В рыбах из низовьев рек нашли опиоиды и антидепрессанты

Ежедневно в канализацию попадают остатки медицинских препаратов и наркотических веществ. Городские очистные сооружения не способны полностью отфильтровать эти соединения, и они попадают в реки. Биологи знали о присутствии нейроактивных веществ в воде, однако оценить их реальное накопление в тканях диких рыб было технически сложно. Крошечные размеры рыб и обилие сложных липидов в их телах искажали показания масс-спектрометров. Из-за этого исследователям приходилось измельчать десятки особей в единую массу, безвозвратно теряя данные о поле животных и индивидуальных различиях.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Environmental Pollution, решили эту проблему, разработав новый протокол экстракции. В качестве модельного объекта они выбрали три вида рыб-дартеров (этеостом) — донных обитателей длиной менее десяти сантиметров. Эти рыбы ведут оседлый образ жизни, не совершают миграций и ищут корм в иле, выступая идеальными природными индикаторами локального загрязнения.

Экологи выловили по 15 самцов и самок каждого вида выше и ниже по течению от сточной трубы очистных сооружений на реке Гранд-Ривер. Каждую рыбу заморозили жидким азотом, растерли в порошок и поместили в ультразвуковую ванну при температуре –30 градусов Цельсия. На сильном холоде мешающие анализу животные жиры затвердевали и отфильтровывались. Очищенный экстракт проанализировали с помощью жидкостной хроматографии. Метод позволил искать молекулы в сверхмалых концентрациях от 0,02 нанограмма на грамм ткани.

Анализ воды выявил 19 из 26 отслеживаемых нейроактивных веществ. Однако в тканях рыб стабильно накапливались лишь четыре соединения: популярный антидепрессант венлафаксин (и его метаболит), а также тяжелые опиоиды — фентанил и метадон. Рыбы, выловленные ниже по течению от стока, содержали в несколько раз больше фармакологических препаратов, чем особи из чистых участков реки.

Сравнение тканей показало резкий гендерный дисбаланс. Самцы, обитающие ниже очистных сооружений, накопили значительно больше фентанила и венлафаксина, чем самки. Авторы связывают это с икрометанием. Вылов рыб проходил весной, сразу после нереста. Поскольку антидепрессанты и опиоиды являются липофильными (жирорастворимыми) веществами, самки при формировании икры перекачивают токсины из своего тела в богатые жирами икринки. Таким образом, содержание токсинов в теле самки снижается, но будущие мальки подвергаются химическому воздействию на самых ранних стадиях развития.

Исследование доказывает, что нейроактивные вещества из городских стоков беспрепятственно проникают в водные пищевые цепи и накапливаются в тканях позвоночных. Разработанный микрометод анализа дает экологам точный инструмент для оценки того, как фармакологическое загрязнение меняет биохимию диких популяций на индивидуальном уровне.