Порівняльне дослідження системи окисно-відновного гомеостазу двостулкових молюсків Unio tumidus та Mytilus galloprovincialis за впливу на організм психоактивних препаратів та мікропластику водного середовища

Abstract

Глобальна ескалація виробництва синтетичних полімерів та неконтрольоване надходження лікарських засобів у довкілля призвели до формування безпрецедентного токсикологічного тиску на водні екосистеми. Серед новітніх забруднювачів особливе занепокоєння викликають речовини психоактивної дії. До таких речовин загального вжитку належить кофеїн, що є найуживанішим психостимулятором у світі, безперервне і масове споживання якого у складі напоїв та медикаментів перетворило його на універсальний глобальний маркер антропогенного забруднення водойм. Серед психотропних фармацевтичних препаратів хлорпромазин, як базовий нейролептик із надзвичайно широким спектром клінічного застосування, стабільно надходить у гідросферу через комунальні та госпітальні стоки. Оскільки ці препарати взаємодіють з еволюційно консервативними молекулярними мішенями, вони здатні провокувати виражені метаболічні порушення у нецільових організмів навіть за екологічно релевантних концентрацій. Ситуація критично ускладнюється повсюдною присутністю мікропластику у водоймах. Завдяки високій питомій площі поверхні та гідрофобності, пластикові мікрочастинки діють не лише як самостійний стресор, але й як потужний сорбент і вектор для інших забруднювачів. Як наслідок, у реальних екологічних умовах гідробіонти піддаються впливу не окремих токсикантів, а їхніх складних багатокомпонентних сумішей. Цей мультистресовий ефект індукує нелінійні біохімічні реакції, які неможливо спрогнозувати за допомогою класичних монотоксикологічних тестів. У якості експериментальних моделей у дослідженні впливу ксенобіотиків обрано двостулкових молюсків, які завдяки прикріпленому способу життя та інтенсивній фільтрації є універсальними біоіндикаторами, що здатні акумулювати широкий спектр ксенобіотиків. Центральним органом метаболічної детоксикації двостулкових молюсків та головною мішенню токсичного впливу є травна залоза, біохімічні параметри якої слугують маркерами ранньої відповіді організму на екологічний стрес, що зумовлює її вибір для оцінки біохімічного відгуку організму на антропогенне навантаження.

The rising manufacture of synthetic polymers and the widespread release of pharmaceuticals into the environment have led to an unprecedented toxicological pressure on aquatic ecosystems. Among emerging contaminants, substances with psychoactive properties are of particular concern. As the most heavily utilized psychostimulant globally, caffeine's continuous and large-scale consumption in beverages and medications has transformed it into a universal global marker of anthropogenic contamination of aquatic environments. Among psychotropic pharmaceuticals, chlorpromazine, a basic antipsychotic with extensive clinical usage, continuously enters the hydrosphere via municipal and hospital effluents. As these compounds interact with evolutionarily conserved molecular targets, they trigger pronounced metabolic disturbances in non-target organisms even at environmentally relevant concentrations. This ecological challenge is exacerbated by the widespread distribution of microplastics in aquatic environments. Possessing substantial specific surface area and hydrophobicity, plastic microparticles act not only as independent stressors but also as effective sorbents and vectors for other pollutants. Consequently, under real environmental conditions, aquatic organisms are exposed not to individual toxicants but to their complex multicomponent mixtures. This multistressor effect induces nonlinear biochemical responses that cannot be predicted using classical monotoxicological approaches. Bivalve molluscs were selected as experimental models for studying the effects of chemical contaminants because of their sessile lifestyle and high filtration activity, which make them universal bioindicators capable of accumulating diverse xenobiotics. The digestive gland, acting as the central organ of metabolic detoxification in bivalves and a primary target of toxic effects, was specifically targeted, as its biochemical parameters serve as early markers of organismal response to environmental stress.