BioScience Blog – Научный Биологический блог

Производство и использование различных высокоустойчивых синтетических соединений приводит к загрязнению окружающей среды. Среди них большую опасность представляет 2,4,6-тринитротолуол (ТНТ, тротил), наиболее часто применяемое взрывчатое вещество, синтез и использование которого приводит к загрязнению почв, воздуха, поверхностных и грунтовых вод. ТНТ и продукты его нитровосстановления относятся к числу токсичных, потенциально мутагенных и устойчивых загрязнителей, способных длительное время циркулировать в природных системах. ТНТ, помимо экологических аспектов его трансформации, представляет интерес как модель поведения нитроарилов в организме высших эукариот, поскольку они не только контактируют с этим веществом в условиях промышленных производств военного профиля, но и находятся под воздействием лекарств и пестицидов, молекулы которых содержат нитроароматические фрагменты.

Агентство по защите окружающей среды США отнесло ТНТ к числу наиболее опасных загрязнителей биосферы, и, в связи с этим, предотвращение контаминации и ремедиация ТНТ-загрязненных территорий признаны необходимыми в местах его производства и использования. Постоянное воздействие нитроарилов и их метаболитов на организм человека может привести к развитию таких заболеваний, как апластическая анемия, катаракта, нарушение функционирования печени, образование опухолей в мочевыводящей системе. Несмотря на растущий интерес исследователей к проблеме трансформации ТНТ в литературе практически отсутствуют сведения о вовлечении кислорода в данный процесс и связанное с ним образование активных форм кислорода (АФК) в системе ТНТ-бактериальные клетки.

С применением метода ЭПР нами была впервые показана возможность внеклеточной аккумуляции супероксида на раннем этапе микробной трансформации ТНТ, что представляет интерес в связи с высокой токсичностью данного радикала, которая проявляется в окислении липидов мембран, а также фрагментации ДНК, развитии воспаления, в повреждении сосудов. Данные эффекты частично связаны с собственной токсичностью супероксид-аниона, но основную роль, вероятно, играет образование вторичных активных форм кислорода, в том числе перекиси водорода и гидроксильных радикалов.

С позиций молекулярных основ токсичности ТНТ образование АФК принципиально важно, так как, вероятно, кислородные радикалы ответственны за проявление токсических свойств, выражающееся в развитии ряда характерных профессиональных заболеваний (катаракты, онкологических заболеваний, повреждении сосудов и т.д.). Необходимо отметить, что именно оксидативный стресс считается инициирующим фактором формирования катаракты. Поскольку обнаруженное нами образование супероксида клеточными суспензиями при контакте с ТНТ является общим для широкого круга тестированных микроорганизмов, вероятно, что микрофлора человека и высших животных, подвергающихся воздействию данного ксенобиотика, также способствует внеклеточному образованию супероксидного радикала, и это может вносить решающий вклад в проявление токсических и генотоксических эффектов ТНТ.