Das Vorhandensein mehrerer Formen erklärt wahrscheinlich die breite Substratspezifität des Oxygenase-Systems, das eine Vielzahl von Molekülen oxidieren kann. Es wird angenommen, dass als Reaktion auf die Einführung einer bestimmten Klasse von Xenobiotika in den Körper auch eine bestimmte Gruppe von Cytochrom P-450 synthetisiert wird, ebenso wie als Reaktion auf die Einführung eines makromolekularen Antigens streng komplementäre Antikörper dazu entstehen.

Somit gibt es im Körper von Säugetieren zwei Immunüberwachungssysteme. Das erste davon ist das Lymphsystem, das Zellen und hochmolekulare Verbindungen zerstört, das zweite ist das Monooxygenase-System, das Xenobiotika entgiftet. Wenn das erste Immunsystem den Körper vor fremden Makromolekülen schützt, dann schützt das zweite vor fremden niedermolekularen Substanzen. Es wird angenommen, dass manchmal beide immunologischen Systeme zusammenwirken. Nachdem das Xenobiotikum durch das Oxygenase-System oxidiert wurde, bindet seine oxidierte Form an ein spezifisches Protein. Das resultierende Konjugat erhält antigene Eigenschaften und beginnt die Bildung von Antikörpern zu induzieren. Die Rolle der Konjugase übernimmt wiederum Cytochrom P-450. Es stellt sich heraus, dass ein Xenobiotikum, das in den Körper des Tieres gelangt, nicht nur dessen Oxidation, sondern auch die Biosynthese der entsprechenden Antikörper induziert.

Mit Hilfe des Oxygenase-Systems werden nicht nur exogene Xenobiotika oxidiert, sondern auch eine Reihe endogener (interner) im Körper gebildeter: Steroidhormone, Fettsäuren, Prostaglandine usw.

In der Leber von Säugetieren gibt es ein weiteres System, das ihnen hilft, Xenobiotika aus dem Körper zu entfernen. Dies ist die Zugabe oder Konjugation von Glutathion zu verschiedenen Arten von Medikamenten, Giften, Medikamenten und anderen Verbindungen, wodurch Xenobiotika neutralisiert und dann aus dem Körper entfernt werden.

Allerdings kommt es beim Betrieb neutralisierender Systeme zu Aussetzern. Es gibt Fälle, in denen diese Systeme versuchen, eine toxische Substanz zu neutralisieren und sie in ein Karzinogen umzuwandeln, das heißt in eine Verbindung, die einen bösartigen Tumor verursachen kann.

Alles Gesagte gilt für Systeme zur Neutralisierung von Xenobiotika bei Säugetieren, wo diese Prozesse intensiv untersucht wurden und weiterhin untersucht werden. Aber was ist mit Pflanzen? Die Frage ist keineswegs müßig, da es vor allem die Pflanzen sind, die den endlosen Strom an Fremdstoffen auf sich nehmen müssen, den der Mensch selbst und die von ihm geschaffene Industrie auf ihre Oberfläche niederregnen lassen. Leider wurden solche Studien, sofern sie durchgeführt wurden, nur in äußerst begrenztem Umfang durchgeführt. Und die Informationen, die wir haben, beziehen sich hauptsächlich auf die Fähigkeit von Pflanzengeweben, Herbizide (hauptsächlich 2,4-Dichlorpheoessigsäure) sowie einige Insektizide umzuwandeln. Selbst das berühmte DDT ist in dieser Hinsicht noch nahezu unerforscht; zudem herrscht die Meinung vor, dass Pflanzen es nicht verstoffwechseln können.

Die begrenzten Informationen, die in der Literatur noch verfügbar sind, lassen jedoch den Schluss zu, dass auch Pflanzen über xenobiotische Entgiftungssysteme verfügen, die in ihren Eigenschaften an das Oxygenasesystem von Lebermikrosomen von Säugetieren erinnern. Cytochrom P-450 wurde in Pflanzen von 20 Arten gefunden, deren spektrale Eigenschaften den Spektren der entsprechenden Cytochrome aus der Leber von Säugetieren überraschend ähnlich sind. Es wurde festgestellt, dass Mikrosomen von mehr als 20 Pflanzenarten eine Oxygenaseaktivität aufweisen, die in der Lage ist, eine Reihe von Xenobiotika umzuwandeln. Dieses Enzymsystem ist auf die Anwesenheit eines Lipid-Cofaktors angewiesen und wird durch dieselben Inhibitoren gehemmt wie mikrosomale Leberoxygenasen. Pflanzen enthalten außerdem eine Reihe von Enzymen, die für die Zugabe von Glutathion zu Herbiziden verantwortlich sind. Es wird angenommen, dass ein solcher Neutralisierungsmechanismus die Unempfindlichkeit einiger Pflanzen gegenüber Herbiziden erklären könnte.

Um direkte Beweise für die Beteiligung des Monooxygenasesystems an der Fähigkeit von Pflanzen zu erhalten, exogene und endogene Xenobiotika zu entgiften und dadurch ihre chemische Homöostase aufrechtzuerhalten, müssen Phytoimmunologen mehr Aufmerksamkeit auf sich ziehen als bisher. Es ist möglich, dass die Ergebnisse dieser Studien zeigen, dass Pflanzen auf unserem Planeten nicht nur als „grüne Lunge“ fungieren, die bei der Photosynthese Sauerstoff produziert, sondern auch als „grüne Leber“, die Xenobiotika verstoffwechselt und die Biosphäre vor Verschmutzung schützt.

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