Определение возможных рисков, обусловленных наличием остаточных количеств глифосата в сое и продуктах её переработки

Аналитическая записка на тему. «Определение возможных рисков, обусловленных наличием остаточных количеств глифосата в сое и продуктах её переработки»

18.10.2015 г

Подготовил Лысик И.А.

Введение

На сегодняшний день соя активно культивируется в различных частях земного шара. При этом, принципиальных различий в подходах и методах её выращивания не существует. Тем не менее, различные климатические условия предусматривают различия в качестве конечного продукта, урожайности и особенностях использования тех или иных агротехнических приёмов.

Например, более тёплый и влажный климат обеспечивает более высокую урожайность и высокое содержание в сое протеина (до 50 % и более), но при этом в данных регионах ( юг США, Аргентина, Бразилия и т.д.) соя более подвержена воздействию различных болезней и вредительству со стороны насекомых. Более остро стоит вопрос борьбы с сорняками, поскольку в тёплом и влажном климате их рост наиболее активен. Существует проблематика с севооборотом, поскольку высокий спрос на продукт и климатические условия позволяют и всячески провоцируют производителей на различные агротехнические нарушения, повышающие подверженность сои различным заболеваниям

Однако, кроме природных, биологически опосредованных факторов, влияющих на качественные показатели сои, при её культурном разведении в данный процесс вмешивается целый ряд антропогенных факторов.

Одним из самых значимых факторов является применение гербицидов при выращивании сои. При этом, чем в более тёплом и влажном климате выращивается соя, тем более интенсивно ведётся применение данного вида препаратов.

Основу применяемых на сегодня гербицидов составляет вещество «ГЛИФОСАТ», на основе которого сегодня разработано более 700 препаратов в разных странах мира. При этом, интенсивность применения данного вида препаратов с каждым годом всё возрастает. Особенно в странах южной Америки и США.

В апреле 2013 года, компания «Testbiotech», занимающаяся независимыми научными исследованиями взяла образцы сои с полей Аргентины в регионах, которые известны выращиванием ГМО соевых бобов, отличающихся высокой устойчивостью к действию глифосата.

Пробы анализировались в лаборатории Университета Буэнос-Айреса. Результаты показали удивительно высокое содержание остатков вплоть до 100 мг/кг. В семи из одиннадцати образцов уровень был выше, чем максимум установленный на международном уровне остаток - 20 мг/кг, допускаемый в соевых бобах, используемых в качестве пищевых продуктов и кормов. Аналогичные результаты были получены и во время повторного анализа.

В целом, разработчиком формулы глифосата, американской компанией «Monsanto», гербициды, созданные на основе данного вещества, позиционируются как низкотоксичные и безопасные для человека и животных. Так ли это на самом деле, попробуем разобраться в данном материале.

1. Определение и свойства препарата.

Глифосат — фосфонометил-глицин - один из наиболее широко используемых в мире неселективных гербицидов системного действия. Препаративные формы на основе глифосата эффективны для уничтожения глубоко укореняющихся многолетних сорняков, однолетних и двухлетних широколистных сорняков, водных сорных растений.

Глифосат применяется на посевах широкого спектра сельскохозяйственных культур, в садах и парках, в водном и лесном хозяйстве. Глифосат может применяться на различных стадиях роста: до всходов и после всходов сельскохозяйственных культур (в качестве гербицида) и перед сбором урожая, в качестве десиканта. (Десиканты- химического препараты из группы пестицидов, вызывающие обезвоживание тканей растений, что ускоряет их созревание и облегчает уборку урожая).

1.1Химическая природа глифосата

С химической точки зрения глифосат является слабой органической кислотой. Рисунок 1

Рисунок 1.

Химическая формула глифосата.

Для повышения растворимости в препаративных формах глифосат переводят в солевую форму: калиевую, этаноламинную, диметиламинную, аммонийную или изопропиламинную. Большинство гербицидных препаратов на основе глифосата в качестве действующего вещества содержат его изопропиламинную соль Рисунок 2.

Рисунок 2.

Изопропиламинная соль глифосата.

Сразу, стоит остановиться на том важно моменте, что использование глифосата в виде изопропиламинной соли на порядки повышает растворимость глифосата в воде, а значит и его приникающую способность и биологическую активность. Растворимость чистого глифосата в воде составляет 10,5 г/л при рН 1,9 и температуре 20⁰С, а вот уже изопропиламинной соли глифосата - 1050 г/л при рН 4,3 и температуре 25⁰С.

1. Механизм действия глифосата

Действие глифосата на растения заключается в ингибировании энзима 5-энолпирувил-шикимат-3-фосфат-синтазы (EPSPS), Этот фермент является компонентом ферментной системы шикиматного пути биосинтеза бензоидных ароматических соединений (содержащих бензольные кольца) и осуществляет одну из стадий превращения шикимата в хоризмат - предшественник трёх ароматических протеиногенных аминокислот (фенилаланина, тирозина и триптофана), пара-аминобензоата, терпеноидных хинонов (убихинона, пластохинона, филлохинона), ряда других важных метаболитов (фенолов, ароматических кислот, токоферолов, алкалоидов, фитогормонов), лигнинов и др. Глифосат оккупирует в активном центре фермента место фосфоенолпирувата и блокирует его активность. Поэтому при попадании глифосата на растение он проникает в клетки, блокирует синтез ряда необходимых соединений, и растение погибает.

EPSPS находится в хлоропластах большинства растений, но отсутствует у животных. С этим и связана избирательная токсичность глифосата. В связи с этим глифосат обладает относительно низкой токсичностью для млекопитающих, птиц и рыб. ЛД50 глифосата для крыс составляет 5600 мг/кг, для перепелов > 4640 мг/кг. Для луна-рыбы ЛК50 глифосата составляет всего 120 мг/л. Ещё гораздо более низкие дозы являются токсичными для беспозвоночных. Особенно, дафний и круглых червей.

Забегая вперёд, сразу хочется остановиться на том факте, что некоторые отечественные предприятия занимающиеся аквакультутрой и изготовлением кормов для аквакультуры, неоднократно отмечали высокий отход рыб при использовании соевых продуктов импортного происхождения. Что они относят, на наличие в данных продуктах высокотоксичного для рыбы консерванта, применяемого зарубежными производителями. Однако, анализирую вышепредставленную информацию вполне возможно допустить, что данный эффект способна вызывать соя с достаточно высокими остаточными количествами изопропиламинной соли глифосата, количественное определение которой в высочайшей степени трудоёмко и дорого, что допускает возможность низкого качества отслеживания данного параметра со стороны государственных санитарных служб.

Глифосат химически стабилен в воде. Эксперименты, проведенные агенством по охране окружающей среды США (US EPA), показали, что глифосат сохраняет стабиль ность в воде при рН 3; 5; 6 и 9 при 35⁰С.

Усугубляет ситуацию тот факт, что максимальный остаточный уровень, допустимый для глифосата в сое в ЕС был поднят в 1997 году в 200 раз от 0,1 мг/кг до 20 мг/кг после того, как генетически модифицированная устойчивая к «Раундап» соя появилась на рынке в Европе.

Тут же надо отметить, что аргентинскими учёными было обнаружено отклонение в развитии эмбрионов, которым вводили 2,03 мг/кг глифосата. При этом, как правило, соя может содержать остаточной уровень глифосата до 17 мг/кг. и выше.

Утверждение разработчиков глифосата о низкой токсичности данного соединения в отношении животных и человека базируется на том факте, что у животных в принципе отсутствует энзим такой энзим как 5-энолпирувил-шикимат-3-фосфат-синтаза, а также животные получают перечисленные аминокислоты и прочие компоненты с пищей и потому не имеют необходимости биосинтезировать их. Иными словами, животные не имеют ферментной системы шикиматного пути, Поэтому глифосат и относится к малотоксичным для животных и человека гербицидам.

Однако, на самом деле ситуация выглядит не так безобидно и на сегодняшний день определены как минимум два направления по которым ясно прослеживается возможность токсического действия глифосата на организм животных и человека. Разберём каждый из них подробно.

2. Подавление глифосатом цитохромной активности клеток организма животных и человека.

В марте 2015 года Международное агентство по изучению рака Всемирной организации здравоохранения обнародовало заключение, в котором содержится вывод о том, что глифосат является «возможным канцерогеном для человека» (категория опасности «2А»), основываясь на эпидемиологических исследованиях, исследованиях на животных и исследованиях клеточной ткани. В заключении отмечается, что имеются данные о канцерогенности в отношении неходжкинской лимфомы человека. Кроме того, есть наблюдения, что глифосат также вызывает рак у лабораторных крыс и мышей.

Активно развивающиеся промышленные технологии сбрасывают угрожающими темпами в окружающую среду массу условно патогенных и токсических веществ. В настоящее время эти токсины обнаруживаются в большинстве клеточных тканей человека и животных. Однако в организме есть механизм позволяющий бороться с данным видом токсинов. Этот механизм заложен в живом организме на генетическом уровне и действует благодаря, так называемым CYP-ферментам, которые играют важную роль в детоксикации ксенобиотиков самого различного происхождения и механизма действия.

Суть действия глифосата заключается в том, что он отвергает ген цитохрома P450, ингибируя производство ферментов данного вида в организме. Тем самым, глифосат препятствует естественному процессу детоксикации, систематически усиливает вредное воздействие других токсинов, которые попадают в организм. Это, в свою очередь, нарушает гомеостаз, усиливает воспаление и приводит к деконструкции клеточной системы.

При этом, надо учитывать тот факт, что в тех или иных сырьевых продуктах остаточные количества глифосата присутствуют всегда. Вопрос заключается только в их количестве, которое определяется степенью использования данного вида гербицида в различных региона мира с учётом климата и применяемой технологии выращивания данной культуры. Наиболее ярко данное утверждение иллюстрирует таблица 1.

Таблица 1.

Уровни остатков глифосата в различных сельскохозяйственных культурах, полученные в результате полевых испытаний препаратов на основе глифосата.

Данная таблица в очередной раз показывает, что как попытки применения, так и само применение гербицидов на основе глифосата происходит по всему спектру культур во всех регионах мира. Но, только в отношении сои данный агрохимический приём используется неукоснительно и с максимальной степенью интенсивности, поскольку самым прямым образом влияет как на урожайность, так и на низкую себестоимость выращивания данной культуры. При этом, уровень использования гербицида ограничивается лишь устойчивостью данной культуры и сорта к действию данного средства защиты растений, поскольку как бы не высока была доза применения, она с лихвой окупает любые дополнительные затраты, которые бы пришлось понести сельхозпроизводителю без применения данного вида препаратов. (дополнительная культивация, прополка и т.д.)

Для того, чтобы понять суть изменений, которые могут произойти в организме под влиянием глифосата и его метаболитов в процессе угнетения гена цитохрома P450 обратимся к материалу, который в общих чертах даёт представление о специализации ферментов, выработку которых данный ген обуславливает.

Цитохром р450 (CYP 450) – так называется большая семья универсальных ферментов организма животных и человека, отвечающих за метаболизм большинства лекарств и других чужеродных органических соединений (ксенобиотиков), в том числе различного вида канцерогенов и мутагенов.

Метаболизм многих классов лекарственных средств (антигистаминных препаратов, ингибиторов ретровирусной протеазы, бензодиазепинов, блокаторов кальциевых каналов и др.) происходит с участием цитохромов.

Помимо этого, цитохромы обеспечивают различные физиологические процессы, включая биосинтез стероидов и холестерина, метаболизм жирных кислот и обеспечение кальциевого обмена (гидроксилирование витамина D3, составляющее первый этап в образовании кальцитриола).

Как оказалось, различные виды цитохрома Р450 широко распространены в клетках микроорганизмов, растений и млекопитающих. Отсутствуют эти ферменты только у анаэробных бактерий.

Ученые предполагают, что все гены, кодирующие разные виды CYР450, произошли от одного гена-предшественника, который существовал еще два биллиона лет назад. Функция этого «оригинального» гена заключалась в утилизации энергии. На данный момент в природе обнаружено более 1000 различных видов цитохрома CYP 450.

На сегодняшний день у млекопитающих обнаружено около 55 различных видов цитохромов, у растений – более 100.

Благодаря успехам генной инженерии, удалось установить, что ферменты семейства цитохромов выполняют различные функции, что и обусловливает их деление на три основных класса:

- участвующие в метаболизме лекарственных препаратов и ксенобиотиков;

- участвующие в синтезе стероидов;

- участвующие в других важных эндогенных процессах, протекающих в организме.

Поскольку, наиболее подробно и глубоко механизм действия ферментов семейства CYP 450 изучен в связи с изучением фармакодинамики различных препаратов по отношению к организму человека, в дальнейшем описание действия данных ферментов будет рассматриваться в данном разрезе. Однако, это сделано только с той целью, чтобы наиболее полно преподнести информацию, насколько широко, многообразно и опосредовано может быть негативное действие глифосата, обусловленное блокировкой активности гена CYP 450, отвечающего за выработку данного вида ферментов.

Несмотря на разнообразие цитохромов в организме человека, метаболизм лекарственных средств происходит с участием преимущественно ограниченного количества CYP 450. Наиболее распространенными представителями этой группы являются: CYP 1А2, CYP 2С9, CYP 2С19, CYP 2 D 6, CYP 2E1, CYP 3A4.

Эти ферменты катализируют широкий спектр метаболических реакций:

- один цитохром может метаболизировать несколько лекарственных препаратов, имеющих различную химическую структуру;

- один и тот же лекарственный препарат может подвергаться воздействию различных CYP 450 в разных органах и системах человеческого организма.

Двойственность природы цитохромов P450 заключается в следующем феномене.

В большинстве случаев, жирорастворимые лекарственные средства и другие химические субстанции трансформируются в водорастворимые метаболиты, которые легче выводятся из организма. Введение гидроксильных групп (благодаря цитохрому Р450) увеличивает полярность молекул и их растворимость, что также способствует их выведению из организма. Почти все ксенобиотики, попадающие в печень, окисляются какой-либо изоформой цитохрома р450.

Однако, те же ферменты, катализирующие процессы «очищения», могут активировать инертные химические молекулы до высоко реактивного состояния. Такие молекулы-посредники могут взаимодействовать с белками и ДНК.

Таким образом, воздействие цитохромов р450 может произойти по одному из двух конкурентных путей: метаболической детоксикации либо активации.

Для того, чтобы более чётко представить себе механизм действия глифосата в контексте подавления им активности гена CYP 450, разберём механизм ингибирования метаболизма лекарственных средств (а в нашем случае и всех иных видов ксенобиотиков).

Ингибирование метаболизма лекарственных средств является наиболее частой причиной клинически значимого медикаментозного взаимодействия, что приводит к нежелательному повышению концентрации препарата или какого-либо токсического продукта в крови. Чаще всего это происходит, когда два различных препарата или вещества конкурируют между собой за возможность быть связанными с одним ферментом. Вещество, «проигравшее» в этой конкурентной «борьбе», теряет возможность адекватно метаболизироваться и избыточно накапливается в организме.

Однако, в нашем случае возможен и иной вариант, когда в следствии угнетения гена CYP 450 значительно понижается выработка самого фермента, отвечающего за метаболизм данного вещества (его разрушение и вывод его из организма). Развитие событий именно по такому сценарию, обеспечивает наличие глифосата в продуктах, попадающих в организм животных и человека.

Не проявляя сам по себе выраженной токсичности, он обеспечивает мультипликативный эффект действия тех, действительно токсичных и вредных веществ, которые в обычных условиях (без присутствия глифосата) были бы просто инактивированы системой ферментов CYP 450. Таким образом, действую опосредовано, глифосат создаёт условия для самых непредсказуемых последствий, поскольку объективно определить направленность его токсического действия просто не предоставляется возможным. Оно зависит не от него, а от поступления в организм тех веществ, которые в норме могут вовсе не рассматриваться как токсичные, поскольку в природных условиях подвергаются нормальному, эволюционно опосредованному метаболизму.

Для полноты представленной информации и полной её завершённости необходимо сказать о том, что в природе существуют как механизмы ингибирования так и механизмы индукции метаболизма ксенобиотиков и лекарственных веществ. Соответственно, существуют и вещества в той или иной степени ингибирующие или активирующие этот процесс, воздействуя соответствующим образом на интенсивность выработки ферментов семейства CYP 450. К сожалению, на сегодняшний день в этом списке так и не фигурирует глифосат. Официальное его появление в этом списке, значительно бы повлияло как на уровень потребления соевых продуктов, так и на интенсивность использования глифосата и распространение в мире устойчивой к нему генно-модифицированной сое.

Следует учитывать тот факт, что глифосат и его производные обладая высокой растворимостью способны значительно диффундировать из продуктов его содержащих в водные растворы, в которых его наличие не отмечается. Так, водные организмы (рыбы, ракообразные, молюски и т.д.) при погружении их в водную среду не содержащую глифосат теряли от 50 до 90%, содержащегося в них гербицида. Таким образом, продукты, предусматривающие в своей обработке процесс варки, частично способны терять первоначальную концентрацию глифосата. В противоположность этому. Продукты переработки сои, такие как жмыхи и шроты, в силу специфики технологического процесса и низкой растворимостью глифосата в жирах и иных органических растворителях, наоборот обладают более высокой его концентрацией чем исходное сырьё.

Справедливости ради стоит заметить, что активность ферментной системы CYP 450 у каждого индивидуума как человека, так и животного различна, что во многом определяет различный уровень чувствительности того или иного организма к различным видам токсических или условно токсических веществ.

Науку, изучающую генетически определенную реакцию организма на лекарственные препараты и иные виды подобных веществ, с недавнего времени стали называть фармакогеномикой. Также, во многом определены и вещества, которые подвергаются данному механизму воздействия, а также определены ингибиторы и индукторы данного процесса. Приложение 1.

3.    Влияние глифосата на различные виды микрофлоры.

Учитывая тот факт, что деградация глифосата в основном обеспечивается микрофлорой почвы, а сама почва обладает крайне высокими сорбционными свойствами в отношении данного гербицида, были проведены исследования, заключающиеся как в способности отдельных видов микрофлоры воздействовать на глифосат с целью конечной его деградации. Так и исследования с точки зрения влияние глифосата на изменение бактериального пейзажа почвы под его воздействием.

К сожалению, серьёзных, целенаправленных исследований, по изучению влияния остаточных доз глифосата на изменение свойств микрофлоры кишечника и её видового состава не производилось. Однако, учитывая таксономическую родственность различных видов почвенной и кишечной микрофлоры, с достаточно высокой степенью достоверности можно прогнозировать изменения процентного соотношения различных представителей кишечной микрофлоры под воздействием данного гербицида. А с учётом кооперативного взаимодействия основных её представителей в просвете кишечника, исходя из места основной локализации и свойств, можно с достаточно высокой степенью достоверности предположить о возможном влиянии содержания остаточных доз глифосата на организм животного и человека с точки зрения влияния на нормальную микрофлору ЖКТ.

3.1 Влияние остаточных количеств глифосата на микроорганизмы родов Pseudomonas  и  Proteus.

При исследованиях, с применением почвенных микроорганизмов рода Pseudomonas (в нашем случае «синегнойная палочка», один из самых опасных микроорганизмов для животных и человека), и микроорганизмов рода Proteus (также один из условнопатогенных кишечных видов бактерий с выраженными токсическими свойствами), было выявлено, что при первичном контакте с глифосатом, количество колонеобразующих  бактерий данного вида сокращалось более чем в два раза, однако затем, постепенно, популяция почти восстанавливалась и данный вид бактерий приобретал значительную устойчивость к данному гербициду. С учётом того, что глифосат является органическим соединением, предугадать характер изменений свойств бактерий под его воздействием практически невозможно. Абсолютно ясно только то, что оно произошло. При этом, до стартовых значений популяция так и не восстановилась. А каждое новое применение глифосата, тем не менее угнетающе влияло на рост и развитие данного вида бактерий.

Рисунок 3.

Содержание общего количества почвенных микроорганизмов родов Pseudomonas и Proteus (колониеобразующих единиц– log КОЕ) в 1 г проб почвы.

1 – не подвергавшейся воздействию глифосата (контроль до воздействия гербицидом);

2 – обработанной однократно в июле 2013 г., за месяц до отбора и анализа проб почвы;

3 – подвергавшейся воздействию глифосата 11 раз в течение предшествующих пяти лет (2008–2012 гг.);

4 – подвергавшейся воздействию фосфонометилглицина (глифосат) 11 раз, в течение предшествующих пяти лет (2008–2012.) и 1 раз в 2013 г., за месяц до отбора и анализа проб.

3.2 Изучение влияния глифосата на свойства бациллярных микроорганизмов - антагонистов в отношении грибковых патогенных культур на примере специализированых штаммов: Bacillus subtilis ИБ-54, Paenibacillus ehimensis ИБ-739 и P.polymyxa ИБ-37.

Значительный интерес представляют исследования, произведённые с целью изучения воздействия глифосата на бактерии рода Bacillus и других бациллярных видов микрофлоры, широко используемых в качестве пробиотических культур в самых разнообразных сферах народного хозяйства. С точки зрения кишечной микрофлоры данный вид бактерии является основным видом транзиторной микрофлоры кишечника. Это почвенные спорообразующие сопрофиты, одним из основных достоинств которых является практически полное отсутствие склонности к паразитизму. В просвете кишечника данный вид микрофлоры определяет многие ферментативные показатели в отношении различных видов клетчатки и белков, обеспечивает выраженное иммунопротекторное действие через лимфоидные структуры кишечника, является мощным антагонистом патогенных форм кишечной микрофлоры за счёт выраженной секреторной деятельности и высокой скорости размножения.

С учётом значительной важности данного вида микроорганизмов для борьбы с фитопатогенами грибкового происхождения были проведены исследования на предмет влияния различного вида пестицидов на рост и развитие вегетативных форм микроорганизмов шаммов Bacillus subtilis ИБ-54, Paenibacillus ehimensis ИБ-739 и P.polymyxa ИБ-37, являющихся одними из основных видов бацилл-антагонистов в отношении грибковых культур, в растениеводстве.

Исследования проводились на предмет влияния различных видов пестицидов на:

- роста и развития вегетативных форм бацилл;

-уровень проявления бациллами своих антагонистических свойств;

- устойчивость спорулированных форм бацилл к действию различных видов пестицидов.

Данные проведённых исследований представлены на рисунках 4,5,6 и 7.

Рисунок 4

Кривые устойчивости B. subtilis ИБ-54 к рекомендуемым верхним и нижним пороговым концентрациям некоторых синтетических пестицидов, используемым для обработки в полевых условиях.

Рисунок 5.

Сравнительная устойчивость антагонистических штаммов различных таксономических групп бацилл к верхней пороговой концентрации некоторых коммерческих препаратов гербицидов и фунгицидов.

Как видно из представленного материала, среди тестируемых гербицидов в наибольшей степени рост B. Subtilis подавляли 2,4-Д и глифосат, при этом снижение титра бактерий составляло 98 и 96%. Штамм P.polymyxa ИБ-37 проявлял наибольшую чувствительность к действию большинства гербицидов, интенсивность роста этой культуры в присутствии всех препаратов снижалась в среднем на 80-95% (Рисунок 5). Таким образом, в плане пестицидной устойчивости бактерии B. subtilis в данных условиях были более резистентными. При этом рост всех групп бактерий резко подавлялся в присутствии 2,4-Д и глифосата.

В следующей серии экспериментов было изучено влияние различных видов гербицидов на проявление микроорганизмами штамма B. subtilis ИБ-54 своей антагонистической активности в отношении возбудителя корневой гнили злаковых, грибковой культуры Bipolaris sorokiniana.

Как видно из рисунка 6, синтез активных соединений изучаемых штаммом резко снижался в присутствии 2,4-Д и глифосата.

Рисунок 6.

Влияние внесения синтетических гербицидов и фунгицидов на антигрибную активность внеклеточных метаболитов 24-часой культуры B. subtilis ИБ-54.

Рисунок 7

Влияние синтетических гербицидов и фунгицидов на споровую культуру бацилл-антагонистов.

Данные, представленные на рисунке 7 свидетельствуют о наибольшей чувствительности споррулированных форм бацилл именно к двум видам пестицидов -  2,4-Д и глифосату.

С учётом полученных в результате исследования данных не вызывает сомнения, что остаточные количества глифосата в кормовых продуктах будут оказывать на бациллярные формы микрофлоры в просвете кишечника действие, абсолютно аналогичное представленному выше материалу со всеми вытекающими последствиями.

1.  Влияние глифосата на различные виды микроорганизмов, являющихся резидентами как почвы, так и желудочно-кишечного тракта животных и человека.

При изучении влияние глифосата на изменение общего спектра микрофлоры было установлено следующее.

1. Определено негативное влияние гербицида на целлюлозоразрушающие микроорганизмы, которые играют важную роль в разложении растительных остатков почвы, а также обеспечивают ферментативную деградацию клетчатки в просвете желудочно-кишечного тракта, среди которых есть большая группа естественных антагонистов фитопатогенной микрофлоры, и в в первую очередь таких как грибы Fusarium spp., Alternaria spp., Bipolaris spp.

2. Несмотря на то, что содержание глифосата в почве не превышало ПДК, его влияние на почвенные микроорганизмы было ощутимым. Было зафиксировано общее снижение численности бактерий (и в первую очередь целлюлозоразрушающих микроорганизмов), а также увеличение численности грибов. Это, в свою очередь, говорит о том, что даже рекомендованные нормы расхода гербицида способны оказывать токсическое воздействие на почвенную микрофлору, что делает экосистему почвы менее устойчивой, снижая ее гомеостаз. Опять же. Не вызывает сомнения, что именно подобные изменения характерны и в просвете желудочно-кишечного тракта животных и человека, поскольку аналогичные тип изменений со стороны микрофлоры в опытах in vitro и in vivo, характеризуется практически абсолютной корреляцией.

3. Применение Раундапа, в рекомендованной дозе увеличивало количество почвенных грибов почти в 4 раза. При увеличении пестицидной нагрузки их численность возростала в 2,5 и в 1,5 раза по сравнению с контролем. В специальных опытах применение глифосата без дополнительного использования гербицидов приводило к максимальному увеличению численности почвенных грибов по отношению к контролю.

4.  В процессе дальнейшего изучения было определено, что максимальное негативное действие глифосата наиболее выражено в отношении форм микрофлоры относящейся к прокариотам и имеющих более древнее происхождение. В наименьшей степени глифосат воздействует на микрофлору относящуюся к эукариотам, в том числе и грибам. Данный эффект даёт полное основание утверждать, что наличие остаточных дозы глифосата в кормовых продуктах является значимым этиологическим фактором в развитии состояния дисбактериоза и неспецифических кишечных инфекций. Также, учитывая данную закономерность можно с высокой степенью достоверности утверждать, что в массовом широком распространении кокцидиоза в птицеводстве и свиноводстве не последнюю роль играет и остаточное количество глифосата в кормовых продуктах.

5. В значительной мере данные утверждения подтверждают исследования, проведённые в Дании Орхусским университетом по просьбе датского министерства сельского хозяйства. Руководитель экспертной группы Мартин Тан Соренсен изучил несколько исследований, проведенных ранее и выявивших риски связанные со здоровьем скота из-за воздействия глифосата. Данные свидетельствовали о том, что глифосат больше всего воздействует на скот во время чувствительных этапов жизни животного. В исследованиях было установлено, что глифосат нарушает жизненный цикл полезных бактерий в желудочно-кишечном тракте, истощает иммунитет животных и делает их более склонными к болезням. (здесь стоит вспомнить ингибирующее действие глифосата в отношении ферментов системы цитохром Р450) У крупного рогатого скота наблюдалось увеличение роста высокотоксичных бактерий,  Clostridium botulinum. Данный вид бактерий стал в последние годы настоящим бичом для животноводческих предприятий Германии. Также, было установлено, что полезные бактерии, такие как Enterococcus, Bacillus и Lactobacillus оказались наиболее восприимчивыми и были практически уничтожены глифосатом.

Кроме того, в исследованиях отечественных учёных было установлено, что кокковые формы микроорганизмов (особенно микрококки), более устойчивы к действию глифосата чем бациллярные формы микроорганизмов. Также, было определено, что грамм-отрицательные микроорганизмы значительно менее чувствительны к действию глифосата чем грамм – положительные.

4. Роль глифосата в развитии состояния стресса.

Украинскими учёными было установлено негативное влияние раундапа (глифосат) на морфологические, тканевые и биохимические изменения показателей двухлеток карпа. Оно выражалась в образовании на внешних покровах рыб и плавниках – язв, точечных кровоизлияний, отеков, а также в нарушениях структуры мышечных волокон и соотношения белковых фракций в белой мускулатуре и печени.

Также, было определено, что карповые рыбы обладают высоким уровнем адаптационной пластичности, обусловленной как генетическими (полиплоидность), так и экологическими (широкий диапазон экологической толерантности) особенностями.

С другой стороны, было известно, о достаточно широких возможностях пробиотических препаратов в части повышения иммунофизиологического статуса объектов аквакультуры.

С учётом представленных фактов, была поставлена задача изучения возможного влияния пробиотических видов микрофлоры на понижение негативного воздействия глифосата на организм рыб В качестве основного физиологического индикатора выраженности стрессового состояния был определён уровень углеводного обмена. Поскольку, именно углеводный обмен является наиболее чутким индикатором состояния организма при действии любого стрессового фактора.

Степень выраженности стрессового состояния со стороны организма определяется уровнем концентрации свободной глюкозы в крови и эвакуацией гликогена из депо (печень, мышцы).

В качестве пробиотика был использован препарат БПС-44 на основе штамма микроорганизмов Bacillus subtilis 44-р.

Данные полученные в результате проведённых экспериментов представлены на рисунках 8,9 и 10.

Рисунок 8

Изменение активности амилазы и содержания глюкозы в сыворотке крови сеголеток карпа под влиянием «Раундапа» и БПС-44(в % относительно контроля, n=6,  – р<0,05)

Рисунок 9

Изменение показателей углеводного обмена в печени сеголеток карпа под влиянием «Раундапа» и БПС-44 (в % относительно контроля, n=6, – р<0,05)

Рисунок 10

Изменение количества глюкозы и гликогена в белых мышцах сеголеток карпа под влиянием «Раундапа» и БПС-44 (в % относительно контроля, n=6, – р<0,05)

В контексте задач, поставленных к изучению в данной аналитической записке можно с уверенностью сказать, что Раундап (глифосат), обладает ярковыраженной способностью вызывать в организме состояние стресса. На всех уровнях (сыворотка крови, печень, мыщцы) при использовании Раундапа отмечается резкое повышение уровня свободной глюкозы. При этом, на уровне печени Раундап значительно тормозит амилолитическую активность, а незначительное увеличение уровня амилазы в сыворотке крови в данном случае можно отнести на счёт сосудистой реакции, поскольку нигде в дальнейшем (печень, мышцы) не отмечается корреляции уровня отложения гликогена ни с уровнем амилазы, ни с уровнем глюкозы, что даёт основание утверждать, что повышение уровня глюкозы в сыворотке крови, органах и тканях при наличии Раундапа в водной среде вызвано именно возникновением стрессового состояния и не носит физиологически направленного процесса, характерного для углеводного метаболизма в состоянии покоя.

Практические выводы.

С учётом всей вышепредставленной информации можно заключить.

1.    Предельно допустимые нормы остаточных количеств глифосата определяются не на основании возможного токсического действия данного вещества на организм, (поскольку разница между максимально допустимой дозой глифосата в продуктах (20 мг/кг) и ЛД50 для теплокровных животных (5000-6000 мг/кг) никаким образом не взаимосвязаны), а исходя из запросов и пожеланий производителей с/х сырья, использующих данный вид гербицида. Именно поэтому, в 1997 году, с началом массового использования генномодифицированной сои, высокоустойчивой к глифосату, предельно допустимые нормы остаточных количеств данного вещества в с/х продуктах были подняты с отметки 0,1 мг/кг до 20мг/кг. То есть, сразу в 200 раз.

Данный случай очень напоминает ситуацию, сложившуюся в сельском хозяйстве СССР в 80-х годах прошлого столетия. Когда гонка за урожайностью кормовых культур привела к массовому чрезмерному применению азотных удобрений. В итоге, пришлось ежегодно поднимать максимально допустимые нормы содержания в кормах нитратов и нитритов. Как итог, сложилась ситуация, при которой, при исследовании кормов данные показатели были в пределах нормы (взятой «с неба»), а у животных, поедавших данный корм уровень метгемоглобина был на уровне летальных доз (30-70%).

2.    С учётом имеющейся на сегодняшний день информации, глифосат, так или иначе присутствует в большинстве растительных продуктов, поскольку современные методы выращивания с/х культур предусматривают активное применение препаратов на основе данного вещества. Однако, основным массовым потребителем данного вида препаратов является выращивание сои. При этом, при выращивании ГМО – сои применение данного вида препаратов носит наиболее массированный характер. Выращивание сои не подвергшейся генной модификации, не может себе позволить применения препаратов на основе глифосата в достаточно высоких дозах просто в силу того, что само растение в таком случае будет им уничтожено. Отсюда выходим на первый основополагающий вывод.

3.    Выращивание сои естественных сортов, не подвергшихся генной модификации является основным методом профилактики, позволяющим гарантировать минимальное содержание глифосата в растительном сырье. (Таблица 1 строка «СОЯ»)

4.    Принятые за основу методики определения токсичности глифосата являются некорректными, поскольку предусматривают только прямое токсическое действие данного вещества, по основному механизму его действия на растения. При этом, остаются за скобками все иные, НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ УЖЕ ИЗВЕСТНЫЕ, опосредованные механизмы токсического действия данного вещества.

5.    Следует считать некорректными исследования, посвящённые изучению влияния глифосата по поводу возможной его канцерогенности, мутагенности, тератогенности и прочее, ввиду того, что сам глифосат в данном контексте является не основообразующим, а провоцирующим фактором. При этом, все подобные исследования проводятся в лабораторных условиях с исключением возможности присутствия факторов, обладающих явным этиологический эффектом в отношении перечисленных расстройств.

6.    Учитывая доказанность ингибирующего действия глифосата на ген активации ферментов системы цитохром р450, а также, учитывая многообразие данного вида ферментов, следует проводить исследование токсичности глифосата в присутствии различного вида ксенобиотиков и фармацевтических препаратов с уже доказанным механизмом действия, что позволит определить реальную степень риска присутствия остаточных количеств глифосата с учётом реального наличия иных токсических веществ и фармацевтических препаратов.

7.    Учитывая значительную вариабельность активности различных звеньев системы ферментов цитохром р450 в зависимости от генетической уникальности каждого отдельного индивидума человека или животного, следует понимать, что степень выраженности токсического действия глифосата на каждый отдельный организм будет различной, и её выраженность будет обусловлена массой факторов (генетическая предрасположенность на предмет устойчивости в отношении того или иного вида ксенобиотика, присутствие того или иного вида ксенобиотика в организме или среде, присутствие того или иного вида ингибитора или индуктора данного ксенобиотика в организме или среде, присутствие остаточных количеств глифосата в организме или среде и т.д.).

8.    Учитывая высокую степень загрязнённости окружающей среды, активное применение различных лекарственных, дезинфицирующих, и других веществ, обладающих ксенобиотической составляющей, присутствие глифосата в организме в любых количествах способно вызвать самые разнообразные заболевания и расстройства вплоть до летального исхода.

9.    Исходя из вышепредставленных пунктов выходим на второе основополагающее утверждение. «Применение кормов с относительно высокими остаточными количествами глифосата, в значительной степени способствует процессу замедления метаболизма ксенобиотиков (антибиотики, ангельминтики, дезинфектаны и прочее)в организме животных, что способствует накоплению данных веществ в органах и тканях, повышая уровень их содержания в животноводческой продукции (мясо, молоко, яйца), тем самым, создавая дополнительную степень риска в отношении потребителей данного вида продуктов по целому ряду нозологических направлений (онкология, аллергические заболевания и расстройства атопического характера, воспалительные процессы слизистых оболочек и секретирующей эпителиальной ткани, гормональные расстройства и поражение желез внутренней секреции, угнетение деятельности иммунной системы и предрасположенность к различным инфекционным заболеваниям, а также прочие виды нарушений, обусловленные механизмом действия данного конкретного вида ксенобиотика).»

Для производителей животноводческой продукции, остаточные количества глифосата в кормах, в значительной степени увеличивают сроки определённые как, обеспечивающие безопасность для конечного потребителя, с момента применения какого-либо препарата до момента возможности забоя животного на мясо, или употребления производимой им продукции (молоко, яйца).

10.Учитывая механизм действия глифосата как непосредственно на организм животного или человека, так и на всю остальную микробиоту, находящуюся с макроорганизмом в кооперативном взаимодействии, определить клиническую картину заболевания как следствие токсического действия глифосата ни сегодня, ни в ближайшей видимой перспективе будет невозможно. Что позволит ещё многие годы вполне доказательно утверждать, что данный продукт не является токсичным, даже если смертность вызванная его наличием примет форму эпидемии. Реально регистрируемым этиологическим фактором всегда будет, что-то другое. Доказательство причастности глифосата к подобному процессу возможно только при грамотном сопоставлении фактов, в основе которых лежит достаточно серьёзный статистический материал.

11.Отсюда, основопологающий вывод номер три. «Наличие остаточных количеств глифосата в кормах является фактором, ограничивающим использование в животноводстве и птицеводстве различных ксенобиотиков (лекарственные препараты, препараты профилактики, дезинфектанты, моющие вещества и прочее). Тем самым, значительно понижая максимально допустимую дозу данных препаратов, относительно указанной в рекомендациях по их применению.

Использование в кормах продуктов, полученных на основе генно-модифицированной сои обуславливает наличие в хозяйстве полиэтиологичной клиники, не представляющей возможности принятия конкретных мер по профилактике и лечению данных расстройств методами и средствами, находящимися в распоряжении ветеринарной службы хозяйства»

Как пример. Находящееся в Самарской области предприятие «СВ Поволжское» (500 тыс. свиней на откорме +100 тыс. голов репродуктор) в 2007 году было закрыто в следствии непонятного заболевания, сопровождающегося отходом поросят до 90%. В комментарий к этому нужно сказать, что управляющая компания начинала свой бизнес и продолжала его осуществлять как один из крупнейших импортёров в Россию соевого шрота и сои из стран южной Америки. Соответственно, в кормлении свинопоголовья на данном предприятии основу белкового рациона составлял именно данный продукт. Предприятие было закрыто с диагнозом «неидентифицированная вирусная инфекция». То, что имело место именно вирусное заболевание, со стопроцентной достоверностью, подтверждённой Покровским НИИ ветеринарной вирусологии, было определено автором данного материала. НО, точно идентифицировать вирус, являющийся причиной гибели животных, учёные так и не смогли, поскольку было выделено несколько видов вирусов, при этом, каждый присутствовал в достаточно низких титрах, не позволяющих определить именно его как основной этиологический фактор. При этом, животные гибли в массовом порядке.

12.Изучение влияния остаточных количеств глифосата как в почве так и в кормах на различные формы микрофлоры определило значительный (до 96-98%) токсический эффект данного вещества в отношении полезных бациллярных грамположительных форм микроорганизмов, таких родов как Bacillus, Lactobacillus, Bifidobacterium и др. При этом, в гораздо меньшей степени воздействует, на патогенные грамотрицательные формы микрофлоры и кокки.

13. Изучение влияния глифосата на изменение бактериального пейзажа почвы и содержимого желудочно-кишечного тракта, определило значительные изменения в соотношении грибковых и бактериальных форм микрофлоры в пользу грибковых форм. При этом, было определено значительное изменение свойств, интенсивности и характера секреции как грибковыми, так и бактериальными видами микроорганизмов.

14.Исходя из этого, вытекают основополагающие выводы номер четыре и номер пять.

Номер четыре. «Остаточные количества глифосата вызывают в различных природных и животных средах состояние дисбактериоза, с возможностью изменения секреторной деятельности микроорганизмов в сторону выработки токсинов и приобретения ими патогенных свойств»

Номер пять. «Остаточные количества глифосата обеспечивают доминирующее положение грибковых форм микроорганизмов над бактериальными, что значительно повышает контаминиацию кормов как самими грибами, так и секретируемыми ими метаболитами (в первую очередь микотоксинами)»

15. Наличие остаточных количеств глифосата способствует возникновению в организме состояния стресса, заключающегося в повышенной концентрации глюкозы в сыворотке крови и тканях организма. Данный феномен предусматривает значительную степень риска как для животных, так и человека.

Перечень подобных пунктов, с учётом их возможной конкретизации и детализации может быть практически бесконечен. Перечисленных в данном документе аргументов более чем достаточно, для того, чтобы каждый специалист и потребитель в полной мере осознал степень риска использования продуктов с высокими остаточными количествами глифосата как в кормлении животных, так и в производстве пищевых продуктов.

Приложение 1.

Основные виды цитохромов р450 у человека, в контексте их взаимодействия с основными значимыми в клиническом плане лекарственными веществами.

Другие новости

25.04.2024

Новости АПК

Дагестан увеличил объёмы выращенной рыбы

За весь 2023 год в искусственных водоёмах на территории республики было выращено 400 тонн форели

25.04.2024

Новости АПК

Минсельхоз разработал новые ветправила борьбы с рожей свиней

Ветеринарные правила для борьбы с распространением рожи свиней разработали в Минсельхозе России

23.04.2024

Новости АПК

В России незначительно подешевели комбикорма для птиц

В марте 2024г. цена на комбикорма для птиц в нашей стране составила в среднем 25,0 тыс.руб./т.

23.04.2024

Новости АПК

В США планируют разводить кормовых насекомых на отходах кукурузы

Новый насекомоводческий объект одной из ведущих мировых компаний будет производить до 60 000 тонн...