Вплив людини та змін у природі на біологічну безпеку (огляд проблеми)

HUMAN INFLUENCE AND CHANGES IN NATURE ON BIOLOGICAL SECURITY (OVERVIEW OF THE PROBLEM)

Actuality. The history of mankind as a biological species and the history of intelligent man is largely connected with pathogenic biological agents (PBAs). Treatment of patients with infectious diseases, protection of people during pandemics are also closely related to new technologies. The twenty-first century is characterized by the rapid development of biotechnology and genetic engineering, which can be crucial in the treatment ofmany diseases and give a dangerous impetus to the development of new types of biological pathogenic agents (BPAs). The COVID-19 pandemic has demonstrated the enormous impact that a single BPA can have on society, regarding the natural origin of which experts have not given a final, unequivocal answer. The danger of developing new types of BPA increases with the development of biotechnology. The post-industrial era creates a threat of new viruses or diseases, the appearance of which can be provoked by the agricultural or industrial development of new territories. And global communication systems contribute to the almost instantaneous spread ofdangerous infections. Recent advances in biochemistry, genetics, and molecular biology have made it possible to create living organisms.

Pathogenic microorganisms, although they represent only a small part of the microbial world, represent a major threat to human, animal, or agricultural health. They can cause diseases with serious human population, economic and environmental consequences.

The purpose of the research is to analyze modern biological threats, ways to overcome them in the conditions of natural changes, human activity and the impact of this activity on nature and biological safety.

Material and methods. Changes in the surrounding environment lead to the activation of adaptive processes, which in turn lead to the acquisition of BA new properties. These new properties can be both useful and extremely dangerous for humans.

The territory of Ukraine due to its geographical, climatic and flora-faunistic characteristics is adequate for the formation of ecological complexes with the participation of various species of birds and animals (as reservoirs of pathogens), as well as a wide range of vectors involved in the transmission of infectious agents.

Ukraine is located within the international transcontinental corridors of migratory birds, which determines the circulation of a number of BPA.

Research results. The work analyzes modern biological threats, ways to overcome them in the conditions of natural changes, human activity and the impact of this activity on nature and biological safety.

Conclusions. Knowledge about the possible ways of development of biological threats of natural and man-made origin allows to build a system of biosafety and bioprotection in each country in particular and on the planet as a whole.

Considering the complexity and interdisciplinary nature of the structure and functioning of the biosafety and biodefense system, an invariable element throughout the entire technological chain of the biosafety system, from the emergence of a biological threat, the identification of a biological agent to the treatment and elimination of a biological threat, is the combination of the capabilities of the health care system, biotechnology, biomedical engineering and legislative regulation in the field of biosafety.

Key words: biological pathogenic agents, emergent and re-emergent infections, biosafety, bioprotection.

Вступ

Біобезпека та біозахист - багатогранна міжгалузева проблема. У структурі біологічних загроз сьогодні розглядають біозагрози природного походження та біозагрози, спричинені людьми, які можуть бути причиною пандемій, формувати стійкі вогнища інфекції, застосовуватись як зброя для війни, терористичних актів та диверсій. Це події, які можуть знищити досягнення у сфері сталого розвитку та глобального здоров'я через їхній потенціал спричинити національну та регіональну нестабільність, глобальні економічні наслідки та поширену захворюваність і смертність (Monica Schoch-Spana, 2017, pp. 323-328).

Розвиток людства тісно пов'язаний із загрозами та реакцією суспільства на ці загрози. Серед загроз, яким протидіє людство, як правило, виділяють фізичні, хімічні та біологічні загрози. Країни світу спільно вибудовують стратегію реагування на існуючі та потенційні загрози. Заходи з протидії таким загрозам реалізуються як на міжнародному рівні, так і кожною країною окремо з урахуванням наявних економічних, матеріально-технічних, наукових, інформаційних, людських та інших ресурсів. Біологічні загрози посідають важливе місце у цьому переліку та мають низку особливостей. Біологічна небезпека відрізняється від усіх інших видів небезпеки тим, що біологічні агенти можуть рости і розмножуватися в організмі господаря.

Історія людства як біологічного виду та історія людини розумної значною мірою пов'язані із взаємодією людини та природи.

Людина є складовою частиною природи й активно взаємодіє з нею, зазнаючи постійного впливу, та активно впливає на неї. Кожен організм у навколишньому середовищі може одночасно чи послідовно зазнавати впливу чинників живої та неживої природи, а також впливу факторів антропогенного походження.

Як відомо, у своїй історії людство пережило щонайменше 17 відомих пандемій, які сумарно, за різними оцінками, спричинили від 300 до 500 млн смертей (Past pandemics, 2005; Shubhadeep Roychoudhury, 2020), мали істотний вплив на суспільно-економічний стан суспільства та призвели до соціальних потрясінь, війн, тотального терору, занепаду міст, держав та цивілізацій. До списку біологічних патогенних агентів (БПА), які були чи потенційно можуть стати причиною пандемій, можна віднести збудників чуми, холери, лихоманки денге, грипу, тифу, віспи, кору, туберкульозу, малярії, жовтої лихоманки, коронавірусу та багатьох інших.

Існують різні підходи до класифікації небезпечних біологічних агентів. Сьогодні у структурі біозагроз прийнято виділяти дві великі категорії: біозагрози природного походження та біозагрози, спричинені людьми (Alessandra Sensi, 2011).

1. Ризики природного походження включають:

- появу стійких до антибіотиків бактеріальних інфекцій (туберкульоз, пневмонія);

- природні емерджентні патогени, що пов'язують із промисловим чи сільськогосподарським освоєнням нових територій, ареалів нових небезпечних БПА (мавпяча віспа, Ебола, лихоманка Ласса);

- поширення зоонозів, тобто інфікованих популяцій тварин, які передають захворювання людині через прямий контакт, харчові продукти або воду;

- токсини як продукт життєдіяльності низки БПА (дезоксиніваленол, афлатоксини, охратоксин);

- спалахи паразитарних інфекцій людини;

- інвазивні чужорідні види (рослини, тварини і мікроорганізми).

2. Спричинені людиною або пов'язані з нею біологічні ризики можна додатково поділити на:

- навмисно індуковані ризики, такі як використання шкідливих біологічних агентів у військових, терористичних чи економічних цілях;

- біотехнологічні ризики отримання неконтрольованих небезпечних мутацій, як небажаний побічний результат традиційного схрещування, селекції, сучасних промислових і харчових біотехнологій.

Переважна більшість біологічних агентів (БА) нешкідливі, а багато з них корисні. Непатогенні мікроорганізми мають велике значення у природних процесах: вони є важливою ланкою в обміні речовин у екосистемах, узагалі виконуючи роль редуцентів. Вони беруть участь у кругообігу сірки, заліза та інших елементів, здійснюють розкладання речовин тваринного і рослинного походження, забезпечують самоочищення води у водоймах, беруть участь у збагаченні ґрунту азотом, використовуються людиною у хімічній, медичній промисловості, під час виробництва харчових продуктів. Але сотні видів мікроорганізмів, які живуть колоніально, на жаль, через відсутність охорони вже втрачені для біорізноманіття України, що може мати негативні наслідки для наукових досліджень, розвитку сільського, лісового господарства, фармацевтики, захисту навколишнього середовища (Poiasniuvalna zapyska, 2002). Деякі властивості непатогенних БА використовуються у біотехнології для отримання метаболітів або ферментів. Непатогенні БА також використовуються для захисту від хвороб (біоконтроль та біодобрива у сільському господарстві, пробіотики), для відновлення забруднених ділянок (біоремедіація) або в харчових процесах (бродіння). Разом із тим навіть корисні непатогенні агенти під впливом інших компонентів технологічного процесу чи свідомої трансформації людиною з метою підвищення корисних властивостей можуть набути патогенних властивостей.

Мета дослідження - проаналізувати сучасні біологічні загрози, шляхи їх подолання в умовах природних зміни, діяльності людини та вплив цієї діяльності на природу і біологічну безпеку.

Матеріали та методи дослідження

У роботі використано аналітичні матеріали та публікації провідних фахівців із біобезпеки, нормативно-правові акти, доповіді національних та міжнародних агенцій, а також реалізовано методи системного підходу, бібліосемантичний та аналітичний.