Форели поплавали в метамфетамине и приобрели зависимость

Метамфетамин, который со сточными водами попадает в реки и озера, способен сформировать зависимость у обитающих там рыб. К такому выводу пришли чешские и американские ихтиологи, проведя ряд экспериментов с форелями. Особи, которых на протяжении восьми недель держали в воде с небольшой концентрацией метамфетамина, проявляли признаки зависимости от него, а когда им в воду перестали подмешивать психостимулятор, начинали страдать от синдрома отмены. Как отмечают авторы исследования в статье для журнала Journal of Experimental Biology, в дикой природе загрязнение метамфетамином может серьезно изменить поведение рыб, что отрицательно скажется на всей экосистеме.

Разливы нефтепродуктов или регулярный сток удобрений с полей нередко приводят к катастрофическим последствиям для водных экосистем. На этом фоне проблема загрязнения водоемов лекарствами и психоактивными веществами кажется незначительной, ведь их концентрация в сточных водах обычно слишком мала, чтобы убить кого-нибудь из подводной флоры и фауны. Тем не менее, постоянное присутствие подобных соединений в воде может серьезно повлиять на поведение населяющих водоемы животных. Например, недавно мы рассказывали о том, как полосатые раки (Faxonius limosus) под воздействием растворенного в воде антидепрессанта циталопрама становятся смелее и начинают сильнее интересоваться едой.

Команда биологов во главе с Павлом Горьким (Pavel Horký) из Чешского аграрного университета решила больше узнать о том, как обитатели водоемов реагируют на загрязнение воды психостимулятором метамфетамином. В некоторых странах этот препарат ограниченно применяется в медицинских целях, однако в основном известен как наркотик. Специалистам известно, что со сточными водами метамфетамин нередко попадает в водоемы (например, в Чехии его концентрация в реках и озерах может достигать нескольких сотен нанограмм на литр), однако влияет ли он на поведение обитающих в них рыб и других животных столь же сильно, как на людей, до сих пор оставалось неясным.

В качестве модельного объекта Горький и его соавторы использовали кумжу (Salmo trutta) — рыбу из семейства лососевых, жилые формы которой — их обычно называют форелями — широко распространены в европейских реках и озерах. Исследователи взяли сто двадцать годовалых представителей данного вида и разделили их на две группы по шестьдесят особей, которые содержались в двух разных резервуарах. Форелям из первой группы в течение восьми недель регулярно подмешивали в воду метамфетамин — так, чтобы его концентрация держалась на уровне выше одного микрограмма на литр. По мнению авторов, именно такая концентрация данного психостимулятора соответствует среднему значению в загрязненных им поверхностных водах по всему миру. По окончании восьминедельного срока форелей из экспериментальной группы еще десять дней держали в резервуаре с чистой водой без метамфетамина. При этом рыбы из контрольной группы на протяжении всего подготовительного этапа (восемь недель плюс десять дней) жили в чистой воде и метамфетамина не получали.

На протяжении десяти дней, когда форели из обеих групп находились в чистой воде, исследователи проводили с ними поведенческие эксперименты. В ходе тестов из каждой группы случайным образом выбирали по восемь рыб и помещали каждую из них в основание Y-образного лабиринта с двумя рукавами. Из одного рукава шел поток чистой воды, а из второго — воды, загрязненной метамфетамином. Ученые фиксировали, по какому из них поплывет подопытная рыба. Эксперименты проходили раз в два дня, так что в общей сложности в них приняли участие 80 форелей.

Проанализировав полученные данные, Горький и его соавторы обнаружили, что форели из контрольной группы выбирали рукав лабиринта с метамфетамином в 41,5 процента случаев. Их сородичи из экспериментальной группы вплывали в него чаще: в 50,5 процента случаев. По оценке исследователей, обработанные метамфетамином рыбы с достоверно более высокой вероятностью направлялись к источнику психостимулятора, особенно в первые четыре дня после перехода к жизни в чистой воде (p<0,0001), что может говорить о развившейся зависимости.

В тканях мозга рыб из экспериментальной группы авторы обнаружили метаболиты метамфетамина, которых у особей, все время живших в чистой воде, не наблюдалось. При этом в первый день после того, как форелям перестали подмешивать психостимулятор, его следы были отмечены у ста процентов вскрытых особей из экспериментальной группы, а на десятый — всего у 12,5 процента (впрочем, концентрация по крайней мере 36 эндогенных молекул в мозге особей из экспериментальной группы отличалась от нормы и после десяти дней пребывания в чистой воде — а значит, метамфетаминовое загрязнение может надолго менять метаболизм рыб). Примечательно, что присутствие в мозге следов метамфетамина положительно коррелировало с выбором рукава, в котором вода была загрязнена этим веществом (p<0,0001). Вероятно, именно остатки метамфетамина в рыбьем мозге ответственны за формирование зависимости.  

Метамфетамин повлиял не только на выбор, который форели делали в лабиринте, но и на другие аспекты их поведения. Особи из экспериментальной группы на протяжении первых четырех дней в чистой воде менее охотно двигались, что можно считать проявлением синдрома отмены. Похожее поведение наблюдали авторы более раннего исследования, которые вызвали у рыбок данио-рерио (Danio rerio) опиоидную зависимость. По мере того, как ткани форелей очищались от метаболитов метамфетамина в чистой воде, проявления синдрома отмены наблюдались все реже.

Горький и его коллеги полагают, что постоянное загрязнение водоемов метамфетамином приведет к формированию зависимости у диких форелей и заставит их проводить почти все свое время у источников сточных вод с высокой концентрацией этого стимулятора. Столь неестественное перераспределение отразится на всей экосистеме. Кроме того, высока вероятность, что страдающие от зависимости форели станут уделять меньше внимания кормлению и поиску партнера для размножения, что отрицательно скажется на их физическом состоянии и репродуктивном успехе.

Лекарства и психоактивные вещества, растворенные в сточных водах, могут наносить серьезный вред окружающей среде. А вот для ученых сточные воды нередко становятся источником ценной информации о здоровье и привычках горожан, а также распространении инфекций. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашем материале «Смытые данные».

Сергей Коленов