Тақырып. Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластануы және олардың мутациялық және канцерогендік әсері.

Ауыр металдар өте кең тараған және олардың мөлшері кейбір жерлерде үнемі артуда, тіпті организмдерге қауіпті мөлшері бар жерлер де кездеседі. Ауыр металдардың иондары клеткаларға еніп, хромосомалардың құрылымдық ұйымдастырылуына әсер етеді және геномның деградациясына әсер етеді. Әлсіз мутаген бола отырып, басқа агенттердің мутагенділігін арттырады. Ауыр металдардың мутагендік әсерінің механизмдері әлі толық белгілі емес. Көптеген зерттеушілер олардың ДНК-ға әсері тікелей емес жанама болады деп санайды. Көптеген ауыр металдар мутагенді және канцерогенді әсері бар. Мысалы, кадмий РНҚ синтезінің деңгейін төмендетеді, in vitro жағдайында ДНҚ-ның синтезделуін бұзады. Хлорлы Cd адам мен тышқан эмбриондарының ДНҚ-сының деградациясын интерферон синтезін төмендету арқылы иницияциялайды. Сонымен қатар Cd нуклеин қышқылдарымен әсерлесе отырып немесе олардың синтезіне әсер ете отырып олардың метаболизмін өзгертеді. Cd организмнің ферменттік жүйесіне ерекше түрде әсер етеді, және сол арқылы организмніңгендік аппаратына зақым келтіреді деп саналады. Бұл металдың мутагендік әсері ДНҚ негіздерін тікелей өзгертуінде. Бұл негіздер клетканың бөлінуі кезінде жұп құрғанда қателіктер болады. Қоршаған ортада ауыр металдармен болатын тікелей байланысты төмендету мүмкін емес болғандықтан, олардың мутагендік әсерінен қорғайтын және гендік аппараттың оларға деген төзімділігін арттыратын құралдарды табу мәселесі туындауда. В связи с невозможностью полного устранения контакта с ТМ в окружающей среде встала проблема. Осындай қосылыстар негізінен қалыпты метаболизмга қатысатын және адам айналасында үнемі болатын қосылыстардан ізделді. Соңғы кезде табиғи антимутагендерге және олардың метаболиттеріне аса көп көңіл бөлініп жүр. Осындай қосылыстарға витаминдер, пигменттер, аминқышқыл­дары, фенолдар мен полифенолдар жатады. Бұлардың барлығы түрлі концентрацияларда өсімдік шикізатында, көкөністе, жемістерде, шөптерде кездеседі.

Қоршаған ортаның ауыр металдар қосыластармен ластануы. Қоршаған ортаға ауыр металдардың көздерін шартты түрде екіге: табиғи және техногенді деп бөледі. Табиғи – тау жыныстарының және минералдардың үгілілуі, эрозия, вулкандық жарылыстар. Техногендік – пайдалы кен байлықтарды өндіружәне өңдеу, отынды, ең алдымен тас көмірді жағу. Ауыр металдардың тоыпраққа түсуі негізіненминералды тыңай­­қыштарды пайдалану, өнеркәсіптік және тұрмыстық шайынды суларының тұнбасы болып табылады. Техногенді ауыр металдар қоршаған ортаға түрлі қосылыстар ретінде түседі. Олардың 95% жуығы техногенді шаң ретінде түседі. Олар атмосферада жоғары дисперсияланған өлшері 1 мкм болатын аэрозольдермен байланысқан. Ауыр металдардың техногенді көздерден түсуі адамның шаруашылық әрекетінің масштабының өсу­іне байланысты жоғарылауда. Түрлі экожүйелерге деген техногенді жүк те артуда. Техногенді шығары­лымдардың біразы айтарлықтай қашықтыққа тасымалданып, биосфераның ғаламдық ластануына әкеледі. Ауыр металдардың бір бөлігі гидрохимиялық шайынды ретінде ағынсыз суқоймаларға түседі де, тұнба ретінде жинақтала береді. Ауыр металдардың негізгі массасын ауыр өнеркәсіп маңындағы топырақ жинақтайды. Олар жоғарғы гумустық қабатта жинақталады. Оның мөлшері қалыпты деңгейден жүздеген-мыңдаған есе жоғары болуы мүмкін. Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластануының көздері болып ауыр және түсті металдард өндіруден басқа, таскөмірді жағу, минералды тыңайтқыштарды, бояғыштарды, пластмассаны, аккумулятор­ларды өндіру және осы өндірістердің шайынды сулары, тау-металл комбинаттары, мұнай өндіруші және өңдеуші өнеркәсіп болып келеді.

Қоршаған ортаға түсетін ауыр металдардың көздерін екі топқа бөлуге болады:

· Ауыр металдарды өндіретін немесе пайдаланатын өнеркәсіп кешендерінен шығатын жергілікті шығарылымдар;

· Жер бетінде диффуздық түрде таралғанауыр металдардың көздері, жылу энергетикалық құрылғылар мен мотордан бастап, минералды тыңайтқыштар мен темекі буына дейін.

Ауыр металдардың қоршаған ортаға көптен түсуінің нәтижесінде олардың тірі организмдерге тигізетін жағымсыз әсері мәселесі туындап отыр. Улылығы және қоректік тізбектерде жинақталуы жағынан олардың оннан астамы биосфераның проритетті ластаушыларының қатарына жатады.олардың ішінде – сынап, кадмий және қорғасын аса қауіпті.

Ауыр металдардың тірі организмдерге улы әсері. Ауыр металдарды улылығы жағынан жоғары, орташа, шамалы улы деп бөледі. Кадмий өте жоғары улы қосылыс болып есептеледі. Ол ашық және созылмалы әсер тудыра алады. Кадмийдің микромөлшерде тірі организмдерге керек екендігі және биологиялық процестердің стимуляторы ретінде болатындығы белгілі.

Ауыр металдардың адам мен жануарларға улылығының көрсеткіштері болып физиологиялық параметрлердің, бұзылуы, дамудың артта қалуы, денсаулықтың нашарлауы, ойлау, көбею қабілеттерінің төмендігі, өлімнің артуы, ісік ауруларының пайда болуы, түрлі деңгейде – организмдік, клеткалық, субклеткалық деңгейлерде созылмалы аурулардың болуы табылады. Отандық ғалымдардың айтуы бойынша аталған үш металдың әсер ету механизмдері – олар тікелей митохондрияның мембранасына әсер ете отырып, оның ішкі жағында орналасқан цитохромоксидазаны босатады, немесе лизосомаларды бұзылуы салдарынан мито­хондриялардың мембранасын бұзылуы.

Ауыр металдардың мутагенді және канцепргендік әсері, кадмийдің мысалында. Ауыр металдарға деген қызығушылық олардың улылығы мен канцерогендік әсерімен қоса мутагендік әсерінің болуында. Бұл ауыр металдардың қоршаған ортада болуына аса көңіл бөлуді түсіндіреді. Өсімдік организмдерінде ауыр металдардың – кадмий, қорғасын, никель, алюминий, мыс және мырыштың фитотоксинділігімен қоса айқын білінетін цитогенетикалық әсер де байқалды. Шетел авторлары кадмийдің оның әсерін дұшар болған 40 жұмысшыға (негізгі топ), және бақылаудың 40 адамына әсерін хромосомалық аберрация мен сестринские хроматидтік алмасуларды тіркеу арқылы және кадмийдің қан мен зәрдегі мөлшерін анықтау арқылы зерттеді. Негізгі топтағыхромосомалық аберрациялар темекі шегуге, оның қан мен зәрдегі мөлшеріне байланыссыз кездесті. Хромосомалық аберрациялар кадмийдің мутагендік әсерінің ерте көрсеткіші екені көрсетілді. Кейбір металлургиялық зауыттарда ауыр металдармен көп әсерлесетін жұмысшылардың лимфоциттерінде хромосомалық аберрациялар деңгейі жоғары екендігі көрсетілді. Кадмий тұздарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болу ісік ауруларына, соның ішінде өкпе ісігіне әкелетіні белгілі. Мысалы, темекі шеккен кезде өкпе ісігінің пайда болуы белгілі мөлшерде кадмий тұздарының болуымен байланысты кадмийдің классикалық мутагендердің әсерін жоғарылататындығы белгілі, яғни комутагендік әсері бар. Комутагендер мутациялақ процестің түрлі кезеңд­ерінде әсер етеді. Металл иондарының комутагендік әсері тікелей мутаген туғызған ДНҚ-ның бұзылуының репарациясын тежеуімен байланысты. Комутагендік факторлардың көпшілігі клетканың репарациялық жүйе­сіне әсер ете отырып өзінің әсерін жүргізеді.