4 курс / Общая токсикология (доп.) / Obschaya_ikhtiotoxikologia_Lukyanenko

сазана — около 50 лет, стерляди — около 80 лет, осетра — около 150 лет, а для белуги — 230-300 лет, Ясно, что такой срок для опыта неприемлем (разрядка наша — В. Л.) и приходится искать решение обходным путем» [328, с. 1747]. К сожалению, в дальнейшем никаких новых экспериментов даже с водными беспозвоночными, но более высокоорганизованными, чем дафнии, а тем более с основным объектом ихтиотоксикологии — рыбами, Н. С. Строганов не проводил, и, таким образом, вопрос об универсальности биологического критерия токсичности повис в воздухе.

Тем не менее Н. С. Строганов [330. 332, 333] счел возможным предложить и настойчиво пропагандировать так называемый главный, или основной, метод водной токсикологии, сущность которого заключается в длительном наблюдении за действием изучаемого вещества на плодовитость и качество потомства. При этом все современные физиологические, биохимические и биофизические методы исследований, используемые в ихтиотоксикологии, объявлены вспомогательными. Нет особой необходимости доказывать, что подобного Рода классификации методов исследования крайне субъективны. Деление методов исследований на главные и второстепенные не только несостоятельно, но и беспрецедентно: ибо сегодня, пожалуй, ни в одной области биологии или медицины не встретишь столь откровенного и, можно сказать, воинствующего игнорирования современных методов исследования. Что же породило столь необычную ситуацию, какова, так сказать, теоретическая или экспериментальная основа этой своеобразной классификации методов?

Как мы уже отмечали, экспериментально главный метод водной токсикологии не обоснован даже для беспозвоночных, поскольку опыты ставились лишь на одном из видов дафний и только с несколькими веществами. Что касается рыб, то предложенный Н. С. Строгановым главный метод мало применим не только изза значительной длительности биологического цикла многих промысловых видов рыб. Поскольку вокруг этих принципиальной важности вопросов идет чрезвычайно острое столкновение мнений [328, 332, 333, 163, 176, 177], рассмотрим более подробно составные элементы биологического критерия токсичности, на котором базируется главный метод водной токсикологии.

Воснову биологического критерия токсичности положены плодовитость и качество потомства. Ближайший анализ этих двух показателей позволяет сделать вывод, что они весьма различны по своему физиологическому содержанию, а главное — по степени лабильности и изменчивости под влиянием разнообразных факторов внешней среды. Если понятие «плодовитость» имеет вполне конкретное значение и может быть легко учтено в эксперименте по числу особей новой генерации, то понятие «качество потомства» весьма неопределенно.

Всамом деле, что понимать под качеством живого организма? Чаще всего имеют в виду жизнеспособность. Но и этот термин требует дополнительной расшифровки. Ведь жизнеспособность организма обеспечивается нормальным функционированием любой из отдельно взятых физиологических систем, согласованная

деятельность которых является необходимым условием реализации способности организма к размножению и получению нормального потомства.

Что же понимает под качеством потомства Н. С. Строганов? К сожалению, ни в одной из своих работ он не рассматривает этот вопрос, а лишь декларирует необходимость оценки токсичности того или иного вещества по влиянию на плодовитость и качество потомства. Можно лишь догадываться, что под качеством потомства он понимает все ту же плодовитость. Таким образом, все сводится к плодовитости. Но плодовитость различных по высоте организации тидробионтов и в первую очередь рыб — чрезвычайно лабильный физиологический показатель, который меняется даже в норме в несколько раз. Особенно велика изменчивость плодовитости именно у рыб независимо от уровня их организации и экологических особенностей.

Исключительно выраженная, лабильность плодовитости рыб определяется не только тем, что меняется у одной и той же особи в зависимости от возраста и размера. «На количество развивающихся яиц, — писал Е. К. Суворов, — влияют не только возраст и величина рыб: даже чисто внешние факторы, вроде температуры воды и содержания растворепного в воде кислорода, а также степень зараженности паразитами не остаются без влияния. Одним из наиболее существенных факторов, отзывающихся на степени развития половых желез, а следовательно,

ина плодовитости, является питание» [337а, с. 335].

Идействительно, в ихтиологической литературе можно встретить много примеров, подтверждающих, что плодовитость особей одного и того же размера и возраста колеблется по годам и находится в прямой зависимости от упитанности рыб. Детальное рассмотрение этого вопроса можно найти у Г. В. Никольского [250]. Все сказанное делает излишним объяснение того, насколько сложно использовать плодовитость в качестве критерия токсичности, а тем более определять ПДК токсичных веществ по этому показателю. Ведь при этом потребовалось бы содержать подопытных рыб длительное время в аквариумных условиях. А это неизбежно сопряжено с нарушением многих условий нормальной жизнедеятельности рыб, в том числе кормового, кислородного и температурного режимов, характерных для того или иного вида промысловых рыб. Длительное содержание этих

видов рыб в аквариумных условиях само по себе может оказать и оказывает угнетающее действие на воспроизводительную систему организма и его плодовитость. К тому же большинство промысловых видов рыб, представляющих первоочередной интерес для ихтиотоксикологии, характеризуется длительным биологическим циклом, нередко поздним половым созреваннем, так что определение для них ПДК различных токсических веществ по плодовитости потребует даже не одного года, а много больше. Вот здесь и уместно подчеркнуть, что если положить в основу практической работы по определению ПДК критерий токсичности, предложенный Н. С. Строгановым, и вести ее с помощью главного метода водной токсикологии, то ныне живущее поколение токсикологов мира не сможет установить и нескольких десятков ПДК. Но критерий «плодовитость» неприемлем

не только потому, что его практически невозможно использовать в опытах на рыбах.

Другой существенный недостаток биологического критерия токсичности, оберегающего якобы будущность вида, состоит в слабой теоретической обоснованности, неопределенности и расплывчатости его содержания. Ведь токсикология, в том числе и ихтиотоксикология, — наука экспериментальная, а потому она имеет дело не с видом или его отдельными популяциями, а с особью или группой особей (выборочной совокупностью). Иными словами, используя тот или иной физиологический показатель (в том числе и плодовитость), характеризующий реакцию организма на токсический агент, мы имеем дело с индивидуальной реакцией конкретного организма или группы организмов. Можно ли в связи с этим решать вопрос о будущности вида, как это предлагает делать Н. С. Строганов, определяя плодовитость рыб или других гидробионтов, используемых в данном конкретном опыте? Ведь мы будем иметь дело с индивидуальной плодовитостью подопытных рыб, а не с видовой плодовитостью, которая собственно и определяет будущее вида. «Индивидуальная плодовитость, — писал В. И. Мейснер, — еще не определяет жизненной стойкости вида (разрядка наша — В. Л.), последняя зависит и от продолжительности жизни, и от времени наступления половой зрелости, и от условий икрометания, и от конкуренции других видов и т. д.» [224, с. 113]. Забвение этих общеизвестных истин или их игнорирование, подмена понятия видовая плодовитость» понятием «индивидуальная плодовитость», искусственное выхватывание одного из показателей биологии особи и невнимание к другим — все это и породило так называемый биолологический критерий, а вместе с ним и иллюзию об учете будущности и сохранности вида.

Плодовитость как показатель токсичности не имеет никаких преимуществ перед другими физиологическими показателями. Напротив, его чрезвычайная лабильность и зависимость от многих переменных факторов водной среды приводят к выводу о необходимости чрезвычайной осторожности при использовании плодовитости в качестве показателя токсического действия веществ даже в опытах на аквариумных рыбах, не говоря уже о промысловых.

Все сказанное однозначно свидетельствует о теоретической несостоятельности и экспериментальной необоснованности представлений о биологическом критерии токсичности, а, следовательно, и базирующегося на нем главного метода водной токсикологии. Мы полагаем, что оценку токсичности вещества по его влиянию на плодовитость можно, по-видимому, использовать по отношению к низкоорганизованным беспозвоночным гидробионтам с коротким биологическим циклом (правда, необходимы дополнительные экспериментальные обоснования) наряду с другими показателями жизнедеятельности. Что касается более высокоорганизованных гидробионтов и особенно рыб, то здесь сама постановка вопроса о каком-то главном методе является некорректной.

Предпринятый нами [163, 177] критический анализ понятий «биологическая норма», «биологический критерий токсичности» и, наконец, «главный метод водной токсикологии» вскрыл их несостоятельность и привел к необходимости разработки принципиально иного подхода к решению сложных многообразных задач, стоящих перед современной ихтиотоксикологией. Поскольку объектом токсикологии является особь — «индивидуальные организмы», на которых, собственно, и ставятся опыты по оценке токсичности того или иного вещества, для ихтиотоксикологии первостепенное значение имеет физиологическая норма организма [163, 176, 177]. Свидетельством тому служит не только многолетний опыт отечественной школы санитарных токсикологов, но и довольно значительный теперь уже экспериментальный материал, полученный в опытах на рыбах.

Действительно, для экспериментального определения ПДК той или иной группы веществ необходимо предварительное выявление пороговых концентраций этих веществ, т. е. минимальных концептраций, вызывающих определенный токсический эффект. Обнаружить этот эффект можно только путем сопоставления подопытных животных с контрольными или на одном и том же животном, оценивая его функциональное состояние по тем или иным физиолого-биохимическим показателям до и после контакта с ядом. И вот тогда со всей остротой встает вопрос о нормальной» величине того или иного показателя жизнедеятельности организма. Физиология и биохимия рыб накопили достаточно много сведений, указывающих на широкую индивидуальную изменчивость большинства исследованных физиолого-биохимических параметров, многие из которых используются для суждения о токсическом эффекте различных веществ. Аналогичные трудности встречаются в медицине и ветеринарии. Однако современные методы физиологических и биохимических исследований, а также успехи клинической физиологии и биохимии позволяют достаточно четко улавливать патологические сдвиги в деятельности различных функциональных систем, а существующие методы математической обработки экспериментальных данных — надежно судить о достоверности регистрируемых сдвигов.

В международной медицинской практике принято считать нормальнымн физиолого-биохимические показатели, лежащие в области М±2ð. Эти показатели отличаются от средних не более чем на удвоенную величину стандартного отклонения. Критерий ±2ð нормальной величины физиологических и биохимических показателей базируется на правилах вариационной статистики и теории вероятности, Использование этого критерия позволяет точно и надежно оценивать результаты лабораторного исследования, унифицировать понятие «нормальная величина», исключив тем самым различные эмпирические формулировки, все еще встречающиеся в литературе по ихтиотоксикологии. Известно, что зона М±2ð включает 96% всех нормальных показателей. Следовательно, тот или иной показатель, лежащий вне зоны М±2ð, по теории вероятности может быть нормальным в 4% случаев и патологическим в 96%. Надежность критерия ±26, удовлетворяющая даже клиницистов, вполне достаточла для оценки порогового токсического эффекта и в опытах на рыбах [163].

В связи с этим нельзя согласиться с утверждением Н. С. Строганова [332] о том, что «такой подход не верен

не только с биологической точки зрения, но даже с медицинской» (с. 22). Для обосновация этой точки зрения он приводит широко известный пример того, как при обработке мух ДДТ гибнет большинство насекомых, а через некоторое время оставшиеся в живых размножаются с повышенной резистентностью и достигают высокой численности.

Однако этот пример не имеет никакого отношения к обсуждаемому вопросу.

Всесторонне обоснованный критерий нормы физиолого-биохимических параметров организма М±2ð является общепринятым и весьма плодотворным для ихтиотоксикологии. Отрицание этого факта не имеет экспериментального обоснования, а потому бездоказательно.

Итак, решение специфических ихтнотоксикологических задач возможно только с позиций современных методов физиологии и биохимии рыб. Возникают вопросы: какие именно методы использовать при решении этих задач, на основе каких теоретических позиций выбирать конкретные физиолого-биохимические показатели при оценке уровня токсичности той или иной группы веществ и научном обосновании ПДК этих веществ?

Еще в первых наших исследованиях по ихтиотоксикологии, выполненных на модели фенольной интоксикации, было установлено, что в организме рыб под влиянием токсического агента происходят разнообразные патологические сдвиги, затрагивающие деятельность многих физиологических систем и предшествующие гибели отравленных рыб: изменение электрокардиограммы, нарушение дыхания и условнорефлекторной деятельности, изменение активности тканевой холинэстеразы и содержание аммиака в мозге, снижение концентрации гемоглобина и повышение содержания сахара в крови, изменение белкового состава сыворотки крови и др. [158, 184, 185, 324, 183, 163].

В последующие годы это направление исследований было одхвачено другими лабораториями, значительно расширено; получены новые данные [151, 152, 211, 216, 395, 22, 53, 277, 278, 126, 317, 255, 136, 117], свидетельствующие о многообразии путей воздействия ядов на жизнедеятельность рыб.

Результаты этих работ с новых позиций подтверждают сформулированные нами [163] представления о критериях токсичности, согласно которым токсичной (пороговой) следует считать такую концентрацию, «которая вызывает какие-либо выраженные патологические сдвиги в любой отдельно взятой функциональной системе организма» (с. 182), поскольку стойкое нарушение нормальной деятельности любой физиологической системы, будь то кровообращение или гемопоэз, дыхание или питание, поведение или размножение и т. д., рано или поздно приведет к необратимым нарушениям гомеостаза, а в конечном счете н к гибели организма. В соответствии с этим «предельно допустимая концентрация исследуемого вещества не должна оказывать токсического эффекта ни на одну из многочисленных функций организма, так как нарушение любой из них может привести к нарушению физиологической нормы организма и его биологического благополучия» (с. 188). Это и понятно, ибо любая из' многих функциональных систем равноценна и незаменима для нормальной жизнедеятельности целостного организма, а стойкое нарушение каждой из них неизбежно нарушит деятельность других, в том числе и функцию размножения. Сегодня это уже прописная истина, лежащая в основе всех работ по гигиеническому нормированию вредных веществ, проводимых санитарными токсикологами на теплокровных позвоночных.

И если еще совсем недавно ихтиотоксикологи не располагали достаточными сведениями о характере реакций рыб как холоднокровных позвоночных на различные вредные вещества, то сегодня таких данных вполне достаточно (см. гл. V—VI) для того, чтобы утверждать, что эти реакции как по направленности, так и по содержанию принципиально сходны с присущими теплокровным позвоночным. А отсюда следует правомерность приложения к рыбам основных принципов и методов оненкн «токсичности», разработанных общей и санитарной токсикологией. Поэтому мы считаем [163, 177], что ПДК вредного вещества применительно к рыбам не должна оказывать токсического эффекта ни на одну из многочисленных функций организма.

Это не значит, как думают некоторые авторы [332, 204], что каждый раз при разработке ПДК того или иного вещества необходимо изучать состояние всех функциональных систем организма. Проводить такую работу совершенно излишне, если известна токсикодинамнка вещества, ПДК которого нужно установить, и в этом случае необходимо лишь выбрать функцию - мишень, т. с. наиболее чувствительную и ранимую функцию. Если же нужно установить ПДК для вещества с неизвестной токсикодинамикой, то необходимо выбрать по возможности более широкий круг показателей, характеризующих состояние различных функциональных систем (в подостром опыте), а затем уже на основании полученных данных выявить функцию-мишень, т. е. точку приложения яда, и по этой функции определять ПДК исследуемого вещества.

Следовательно, пороговая концентрация и, стало быть, результаты ихтиотоксикологических исследований по биологическому нормированию (регламентации) в решающей мере зависят от того, насколько правильно мы выявили функцию-мишень и методы оценки патологических сдвигов в деятельности этой функциональной системы. Именно поэтому поиски наиболее чувствительных экспресс-методов, позволяющих в кратчайший срок получить научно обоснованные нормативы сброса вредных веществ в водоем, представляют собой задачу первостепенной важности.

Необходимо уже сегодня иметь представление о степени токсичности нескольких тысяч веществ и предложить промышленности более тысячи ПДК различных веществ, поступающих в водоемы. Решение этой грандиозной по объему задачи и притом в кратчайший срок возможно лишь с помощью современных физиологических, биохимических и биофизических методов исследования с присущей им высокой разрешающей способностью, превышающей таковую метода рыбной пробы в десятки раз. Выбор конкретного метода определения ПДК того или иного вредного вещества должен базироваться на знании токсикодинамики исследуемого вещества, понимании механизмов действия различных групп ядов, т. е. четком представлении о

наиболее ранимой функции, или функции-мишени [177]. Поясним это положение несколькими примерами. Известно, что многие ядохимикаты фосфорорганической. группы оказывают токсическое влияние на

организм путем инактивации ацетилхолинэстеразы, осуществляющей ферментативный гидролиз важнейшего медиатора ацетилхолина у теплокровных животных. Аналогичную реакцию — угнетение активности ацетилхолинэстерады мозга, эритроцитов печени, плазмы вызывают фосфорорганические пестициды и у рыб [842, 854, 605, 493, 494, 227, 135]. Г. Гольдштейн [564] считает, что снижение активности ацетилхолинэстеразы в эритроцитах на 20%, в плазме крови на 33% и в мозге рыб на 10% является надежным, показателем токсического действия пестицидов. Иными словами, по уровню активности холинэстеразы можно диагностировать отравление рыб фосфорорганическими пестицидами и, естественно, устанавливать ПДК этой группы веществ.

Другая группа веществ, среди которых можно назвать некоторые пестициды (монурон, днурон, монурокс, атразин), оказывает выраженное угнетающее влияние на систему крови: количество форменных элементов, концентрацию гемоглобина, РОЭ, ОРЭ, величину тематокрита, белковый состав сыворотки крови и т. п. [277, 278, 131, 126]. Отсюда следует, что использование гематологических методов для оценки токсичности и ПДК этой группы веществ вполне оправдано.

Еща один пример. Большая группа веществ органической природы (яды фенольного ряда, многие инсектициды) вызывает в организме разнообразные патологические сдвиги. Сложный симпто-мокомплекс отравления рыб этими веществами позволял предположить их влияние на центральную нервную систему. В серии экспериментов, начатой нами в 1962-1963 гг., была установлена ведущая роль центральной нервной системы в патогенезе фенольного отравления рыб и обоснована идея использования метода условных рефлексов в ихтиотоксикологических экспериментах для оценки степени токсичности и определения ПДК ядов органического ряда [158, 162 163, 170]. Экспериментальное обоснование этой идеи было осуществлено на модели фенольной интоксикации золотистых карасей [358]. Как и следовало ожидать, патологические сдвиги в условнорефлекторной деятельности рыб наступают задолго до появления выраженных симптомов интоксикации фенолом и отмечаются уже при его концентрации 5 мг/л, что в 5-8 раз ниже остротоксичных концентраций этого вещества [187]. Результаты опытов на рыбах полностью согласуются с данными отечественной школы патофизиологов высшей нервной деятельности [95, 78] и санитарных токсикологов, которые уже давно и успешно используют метод условных рефлексов в качестве стандартного метода определения ПДК многих веществ с выраженным действием на центральную нервную систему. Имеющиеся к настоящему времени материалы [212, 211, 216,138, 839, 426, 707] однозначно свидетельствуют о чрезвычайно больших возможностях метода условных рефлексов в ихтнотоксикологни.

Приведенные примеры, характеризующие многообразие путей воздействия вредных веществ на рыб (количество этих примеров можно многократно увеличить), свидетельствуют о необходимости использования адекватных методов оценки степени токсичности различных групп веществ и определения их ПДК. Отсюда становится понятно, сколь необоснованны попытки делить методы ихтиотоксикологии на главные и вспомогательные. Методы определения токсичности будут различными в зависимости от конкретной задачи, стоящей перед исследователем, природы изучаемого вещества и механизма его действия. Это подтверждается современными тенденциями развития ихтиотоксикологии как у нас в стране, так и за рубежом.

СТАНДАРТНАЯ СХЕМА ИХТИОТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРИНЦИП ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАГРУЗОК

Многообразие задач, стоящих перед ихтиотоксикологией, к методов их решения приводит к необходимости принятия унифицированной схемы проведения ихтиотоксикологияеских исследований для получения возможно более полного объема информации и сопоставимых данных по токсичности попадающих в водоемы веществ . [161, 163, 167, 181]. Весь накопленный в мировой литературе Монблан первичных экспериментальных данных по токсичности различных классов химических соединений представляет ограниченную ценность, так как данные различных авторов трудно сопоставимы из-за отсутствия стандартизации в постановке опытов и единой формы выражения результатов. Сегодня, когда на повестке дня стоит вопрос о международном сотрудничестве в области санитарной гидробиологии и ихтиотоксикологии, отсутствие унифицированной стандартной схемы проведения опытов по определению степени токсичности веществ и ПДК ощущается особенно остро. Принятие такой схемы оказало бы существенную помощь в стандартизации условий эксперимента, позволило бы избежать параллелизма в исследованиях не только разных лабораторий внутри одной страны, но и в разных странах. При этом следует учитывать тот огромный объем работ, который предстоит проделать нхтиогоксикологам в ближайшее десятилетие по регламентации тысяч соединений, поступающих во внутренние водоемы и Мировой океан. В основу такой стандартной схемы ихтиотоксикологического эксперимента должны быть положены острый, подострый и хронический опыты [163, 167].

Острый опыт. Проводится для предварительной оценки степени токсичности исследуемого вещества и остротоксичной (явно недопустимой) концентрации вещества, поступающего в рыбохозяйственный водоем. Оценка токсичности вещества проводится методом рыбной пробы. Показателем токсичности служит гибель подопытных рыб. При постановке острого опыта необходимо подробно описывать поведение и внешние симптомы отравления рыб данным веществом или группой веществ. После гибели рыб следует подвергать патоморфологическому обследованию.

При описании результатов острого опыта указываются температура токсического раствора, содержание в последнем кислорода, жесткость и рН, а также вид, возраст подопытных рыб, их исходное функциональное

состояние и длительность адаптации к экспериментальным условиям. Опыты целесообразно проводить при относительно высокой температуре раствора и относительно низком содержании в нем кислорода, учитывая диапазон их колебаний в естественном водоеме. Солевой состав, жесткость и рН воды подбирают таким образом, чтобы можно было выявить максимальную токсичность исследуемого вещества.

В качестве тест-объекта следует использовать наименее устойчивый вид рыб ихтиофауны конкретного водоема или один из видов рыб, характеризующихся низкой устойчивостью к токсикантам (см. гл. VIII). При этом важно иметь в виду особенности устойчивости данного вида к исследуемой группе веществ на различных этапах онтогенеза, избирая наименее устойчивые из них.

Продолжительность острого опыта обычно составляет 24, 48 или 96 ч. Учитывая ярко выраженную зависимость летального эффекта от продолжительности испытания в этом временном интервале, следует ограничить длительность острого опыта 24 ч. Степень токсичности вещества целесообразно выражать через Cl50. Шкалу испытуемых концентраций и количество подопытных рыб определяют методом статистического расчета. Шкала концентраций может быть равномерной (5, 10, 15, 20 мг/л и т. д. или неравномерной (3, 7, 11, 17, 21 мг/л и т. д.). Испытание каждой концентрации вещества целесообразно проводить на одинаковом количестве рыб (не менее 12 экз.) в диапазоне от СМТ до Сl100. Среди многочисленных способов вычисления CL50, предпочтительно использовать упрощенный (в случае неравенства интервалов между испытуемыми концентрациями и одинакового количества рыб) или усложненный (без этих условий) вариант метода Беренса и Шлоссера.

Подострый опыт. Ставится для выявления путей действия токсиканта на рыб и механизмов развития отравления организма с тем, чтобы выбрать адекватный метод определения пороговой концентрации исследуемого вещества в хроническом опыте. Используют концентрации вещества, обладающие выраженным токсическим действием на организм и обычно составляющие 0,5-0,1 летальной (остротоксичной) концентрации. Опыт проводится на наименее устойчивом виде рыб. Длительность опытов от 10 до 30 сут. Поскольку токсикодинамика большинства поступающих в рыбохозяйствен-ные водоемы веществ неизвестна (применительно к рыбам), необходим возможно более полный набор показателей, позволяющий оценить функциональное состояние различных систем организма рыбы. Для этого проводится параллельное изучение различных физиологических и биохимических систем организма. Наряду с показателями, интегрально отражающими состояние организма, такими, ак прирост живой массы, уровень пищевой возбудимости и интенсивностн потребления кислорода, следует использовать более тонкие физиолого-биохимические индикаторы: показатели белкового, углеводного и жирового обмена, активность важнейших ферментативных систем, электрофизиологические тесты, характеризующие состояние центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной: систем, гематологические показатели, гуморальные и клеточные факторы врожденного иммунитета, поведенческие реакции и др.

Хронический опыт. Это заключительный этап ихтиотоксикологи-ческого исследования. Его задача — выявить пороговую концентрацию веществ, зону их токсического действия и максимально недействующую концентрацию, т. е. ПДК токсических веществ. Целесообразно испытывать 3-5 концентрации с пятикратными интервалами. Исходную концентрацию и диапазон концентраций выбирают, руководствуясь данными острого и подострого опытов. Продолжительность хронического опыта от 1 до 3 мес, но не более. Метод оценки пороговой и предельно допустимой концентраций' определяется данными подострого опыта, при этом используют физиолого-биохимические показатели, характеризующие функциональное состояние избирательно поражаемых систем и органов.

Поскольку фактор времени в ихтиотоксикологических исследованиях приобретает решающее значение, для сокращения продолжительности опытов целесообразно использовать метод функциональных нагрузок и на этом фоне определять состояние индикаторной функции (избирательно поражаемой). Метод функциональных нагрузок позволяет выявить не только уже имеющиеся нарушения в деятельности той или иной функциональной системы, но и возможности организма адаптироваться к стрессирующим воздействиям факторов внешней среды в условиях хронического действия малых концентраций токсических веществ. То есть речь идет об определении патологических сдвигов в организме, физиолого-биохимические показатели функционального состояния которого остаются в «диапазоне нормальных колебаний». Для этого используют различные нагрузки, что позволяет оценить состояние регуляторных систем организма, обеспечивающих сохранение постоянства внутренней среды.

Метод функциональных нагрузок заключается в следующем. После воздействия того или иного токсического вещества на организм резко изменяются условия его существования (температурный и газовый режимы, активная реакция среды и т. д.). Изменение (ухудшение) условий существования рыб выступает в роли дополнительной функциональной нагрузки для оценки общего состояния организма. В результате скрытые патологические сдвиги в организме; вызванные хроническим воздействием на него малых концентраций токсиканта, проявляются в виде дополнительных функциональных нагрузок. В качестве функциональных нагрузок для рыб могут быть использованы экспериментально вызванные инфекции и инвазии, повышенные физические нагрузки, обусловленные длительным вынужденным плаванием, голодание, пребывание в воде повышенной температуры или с пониженным содержанием кислорода и др.

Данные, накопленные отечественными санитарными токсикологами, показывают, что метод функциональных нагрузок - обладает высокой эффективностью и позволяет в кратчайший срок выявить-ранппс патологические сдвиги в организме, обусловленные действием пороговых и подпороговых концентраций токсических веществ.

Использование этого методического принципа будет способствовать экспериментальному решению основных задач ихтиотоксикологических исследований по биологической регламентации поступающих в рыбохозяйственные водоемы вредных веществ.

ГЛАВА II

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИХТИОТОКСИКОЛОГИИ

СИМПТОМЫ ОТРАВЛЕНИЯ РЫБ

Изучение особенностей поведения рыб в токсических растворах, содержащих различные компоненты промышленных сточных вод, представляет интерес в первую очередь в связи с необходимостью всестороннего описания картины действия токсического вещества и внешне обнаруживаемых симптомов отравления рыб. Детальная характеристика симптомов отравления и их полный перечень могут быть использованы в качестве индикаторов для определенных групп ядов, что позволит устанавливать причину гибели рыб в естественных водоемах.

Знание симптоматологии отравления необходимо также для унификации показателей (при оценке токсического действия того или иного вещества), используемых в различных лабораториях. Между тем даже при изучении токсичности какого-либо одного вещества в разных лабораториях в качестве показателей его токсичности используют различные симптомы отравления без учета их специфичности для данной интоксикации, времени появления и продолжительности действия. Все это затрудняет понимание и сопоставление литературных данных, а подчас и полностью обесценивает их.

Сказанное в первую очередь относится к работам, в которых рассматривается токсичность органических соединений. Известно, что вещества этой группы ядов оказывают на организм более разнообразное влияние, вследствие чего внешние признаки отравлений этими веществами значительно разнообразнее в сравнении с симптоматологией токсического процесса, обусловленного ядами неорганической природы (тяжелые металлы, кислоты. Щелочи и др.). Это весьма затрудняет правильный выбор основных показателей токсического процесса, на основе которых можно судить о степени вредности исследуемого вещества.

В качестве примера рассмотрим общую картину и внешний симптомокомплекс фенбльного отравления рыб, поскольку гомологи фенольного ряда представляют собой группу ядов, широко распространенных во внутренних водоемах различных стран. Кроме того, peaкция рыб на яды фенольного ряда по качественному составу симптомокомплекса имеет много общего с реакцией рыб на многие другие компоненты промышленных сточных вод органического происхождения.

Общая характеристика фенольного токсического процесса и поведения рыб при отравлении различными концентрациями яда описывалась многими авторами [692, 792, 542].

Довольно подробно внешние симптомы фенольного и крезольного отравления были рассмотрены К. Масон-Джонсоном [692] у окуней и форели. Автор отмечает, что при высоких концентрациях яда у рыб наблюдались быстрая потеря рефлекса равновесия, «взбешенное плавание» и опрокидывание на бок. Дыхание, глубокое и учащенное вначале, по мере развития отравления становилось нерегулярным и слабым. В опытах М. Эллиса [542] на золотых рыбках в качестве характерного признака фенольного отравления был отмечен паралич нейромускулярного аппарата [861, 862, 630, 469, 40, 413, 370].

Эти наблюдения в основных чертах были подтверждены. Исследования К. Вурмана и X. Вокера [861, 862], проведенные на форели, пескарях, окунях, головлях, плотве к усачах, а также Д. Джонса [630] — на головлях, выявили следующие особенности поведения испытуемых рыб в слабых растворах фенолов: пониженную интенсивность двигательной активности, кратковременную потерю рефлекса равновесия с последующим восстановлением. Важной особенностью этих работ явилось значительное расширение видового состава испытуемых рыб.

Из работы В. Букштейга и др. [469] следует, что поведение рыб (окунь, гольяны) в растворах гидрохинона, пирогаллола и пирокатехина весьма сходно с их поведением при фенольном и крезольном отравлении. Авторы отмечали у рыб беспорядочные броски и сильнейшую дыхательную деятельность. Впоследствии рыбы заваливались на бок и оставались в таком положении до наступления смерти. Обращает на себя внимание особенность реакции угрей на токсическое действие фенолов. Они обычно остаются на месте при развитии интоксикации, причем удается отметить только «вздрагивание» без обычно развивающейся у других видов рыб бурной двигательной активности.

Привлекают внимание работы Е. А. Веселова [40] и М. Ф. Вернидуб [37а], в которых помимо описания общего поведения рыб в токсических растворах фенолов представлена развернутая картина фенольной интоксикации. Е. А. Веселое считает, что симптомы отравления карасей развиваются в определенной последовательности и можно выделить семь этапов от начала отравления до смерти рыбы. Характерными признаками отравления рыб фенолами автор считает паралич мышц туловища. Это подтверждается более ранними наблюдениями Н. А. Мосевича, А. Г. Гусева и М. Г. Драгулина [240], согласно которым одним Из важнейших признаков фенольной интоксикации у рыб служит кровоизлияние в мышцах туловища.

Литературные данные позволяют в общих чертах составить представление о характере реакции рыб в ответ на фенольное раздражение. Дальнейшее развитие работ в этом плане ставило перед необходимостью дать точную

характеристику картины интоксикации с детальным учетом характерных признаков и их сменььво времени. Кроме того, для сравнения результатов отдельных опытов по выявлению токсичности различных феноловжелательно было выделить наиболее существенные реакции, характеризующие качественно различные стадии отравления рыб.

С этой целью был проведен анализ общей картины и особенностей течения фенольной интоксикации 22 различных видов рыб (карась, лещ, плотва, густера, сипец, жерех, чехонь, радужная и/ ручьевая форель, окунь, судак, ерш, щука, осетр, стерлядь, сом, красноперка, вобла, тарань, севрюга, белоглазка и налим) при весьма широкой амплитуде концентраций токсиканта (от 5 до 800 мг/л). Выявлен однотипный (за редким исключением) характер реакции различных видов рыб па патогенное действие фенолов (фенол, орто-, мета- и паракрезолы, пирогалол). Детальная характеристика поведения рыб в токсическом растворе и внешние симптомы отравления могут быть представлены в следующем виде. Через 3-10 мин после погружения рыб в токсический раствор у них в зависимости от концентрации яда отмечается чрезвычайно бурная и беспорядочная двигательная активность со стремительными бросками из толщи раствора на поверхность, кратковременным заваливанием на спину и па бок с последующим выходом из бокового положения. Через 30-90 мин кратковременное заваливание на бок сменяется стойким нарушением рефлекса равновесия. В боковом положении рыбы находятся до наступления смерти. В начале отравления, когда рыбы находятся в относительно неподвижном Г боковом положении, у них отмечаются интенсивные клонические судороги с частотой 12-24 судорожных подергиваний в минуту, вслед за чем рыбы выходят из неподвижного состояния и начинают импульсивное толчкообразное перемещение в боковом положении.

Характер двигательных реакций бывает двояким: перемещение на поверхности раствора по кругу или неориентированные перемещения в толще раствора. Этот период развития фенольного токсического процесса (потеря рефлекса равновесия, опрокидывание на бок и импульсивное перемещение в боковом положении) является самым длительным и одним из наиболее характерных признаков-фенольного отравления.

Через некоторое время двигательная активность рыб в боковом положении постепенно затухает и полностью прекращается. Рыбы становятся неподвижными, движения всех плавников, кроме грудных, парализуются, отмечаются редкие клояические судороги, и рыбы погибают. Отметим, что даже в этот период полной обездвиженности испытуемых рыб их реакция на механические раздражители сохраняется, хотя и в значительно ослабленной форме.

Касаясь других признаков и реакций, составляющих внешний симптомокомплекс фенольного отравления, можно указать, на характерное дугообразное изгибание туловища рыбы вследствие одностороннего тетанического сокращения мышц хвостовой части, являющейся движителем рыб, а также на резкую пигментацию (потемнение) спины и головы с одновременным побледнением-брюшной и хвостовой частей туловища. Нередко, особенно при длительном воздействии различных концентраций яда, отмечались обширные геморрагические явления в области грудных и брюшных плавников.

Существенные изменения на всем протяжении токсического процесса претерпевает дыхательная функция рыб. В период общего двигательного возбуждения дыхание резко учащается (до 128-144 против исходных 48-60), а затем частота дыхательных движений оперкулярных крышек постепенно уменьшается, возвращаясь к исходной и ниже. Резко нарушается структура дыхательных движений, дыхание становится аритмичным и нерегулярным.

Таким образом, внешние проявления действия токсического раствора на организм рыб довольно разнообразны, но совокупность реакций стереотипно воспроизводится при действии различных концентраций яда. В общефизиологическом плане можно выделить две стадии: стадию возбуждения, сопровождающуюся первоначальной бурной двигательной активностью, потерей рефлекса равновесия и импульсным перемещением рыб в боковом положении, и стадию угнетения, включающую потерю двигательной активности, угнетение дыхания, потерю ориентировочной реакции и резкое ослабление чувствительности рыб к механическим раздражителям.

В практическом отношении необходимо учитывать основные наиболее важные реакции внешнего симптомокомплекса отравления рыбы. Ближайший анализ показывает, что постоянство внешнего симптомокомплекса фенольного отравления проявляется в обязательной смене трех следующих друг за другом фаз: резкая двигательная возбудимость с кратковременным заваливанием на бок; потеря рефлекса равновесия, опрокидывание на бок, импульсивное перемещение в боковом положении; боковое положение, сопровождаемое конвульсивными судорогами, завершающееся полной потерей двигательной активности, расстройством дыхания и смертью. Протяженность отдельных фаз во времени при разных концентрациях яда и соотношение отдельных фаз весьма вариабельны, однако 3-фазовая стандартная форма реакции сохранялась в опытах с большинством видов рыб. Вместе с тем при прочих равных условиях длительность и степень выраженности отдельных фаз определяются видовыми особенностями испытуемых рыб. Как правило, у мирных рыб (карась, лещ, плотва, синец) различные фазы фенольной интоксикации более продолжительны, чем у хищных (щука, налим) и полухищных (ерш, окунь, форель). Несколько иные, чем у остальных исследованных видов рыб, реакции внешнего симптомокомплекса у налима и сома, специфика которых в токсических растворах состоит в конвульсивных подергиваниях мышц туловища при неподвижном состоянии рыбы. Только изредка у этих видов рыб наблюется заметное повышение двигательной активности, лровождаемое резкими стремительными бросками. Стереотипное воспроизведение 3-фазовой фенольной-токсикации при отравлении различных видов рыб едставляет определенный интерес не только для унификации показателей токсического действия ядов фенольного ряда при изучении их токсичности в различных лабораториях, но и для интерпретации результатов

опытов с другими ядами органической природы, в частности инсектицидами. Известно [571], что при отравлении рыб, например эндрином или токсафеном, вначале отмечается повышенная двигательная активность, затем — потеря равновесия, опрокидывание на бок, расстройство дыхания и смерть. Специфические особенности действия разных концентраний одного яда и одной концентрации различных ядов находят свое выражение в количественном варьировании неспецифической формы реагирования, которой растеризуется однотипная 3- фазовая реакция разных видов рыб. В этом отношении реакция рыб сходна с 3-фазовым изменением уровня защитно-адаптационного потенциала у теплокровных под влиянием разнообразныx чрезвычайных раздражителей (длительное голодание, воздействие низких температур, различных ядов, мышечное перенапряжение и т. д.), изменяющих постоянство внутренней среды организма.

В связи с этим рассмотрим основные положения учения Г. Селье [302] о стрессе как теории, намечающей перспективные пути обобщений и анализа характера реакций различных групп животных на самые разнообразные внешние влияния, нарушающие постоянство внутренней среды (гомсостаз). Термин «стресс» был перенесен Г. Селье в биологию из физики, где он характеризует напряжение как производное силы и сопротивления. С точки зрения биолога «стресс» означает состояние организма, обусловленное взаимодействием реакции защиты и повреждения. «Стресс — это состояние, выражающееся специфическим синдромом, — пишет Селье, — который состоит из всех вызванных неспецифических изменений в биологической системе» (с. 54).

Сами агенты (факторы), вызывающие состояние напряжения (стресса) получили название стрессоров, или стрессирующих воздействий. В основе теории стресса лежит экспериментально обоснованное представление об общем адаптационном синдроме (ОАС). Не останавливаясь на всех симптомах, характеризующих ОАС, число которых постоянно растет и, видимо, еще далеко от своего завершения, отметим, что в основе развития ОАС Г. Сельс четко различает три фазы: реакция тревоги (алармная реакция); фаза резистентности и фаза истощения (рис. 1), которые мы имели возможность наблюдать и в наших опытах на рыбах. Кратко характеризуя каждую фазу, необходимо отметить следующие интересующие нас моменты:

1)реакция тревоги (alarm reaction) представляет собой комплекс реакций, развивающихся в неадаптированном организме под влиянием стрессора и сообщающих ему состояние резистентности;

2)фаза резистентности характеризуется повышенной устойчивостью организма к действию стрессоров и приобретению организмом состояния адаптации;

3)фаза истощения сменяет фазу резистентности при длительной экспозиции организма к действию стрессоров.

Рис. 1. Схема фраз общего адаптационного синдрома [302]

По существу, это три фазы общего адаптационного синдрома. Г. Селье характеризует динамику резистентности под влиянием стрессирующих факторов. Предпринятый нами экспериментальный анализ на модели фенольного отравления карасей [156] позволил вскрыть параллелизм между динамикой уровня резистентности и развитием фенолыюй интоксикации. Так, например, при действии на рыб'относительно низкой летальной концентрации фенола (25 мг/л) схема 3-фазового развития токсического процесса реализуется полностью и рыбы погибают в фазе истощения на 5—7-е сутки непрерывного действия токсиканта. Многократное увеличение силы токсического раздражителя (до 800 мг/л) приводит к быстротечной гибели всех подопытных рыб в фазе реакции тревоги, т. е. фаза адаптации не успевает проявиться даже у наиболее резистентных рыб, как это имеет место в опытах с летальными концентрациями фенола в диапазоне от 50 до 200 мг/л.

Обнаруженное нами 3-фазовое течение токсического процесса у рыб на уровне целостного организма было подтверждено впоследствии как в опытах с фенолом [395, 396, 220, 216], так и с другими ядами органического ряда — пестицидами [216, 317, 135] и нефтепродуктами [117]. Установлено, что фазовое течение токсического процесса основано на нарушении нормального хода физиологических реакций и биохимических процессов. Результирующей этих изменений является смерть подопытных рыб.

В серии опытов, выполненных на карпе, в качестве стрессовых факторов были выбраны фенол, сернокислый никель и азотнокислый хром, а также высокие и низкие температуры и дефицит кислорода [395, 396]. Показателями реакции организма служили уровень аптиокислительной активности структурных липидов, их качественные и количественные изменения как субстрата неферментативного (свободнораднкалыюго) окисления и, наконец, количественные изменения ряда веществ (перекисей, хинонов), сопровождающих это окисление. Выявлен сходный тип изменения антиокислитслыюй активности и уровня содержания свободных

радикалов в тканях рыб (печень, жабры, селезенка) на воздействие различных по своей природе, чрезвычайных по силе раздражителей.

Однотипность изменений исследуемых параметров позволила авторам рассматривать их в качестве нсспецифических механизмов авторегуляции, представляющей собой защитную реакцию рыб. Она осуществляется путем изменения концентрации тканевых окислителей, которые в свою очередь регулируют концентрацию свободных радикалов, а следовательно, и продуктов свободнорадикального окисления. В применении к рыбам эта схема авторегуляции является оригинальной и согласуется с общепринятым мнением о месте и роли антиокислителей и свободных радикалов в авторегуляции теплокровных организмов [87, 119].

Вобщей для всех исследованных тканей динамике изменения антиокислительной активности липидов В.

И.Чернышев и М. М. Телитченко [396] выделяют три характерных периода. Первый и второй периоды отражают авторегуляторные механизмы, обеспечивающие физиологически допустимые изменения в соотношении уровня свободнорадикальных реакций и ингибиторов этих реакций (антиокислителей). Третий период — повышенной антиокислителыюй активности — имеет место только в опытах с летальным исходом. Это реакция клеточных и тканевых систем авторегуляции на вступление вторичного фактора — эндогенных токсинов (продукты свободнорадикального окисления), который и определияет патофизиологическую картину отравления.

Первая и третья фазы динамики антиокислительной активности липидов сопровождаются накоплением е исследованных тканях таких биологически активных веществ, как перекиси и лизосоединения (лизолецитины, лизокефалины). Интересно, что усиление активности-свободнорадикальных процессов и увеличение биологически активных (токсичных) продуктов метаболизма липидов совпадают во времени со снижением стойкости эритроцитов [395, 396, 317].

Совокупность полученных к настоящему времени материалов, характеризующих физико-химические

механизмы патологических процессов, позволяет приблизиться к пониманию реакций рыб на стресс-факторы на молекулярном уровне. При этом важно подчеркнуть, что ' неспецифическая 3-фазовая ответная реакция рыб на этом уровне принципиально'сходна с реакцией теплокровных животных на различные по природе етрессор-ные воздействия.

Рассмотрим данные, характеризующие реакцию рыб на системном уровне. Как известно, -целостность организма, нормальный ход его жизнедеятельности и сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) обеспечиваются согласованной деятельностью двух регуля-торных систем: нервной и эндокринной. Особая роль в реализации защитных и приспособительных реакций, т. е. в сохранении гомеостаза, принадлежит гипоталамогипофизарной нейросекреторной системе (ГГНС.) [271]. Чрезвычайные по силе раздражители, в том числе и токсиканты, приводят к активации деятельности ГТНС в усиленному выведению нейрогормонов в общую циркуляцию теплокровных животных.

Исследованиями последнего десятилетия (220, 215, 216, 96] выявлены изменения структур нейроэндокринной системы, характерные для типичной стрессорной реакции, развивающиеся у рыб под влиянием различных токсикантов. Детальное изучение этого вопроса выполнено в лаборатории А. Л. Поленова, В. Е. Матей [2161 на модели фенольной интоксикации гуппи (Lebistes reticulatus). Ответная реакция ГТНС имеет четко выраженный 3-фазовый характер, соответствующий схеме общего адаптационного синдрома Селье.

Весьма показательна в этом отношении динамика изменений состояния ГГНС гуппи, выявленных в опытах с раствором фенола концентрацией 12,5 мг/л. На первой фазе развития токсического процесса происходит быстрое снижение содержания нейросекреторного вещества (НСВ) в ГГНС, обусловленное, по-видимому, активным выведением нейрогормонов в кровяное русло (реакция тревоги). Вторая фаза реакции гуппи на токсикант проявляется депонированием НСВ в ГГНС, т. е. накоплением нейросекрета во всех отделах этой системы (фаза адаптации). На заключительной, третьей фазе развития токсического процесса (фаза истощения) содержание НСВ в системе вновь резко снижается и к концу 6-месячных опытов отмечены признаки истощения ГГНС.

В. Е. Матей [216] обозначила соответствующие фазы морфофункционального состояния ГГНС в процессе развития фенольного отравления рыб фазами функциональной активности, депонирования и функционального напряжения. Выраженность каждой из трех фаз реакции ГГНС на токсическое воздействие и их продолжительность определяются концентрацией токсического вещества, т. е. аналогично тому, что отмечено нами в опытах на целостном организме [156]. Например, реакция ГГНС гуппи на остротоксичные концентрации (16,7 и 25 мг/л) носила однотипный характер, проявившийся в последовательной смене фаз депонирования секрета, функционального напряжения и истощения, завершающейся гибелью рыб.

Обращает внимание отсутствие фазы функциональной активности, т. е. первоначального резкого снижения НСВ в ГГНС, соответствующего реакции тревоги общего адаптационного синдрома Селье, которая имела место при воздействии па рыб более низкой концентрации фенола (12,5 мг/л). По мнению автора, эти различия могут быть объяснены двояко: либо при воздействии остротоксичных концентраций эта фаза вообще отсутствует и сразу развивается торможение ГГНС, либо она развивается более скоротечно и оказалась необнаруженной при заданной (10-дневной) частоте проведения анализов. Мы склонны разделить второе предположение.

Наконец, в опытах с остролетальной концентрацией фенола (40 мг/л), вызывающей гибель подопытных рыб в течение 96 ч, в ГГНС гуппи развивались изменения, свойственные типичной стрессорной реакции: первоначальное торможение процесса выведения и транспорта нейросекреторного вещества из перикарионов нейросек-реторных клеток («депонирование») с последующей нарастающей потерей нейросекрета из ГГНС, завершающейся полным опустошением ГГНС и гибелью рыб. Однотипные изменения морфофункциопалыюго

состояния ГГНС отмечены и при воздействии других стрессорных раздражителей, в том числе летальных концентраций хлористого натрия и полихлорпинена. Эти факты однозначно свидетельствуют о неспецифичности регистрируемых реакций со стороны ГГНС на стрессорные воздействия различной природы. Наконец, и это очень важно, обнаруженные в опытах на рыбах изменения функционального состояния ГГНС в ответ на стрессорные воздействия аналогичны тем, которые имеют место у теплокровных животных и человека [271], и, следовательно, рыбы отвечают на стрессорные воздействия таким же путем, что и млекопитающие.

Таким образом, полученные в последнее десятилетие экспериментальные материалы подтверждают правомерность применения теории стресса в ихтиотоксикологии, поскольку реакция рыб на различные токсиканты сходна с общим адаптационным синдромом Селье не только феноменологически, но и по механизмам реализации. Фазовые изменения функционального состояния гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы рыб являются важнейшим неспецифическим звеном ответной реакции на стрессорные воздействия. В условиях стресса, вызванного различными группами токсикантов, происходят активация гипофиза и освобождение адренокор-тикотропного гормона (АКТГ), стимулирующего синтез и выделение кортикостероидов из интеррепаловой железы, представляющей собой гомолог надпочечников млекопитающих. Получены прямые экспериментальные данные, свидетельствующие об изменении секреции и уровня содержания в кропи кортикостероидов, в частности кортизола, при разных токсических воздействиях на рыб [568, 512, 525, 243]. Иными словами, и эндокринная система рыб реагирует на стрессорные воздействия токсической природы так же, как эндокринная система теплокровных животных.

Особое значение теории стресса для ихтиотоксикологии определяется тем, что она дает основание рассматривать любой токсический процесс как совокупность реакций защиты и повреждения, раскрывает фазность изменений резистентности и указывает на факторы, изменяющие защитпо-адаптационный процесс, представляющий собой физиологическое содержание феномена резистентности. Наряду с этим анализ экспериментальных данных в свете теории стресса позволяет увязать исследования по токсикологии рыб с общим направлением исследований по приспособительным реакциям организма в ответ на самые разнообразные чрезвычайные раздражители, вызывающие нарушения гомеостаза.

Показательна в этом отношении работа X. Денцера [519]. Автор, оценивая токсическое действие ряда химических веществ по потреблению кислорода, частоте и глубине дыхания, приходит к выводу, что эти показатели изменяются под влиянием разнообразных ядов так же, как изменяется частота дыхания радужной форели под влиянием высоких температур (рис. 2). X. Дениер выделяет в сложной и многокомпонентной реакции рыб на повреждающие воздействия несколько фаз (см. рис. 2). Первые две из них: бескомпенсационная фаза I и фаза полной компенсации II — представляют собой нормальные биологические реакции, а две последующие: фаза неполной компенсации III и критическая фаза IV — отражают патологические сдвиги, наступившие в организме. В соответствии с этим X. Депцер предлагает различать порог нормальной реакции 1, порог повреждения 2, критический порог 3 и летальный порог 4. При определенной концентрации яда наступает такой момент, когда выходит из строя регуляторный механизм, компенсирующий повреждения организма, и наступает гибель рыбы.

Рис. 2. Кривая изменения частоты дыхания радужной форели при повышении температуры воды.

К сожалению, такого рода анализ опытных данных, направленный на выявление общих и специфических черт в действии на организм рыб различных повреждающих агентов и прежде всего токсических компонентов промышленных сточных вод, весьма редок. Гораздо чаще авторы ограничивались описанием общего впечатления от поведения рыб в токсических растворах и некоторых типичных признаков наступившего отравления, которые удается выявить в результате внешнего осмотра погибших рыб. Известно, что поведение рыб в растворах, содержащих различные химические вещества, имеет существенные особенности. Например, растворы аммиака, фенолов и некоторых других ядов органического происхождения оказывают возбуждающее действие на рыб, сопровождающееся характерной бурной двигательной активностью, в то время как соли тяжелых металлов и прежде всего соли меди действуют на рыб угнетающе.

Следует отметить, что даже при воздействии одного и того же яда внешние признаки отравления погибших рыб могут быть неодинаковы. Согласно нашим данным внешние симптомы отравления фенолом мирных рыб, с одной стороны, и хищных и полухищных, с другой, различны. В момент, гибели карповых у них обычно слабо открыт рот и прикрыты жаберные крышки. Все плавники расправлены, а мышцы туловища находятся в состоянии тонического напряжения, которое значительно превосходит окоченение, наблюдающееся также при отравлении