Накопление кокаина в глазах рыб

Исследователи из Eawag и Цюрихского университета с помощью нового метода визуализации обнаружили, что кокаин неожиданно накапливается в глазах рыбок данио. Результаты показывают, что оценка воздействия химических веществ, особенно психоактивных препаратов, при водной экспозиции должна кардинально отличаться от тестирования фармацевтических веществ на мышах. В частности, механизмы поглощения и эффекты кокаина у рыб нельзя просто переносить на млекопитающих или людей.

Личинки рыбок данио в возрасте нескольких дней часто используются в токсикологических тестах (например, для изучения поведенческих эффектов наркотиков), чтобы избежать экспериментов на млекопитающих. На примере кокаина исследователи показали, что паттерны поглощения, распределения и эффекты препарата у данио во многом отличаются от таковых у млекопитающих.

В исследовании впервые использовался сложный метод визуализации (MALDI MSI) для определения локализации накопления кокаина. После 8-часовой экспозиции определенной концентрации препарата личинок умерщвляли и замораживали. Затем образцы ткани толщиной в несколько микрометров сканировали лазером.

Ключевые результаты:

• Наибольшее накопление кокаина обнаружено не в мозге, а в глазах, где концентрации превышали 1500 мг/кг.
• В туловище и мозге концентрации составляли около 300–400 мг/кг.
• Уровни у рыб чрезвычайно высоки: у мышей концентрации в 100 раз ниже обычно летальны, а у людей — в 1000 раз ниже.

По словам эколога-токсиколога Кристин Ширмер, со-руководителя проекта, полного объяснения этим находкам пока нет. Однако ясно, что кокаин быстро и непрерывно поглощается личинками, у которых на этой ранней стадии еще не полностью развит гемато-энцефалический барьер.

Другие важные различия:

• Эффект: В отличие от млекопитающих, где кокаин стимулирует и вызывает гиперактивность, у данио он подавляет двигательную активность.
• Выведение: Процесс выведения замедлен из-за накопления в глазах. Через 8 часов в чистой воде выводилось 50% кокаина, а через 48 часов все еще оставалось 30%.

Исследование демонстрирует, что рыбные тесты требуют доработки, если их результаты планируется экстраполировать на млекопитающих или использовать для оценки качества воды. Для понимания воздействия таких химикатов на экосистему необходимо детально изучать процессы поглощения через воду, которые кардинально отличаются от ингаляции или инъекций.