LIPOPHILIC PROPERTIES OF PESTICIDES: BIOACCUMULATION AND BIOMAGNIFICATION IN ANIMALS, THE TOXICITY FORECASTING (review)

Abstract

Проблема загрязнения окружающей среды пестицидами не теряет своей актуальности ввиду растущей потребности в продовольствии и в связи с многофакторностью процессов их биотрансформации и биоаккумуляции в живых организмах. По состоянию на 11 июля 2023 года в Российской Федерации зарегистрировано более 1200 препаративных форм разрешенных к применению инсектицидов, акарицидов и гербицидов (без учета фунгицидов, родентицидов, репеллентов, десикантов, регуляторов роста растений, микробиологический и биологических пестицидов и др.), многие из них входят в список особо опасных согласно данным PAN, например диазинон, хлорпирифос, диметоат, имидаклоприд, малатион, спиносад (PAN List of HHPs, 2021). Неконтролируемое применение пестицидов приводит к накоплению исходных соединений, метаболитов и продуктов разложения в почве, воде, растениях, организме животных и последующей биомагнификации стойких загрязнителей на более высоких трофических уровнях (V.P. Kalyabina с соавт., 2021; C.M. Volschenk с соавт., 2019; Z. Zhang. с соавт., 2019). Кроме целевых вредителей пестициды оказывают неблагоприятное воздействие на сами сельскохозяйственные культуры, микробиоту почвы, а также объекты природных экосистем и человека. Более безопасны биопестициды, но при одновременном решении нескольких агротехнических задач их высокая селективность становится недостатком (W.-H. Leong с соавт., 2020; De O.H. Gomes с соавт., 2020). Абсорбция, распределение и перемещение пестицидов в биологических системах определяются их липофильностью (T. Chmiel с соавт., 2019; R. Beiras, 2018; S.-K. Kim с соавт., 2019). Высокая липофильность создает условия для высокого метаболического клиренса соединений. Прогнозировать биологическую активность веществ в организме позволяет logP, описывающий их сродство к белкам-мишеням (T. Chmiel с соавт., 2019), где Р -коэффициент распределения, показывающий соотношение концентраций соединения в двух несмешивающихся фазах при равновесии. При чрезмерно высокой липофильности (logP > 5) пестициды могут связываться с гидрофобными мишенями, что приводит к неселективности и более высокой токсичности (C. Olisah с соавт., 2021). В настоящее время получено недостаточно данных о метаболизме и биоаккумуляции пестицидов в организме сельскохозяйственных животных и синергетических эффектах в реальных условиях. Распределение пестицидов в почве, грунтовых и поверхностных водах зависит, кроме их липофильности, от рН, температуры, количества изначально вносимых препаратов, содержания органических и неорганических веществ, сорбционных свойств твердых частиц (С.Д. Бурлака с соавт., 2019; S. Hintze с соавт., 2021; F.A.P.C. Gobas с соавт., 2018). Накопление пестицидов в почве приводит к снижению активности почвенных микроорганизмов, участвующих в круговороте элементов и разложении органических веществ, и может служить биологическим индикатором загрязнения экосистем. Содержание пестицидов в объектах окружающей среды в большинстве случаев определяют методами газовой, высокоэффективной и ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии, иммуноферментным м...