Канадские экологи обнаружили в тканях мелких речных рыб, обитающих ниже по течению от городских очистных сооружений, следы антидепрессантов и опиоидов. Исследование показало, что самцы накапливают значительно больше нейроактивных веществ, чем самки. Это связано с тем, что во время нереста самки выводят жирорастворимые токсины вместе с икрой.

Источники загрязнения и сложности анализа

Остатки медицинских препаратов и наркотических веществ ежедневно попадают в канализацию. Городские очистные сооружения не способны полностью удалять эти соединения, и они оказываются в реках. Ранее биологи знали о присутствии нейроактивных веществ в воде, однако технические ограничения мешали точно определить их накопление в тканях диких рыб. Малый размер рыб и высокое содержание сложных липидов искажали результаты масс-спектрометрии, поэтому для анализа приходилось объединять десятки особей, что приводило к потере данных о поле и индивидуальных различиях.

Новый метод исследования

Для решения этой проблемы был разработан новый протокол экстракции. В качестве модельных объектов выбрали три вида донных рыб-дартеров (этеостом), длина которых не превышает десяти сантиметров. Эти рыбы ведут оседлый образ жизни, не мигрируют и питаются в иле, что делает их подходящими индикаторами локального загрязнения.

Экологи отловили по 15 самцов и самок каждого вида выше и ниже по течению от сточной трубы на реке Гранд-Ривер. Каждую рыбу замораживали жидким азотом, измельчали в порошок и помещали в ультразвуковую ванну при температуре –30°C. При таком охлаждении жиры затвердевали и фильтровались, после чего очищенный экстракт анализировали методом жидкостной хроматографии. Этот подход позволил выявлять молекулы в сверхмалых концентрациях — от 0,02 нанограмма на грамм ткани.

Результаты анализа

В воде было обнаружено 19 из 26 отслеживаемых нейроактивных веществ. Однако в тканях рыб стабильно накапливались только четыре соединения: антидепрессант венлафаксин (и его метаболит), а также опиоиды фентанил и метадон. Рыбы, выловленные ниже по течению от очистных сооружений, содержали в несколько раз больше этих препаратов, чем особи из чистых участков реки.

Гендерные различия в накоплении веществ

Сравнение тканей показало выраженный гендерный дисбаланс: самцы, обитающие ниже очистных сооружений, накапливали значительно больше фентанила и венлафаксина, чем самки. Это связано с тем, что отлов проводился весной, сразу после нереста. Поскольку антидепрессанты и опиоиды являются липофильными веществами, самки при формировании икры переносят токсины из своего тела в икринки, богатые жирами. В результате содержание токсинов в теле самки снижается, но будущие мальки подвергаются воздействию химических веществ на ранних стадиях развития.

Значение исследования

Исследование подтверждает, что нейроактивные вещества из городских стоков свободно проникают в водные пищевые цепи и накапливаются в тканях позвоночных. Разработанный микрометод анализа предоставляет экологам точный инструмент для оценки влияния фармакологического загрязнения на биохимию диких популяций на индивидуальном уровне.