CC BY
29
ВОЗМОЖНОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ ВИРУСОВ В ВОДНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗАХ
Гигани О.Б., Азова М.М., Гигани О. О.
Российский университет дружбы народов, кафедра биологии и общей генетики, г. Москва
В последнее время наблюдается повышение уровня загрязнения окружающей среды токсикантами различной природы, провоцирующее экологическое неблагополучие. Подобное явление вызвано неуклонным ростом промышленного потенциала, развитием сельского хозяйства, урбанизацией, применением бытовых химикатов, гербицидов, инсектицидов и других химических препаратов, техногенными катастрофами, изменением природных абиотических характеристик прибрежных территорий в результате хозяйственной деятельности человека.
Загрязняющие вещества в конечном итоге концентрируются в таких крупных водных бассейнах, как моря и океаны, куда они поступают в значительных количествах с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами, а также со стоком с сельскохозяйственных угодий. В морской воде загрязняющие вещества аккумулируются на межфазных границах: придонно или в поверхностном микрослое (ПМС). По данным Росгидромета концентрация ряда особо опасных веществ в ПМС оказывается на 2-5 порядков более высокой, чем в объемной воде.
Морские аэрозоли, формирующиеся из ПМС, осуществляют перенос и распространение токсикантов в атмосфере. Таким образом, продукты жизнедеятельности городов и промышленных предприятий возвращаются с ветровыми потоками в прибрежные зоны в концентрированном состоянии. Загрязненность веществами техногенного и естественного происхождения, приводит к изменению видового и количественного состава водных и прибрежных биогеоценозов, расширению ареалов возбудителей болезней, увеличению круга хозяев и переносчиков паразитов, индукции мутационной и комбинативной изменчивости, ставит под угрозу экологическую функцию воды, влияет на изменение климата.
Перемещение загрязняющих веществ по пути объемная вода - ПМС - морской аэрозоль - органы дыхания обеспечивает проникновение мультикомпонентной смеси токсических соединений, ксенобиотиков, бактериопланктона, вирусов и биотоксинов водорослей в организм человека. "По оценкам ВОЗ, на долю загрязнения воздуха аэрозолями приходится 100000 случаев преждевременной смерти" (совместное заседание ЕЭК ООН и ЕРБ ВОЗ, Женева, 5 июля 2002 г.)
Болезнетворные бактерии и вирусы прибрежных вод не только сами вызывают заболевания, но также могут являться причиной появления нехарактерных и неадекватных реакций и серьезных осложнений при уже имеющихся хронических и инфекционных заболеваниях, вызванных другими агентами. Комбинированное воздействие на человека токсических веществ и вирусов влияет на процессы жизнедеятельности, провоцирует обострение хронических заболеваний, снижает иммунитет и, следовательно, усиливает восприимчивость организма к различного рода инфекциям, провоцирует аутоиммунные и опухолевые заболевания, а в крайних случаях приводит к летальному исходу. Показано влияние токсических факторов окружающей среды на состояние гуморального иммунитета, психимоторного развития детей, аллергизацию организма, повышение уровня инфицированности аденовирусами и герпесвирусами, рост общей заболеваемости детского и взрослого населения прибрежных зон. Все это наносит значительный ущерб здоровью населения и экономике страны. Очевидна необходимость всестороннего и пристального изучения циркуляции вирусов (особенно аденовирусов и вирусов гриппа, которые ежегодно поражают сотни тысяч людей) в популяциях человека и природных очагах (водных биогеоценозах), частью которых являются прибрежные воды, а также влияние токсикантов на скорость и характер данного процесса.
Как известно, вирусы гриппа характеризуются высокой степенью изменчивости в естественных условиях и занимают одно из первых мест среди инфекционных агентов по количеству инфицируемых биологических видов. Вирусы гриппа птиц, являясь предковыми формами вирусов гриппа человека, преодолевая межвидовые барьеры и циркулируя в природе, трансформировались в результате мутационного процесса и стали способны вызывать заболевания у разных видов млекопитающих и человека, поскольку благоприятные условия для межпопуляционного и межвидового обмена вирусами, резко увеличивают возможность генетической реассортации и рекомбинации генетического материала вирусов и вероятность возникновения новых высоковирулентных штаммов. Кроме того, огромное значение имеют два вида антигенных изменений: антигенный шифт и антигенный дрейф, которые могут затрагивать гены только гемагглютинина или гемагглютинина и нейраминидазы одновременно, что приводит к возникновению новых антигенных вариантов. В результате через нерегулярные интервалы времени (10-40 лет) появляются вирусы с новыми антигенными и биологическими свойствами, в том числе и новые пандемические варианты.
В настоящее время существует гипотеза о возможности циркуляции вирусов гриппа в водных экосистемах без участия пернатых, основанная на фактах длительного сохранения вириона в воде (до 6-8 месяцев), существования механизма водно-фекального пути инфицирования, возможности алиментарного заражения через воду и (или) пищу. Несомненна общность генофондов вирусов гриппа человека и других видов позвоночных, что в свою очередь придает особую актуальность вопросу об участии вирусов гриппа животных и птиц в формировании пандемических вариантов. Возможны симбионтные отношения вирусов с гидробионтами, а также изначально преадаптивное возникновение антигенных вариантов вирусов, к которым восприимчивы птицы и
млекопитающие. Подтверждение данной гипотезы будет означать, что главным объектом мониторинга должны стать водные экосистемы.
В связи со всем сказанным, основной целью начатых нами исследований является создание модельной системы с использованием биотестеров, позволяющих изучить особенности циркуляции вирусов в водных экосистемах и влияние токсикантов различной природы и их концентраций на скорость и характер данного процесса.
