Канадские экологи нашли антидепрессанты и опиоиды в мелких речных рыбках, живущих ниже по течению от городских стоков.
Анализ показал, что самцы аккумулируют значительно больше нейроактивных веществ, чем самки. Разница обусловлена тем, что во время нереста самки сбрасывают накопленные жирорастворимые токсины прямо в свою икру.
Ежедневно в канализацию попадают остатки медицинских препаратов и наркотических веществ. Городские очистные сооружения не способны полностью отфильтровать эти соединения, и они попадают в реки. Биологи знали о присутствии нейроактивных веществ в воде, однако оценить их реальное накопление в тканях диких рыб было технически сложно. Крошечные размеры рыб и обилие сложных липидов в их телах искажали показания масс-спектрометров. Из-за этого исследователям приходилось измельчать десятки особей в единую массу, безвозвратно теряя данные о поле животных и индивидуальных различиях.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Environmental Pollution, решили эту проблему, разработав новый протокол экстракции. В качестве модельного объекта они выбрали три вида рыб-дартеров (этеостом) — донных обитателей длиной менее десяти сантиметров. Эти рыбы ведут оседлый образ жизни, не совершают миграций и ищут корм в иле, выступая идеальными природными индикаторами локального загрязнения.
Экологи выловили по 15 самцов и самок каждого вида выше и ниже по течению от сточной трубы очистных сооружений на реке Гранд-Ривер. Каждую рыбу заморозили жидким азотом, растерли в порошок и поместили в ультразвуковую ванну при температуре –30 градусов Цельсия. На сильном холоде мешающие анализу животные жиры затвердевали и отфильтровывались. Очищенный экстракт проанализировали с помощью жидкостной хроматографии. Метод позволил искать молекулы в сверхмалых концентрациях от 0,02 нанограмма на грамм ткани.
Анализ воды выявил 19 из 26 отслеживаемых нейроактивных веществ. Однако в тканях рыб стабильно накапливались лишь четыре соединения: популярный антидепрессант венлафаксин (и его метаболит), а также тяжелые опиоиды — фентанил и метадон. Рыбы, выловленные ниже по течению от стока, содержали в несколько раз больше фармакологических препаратов, чем особи из чистых участков реки.
Сравнение тканей показало резкий гендерный дисбаланс. Самцы, обитающие ниже очистных сооружений, накопили значительно больше фентанила и венлафаксина, чем самки. Авторы связывают это с икрометанием. Вылов рыб проходил весной, сразу после нереста. Поскольку антидепрессанты и опиоиды являются липофильными (жирорастворимыми) веществами, самки при формировании икры перекачивают токсины из своего тела в богатые жирами икринки. Таким образом, содержание токсинов в теле самки снижается, но будущие мальки подвергаются химическому воздействию на самых ранних стадиях развития.
Исследование доказывает, что нейроактивные вещества из городских стоков беспрепятственно проникают в водные пищевые цепи и накапливаются в тканях позвоночных. Разработанный микрометод анализа дает экологам точный инструмент для оценки того, как фармакологическое загрязнение меняет биохимию диких популяций на индивидуальном уровне.
Автор: Максим Абдулаев