Этиологическая роль загрязнителей атмосферного воздуха в развитии патологии человека
В эпоху научно-технической революции деятельность человека приобретает масштаб геоэкологических процессов, приводит к изменению естественных биогеохимических циклов на Земле, нарушению экологического равновесия в биосфере, что, в свою очередь, сказывается на самом человеке. Последнее, по-видимому, обусловило в настоящее время перенос акцента с охраны природных ресурсов на охрану здоровья человека как главного ресурса и двигателя прогресса. Уровень здоровья человека в значительной степени зависит от качества среды обитания. По оценкам многих авторов, факторы окружающей среды (загрязнение) в 18-20\% определяют состояние здоровья и находятся на втором месте после образа жизни.
Загрязнение — это привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов, или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня (в пре-
делах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов в среде, нередко приводящее к негативным последствиям.
Загрязнение может возникать в результате естественных причин (загрязнение природное) и под влиянием деятельности человека — загрязнение антропогенное, которое обычно и имеется в виду при обсуждении проблем загрязнения.
По значимости загрязнение можно подразделить на локальное, региональное и глобальное.
По источникам возникновения антропогенное загрязнение бывает промышленное и сельскохозяйственное.
По природе загрязнение подразделяется на физическое (радиоактивное, радиационное, световое, тепловое, шумовое, электромагнитное), химическое и биологическое.
Под загрязнением атмосферы следует понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного и антропогенного происхождения. Вещества-загрязнители бывают двух видов: газы и аэрозоли. К аэрозолям относят диспергированные твердые частицы размером 0,5 мкм и менее, выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном состоянии.
Источники загрязнения атмосферы могут быть природными и антропогенными.
К природным источникам относятся: извержения вулканов, пылевые бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется во времени.
Антропогенными источниками загрязнения атмосферы являются:
■ сжигание горючих ископаемых;
■ работа тепловых электростанций;
■ выхлопы современных турбореактивных самолетов;
■ производственная деятельность;
■ загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора);
■ газовые выбросы предприятий;
■ сжигание топлива в факельных печах (при этом образуется самый массовый загрязнитель — монооксид углерода).
В атмосферном воздухе современных городов присутствуют сотни веществ различных химических классов органической и неорганической природы, поступающих из многочисленных источников, как правило, антропогенного происхождения. Основными источниками
поступления вредных веществ в атмосферный воздух городов являются автотранспорт и промышленные предприятия. Вместе с тем необходимо учитывать, что для каждой городской территории имеется свой обусловленный видом промышленности на данной территории специфический набор загрязнений. Каждое из этих веществ имеет определенную специфику действия на организм человека. Поэтому
спектр заболеваний возникающих в популяциях вследствие загрязнения атмосферного воздуха, крайне разнообразен (Королев А.А., 2003):
■ заболевания органов дыхания (в том числе бронхиальная астма);
■ заболевания сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта;
■ болезни крови и кроветворных органов;
■ болезни кожи и нервной системы;
■ эндокринные заболевания (в том числе диабет);
■ новообразования, аллергозы;
■ врожденные аномалии развития, осложнения беременности и родов.
Таким образом, если диагностика того или иного заболевания как такового может и не представлять серьезной проблемы для врача, то установление причинной связи возникновения и развития данного заболевания — задача крайне сложная, особенно в условиях крупных городов с многопрофильной промышленностью и развитым автотранспортом.
Доля влияния загрязнения атмосферного воздуха в формировании заболеваемости системы органов дыхания составляет 20\%, системы кровообращения — 9\% (Науменко Т.Е., 1988). Наиболее актуальны проблемы загрязнения окружающей среды в промышленных городах, где сконцентрировано более 50\% населения страны и по ориентировочным расчетам 40\% городского населения проживает в экологически опасных зонах (Котляков В.М., Кочуров Б.И. и соавт., 1990).
Степень загрязнения атмосферного воздуха оценивается по двум основным классам веществ — канцерогенным и неканцерогенным.
Канцерогенные вещества, согласно классификации Международного агентства по изучению рака (МАИР), подразделяются на четыре группы. В первую группу входят вещества, по которым имеются достаточно надежные эпидемиологические данные их канцерогенной опасности для человека, т.е. установлены значения риска по отдельным веществам для отдельных локализаций. Из веществ, загрязняющих атмосферный воздух, в эту группу входят: бензол, винилхлорид, шестивалентный хром, асбест, мышьяк, кадмий, диоксины, никель, бериллий.
Вторая группа подразделяется на две подгруппы. В группу 2А входят вещества, в отношении которых имеются ограниченные доказательства их канцерогенной опасности для человека, т.е. результаты эколо-го-эпидемиологических исследований противоречивы и необходимы дополнительные исследования, чтобы доказать канцерогенность этих веществ. В эту группу входят такие наиболее распространенные канцерогены, как бенз(а)пирен и формальдегид, а также 1,3-бутадиен, ак-рилонитрил, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, эпихлоргидрин.
К группе 2В относятся вещества, в отношении которых имеются ограниченные доказательства их канцерогенности для животных, — гексахлоран, гидразин, 1,2-дихлорпропан, дихлорметан и т.д.
Третья группа — неклассифицируемые как канцерогены для человека, четвертая группа — есть наличие доказательств неканцероген-ности для человека.
В группу канцерогенных веществ, присутствующих в атмосферном воздухе городов, входят как повсеместно распространенные вещества — бенз(а)пирен, бензол, формальдегид, поступающие в воздух преимущественно с выхлопными газами автотранспорта, так и вещества, связанные в основном с производственной деятельностью, — кадмий, никель, хром, мышьяк, асбест, винилхлорид, диоксины.
Ряд канцерогенных веществ влияет и на наследственность, индуцируя генетические эффекты — увеличение частоты ряда генетически обусловленных заболеваний. Канцерогенные и генетические эффекты тесно взаимосвязаны и сопоставимы по величине. Вместе они образуют класс стохастических эффектов.
Рассмотрим основные источники загрязнения и эффекты влияния на здоровье отдельных загрязнителей атмосферного воздуха, относящихся к классу канцерогенов.
Бенз(а)пирен (БП). Российские токсикологи считают это вещество высокоопасным, и оно включено во II класс опасности (Кур-ляндский Б., Новиков С., 1998). БП относится к числу канцерогенных агентов, для которых имеются ограниченные доказательства их канцерогенного действия на людей и достоверные доказательства их канцерогенности для животных (2А группа). Его канцерогенный эффект рассматривают во взаимодействии с другими типами продуктов сложного состава — сажами, смолами, маслами, для которых получены достоверные доказательства их воздействия на заболевание раком у людей. Профессиональное воздействие каменноугольной смолы и некоторых минеральных масел вызывает у людей рак различных локализаций, включая кожу, легкие, мочевой пузырь, кишечник. Канцерогенное действие этих продуктов обусловлено присутствием в них БП.
Источником БП являются энергетические установки, транспорт, процессы горения практически всех видов горючих материалов. Среди промышленных предприятий наиболее высок выброс БП на алюминиевых заводах, при производстве кокса и технического углерода. По примерным оценкам, мировой выброс БП в окружающую среду составляет 5000 тонн/год.
Основное количество БП поступает в воздушный бассейн с выбросами заводов по выплавке алюминия в городах Красноярск, Братск, Новокузнецк. На втором месте среди источников выбросов — энергетические установки.
Сжигание угля поставляет в воздух до 2 тонн БП только на территории европейской части России, а в Сибири, где уголь используется более интенсивно, выбросы БП значительно больше.
Вклад выбросов БП при сжигании топлива на ТЭС относительно невелик и составляет порядка 17\% от суммарных выбросов.
Выбросы БП автомобильным транспортом в России составляют, по данным В. Петрухина (1999), 1,5 тонны, т.е. 5\% от общей эмиссии этого вещества.
В большинстве промышленных центров России среднегодовая концентрация БП в воздухе превышает ПДК в 2-3 раза, а в отдельные месяцы (как правило, зимой в отопительный период) — в 5-15 раз.
В целом по России примерно в 25 городах среднегодовая концентрация БП в атмосферном воздухе стабильно превышает уровень 3 нг/м3, т.е. выше ПДК в 3 раза. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, воздействие БП в концентрации 7 нг/м3 обусловливает появление 9 дополнительных случаев рака легкого на 1 млн жителей. В России воздействию повышенных концентраций БП (более 1,5 ПДК) подвергаются около 14 млн человек, в том числе более 14 ПДК — 0,5 млн человек (Ревич Б.А., 2001).
Бензол поступает в окружающую среду со сточными водами и выбросами в атмосферу предприятий основного органического синтеза, производств нефтехимических, химико-фармацевтических, пластмасс, взрывчатых веществ, лаков, красок, искусственных кож. Бензол быстро испаряется из водоемов в атмосферу; способен к трансформации из почвы в растения.
Содержание бензола в атмосферном воздухе колеблется в пределах 3-160 мкг/м3. Более высокие концентрации обнаруживаются в крупных городах около нефтеперерабатывающих заводов. В атмосферном воздухе городов России среднегодовая концентрация бензола составляет 90 мкг/м3. ВОЗ не дает рекомендаций по нормативному уровню содержания бензола в атмосферном воздухе, а приводит только вели-
чины канцерогенных потенциалов, необходимых для расчета канцерогенного риска.
Высокие концентрации этого вещества (200 мкг/м3) регистрируются в воздухе городов с интенсивным движением автотранспорта — Москва, Санкт-Петербург; в атмосферном воздухе большинства городов концентрация бензола находится в пределах 20-60 мкг/м3 — Омск, Самара, Тольятти, Липецк, Рязань, Ярославль и т.д. (Ревич Б.А., 2001).
Бензол кроме канцерогенного действия обладает также мутагенным, гонадотоксическим, эмбриотоксическим, тератогенным и аллер-гогенным действием. Международное агентство по изучению рака свидетельствует о линейной зависимости между дозой накопления бензола и возникновением лейкозов (преимущественно миелоидных).
Биологическая оценка воздействия бензола основана на динамике уровня фенолов в моче. Уровень фенола в моче порядка 25 мг/л считается показателем воздействия бензола — раннее выявление, а 50 мг/л креатинина (75 мг/л) — биологически допустимым уровнем.
Формальдегид. Источники эмиссии формальдегида — это химические и металлургические производства, мебельные фабрики, отработавшие газы автотранспорта. В воздух помещений он поступает с выделением из полимерных строительных материалов, изоляции, дре-весно-стружечных плит, клеев, мебели. В воздушный бассейн городов России ежегодно поступает 2,5-5 тыс. тонн формальдегида. Содержание формальдегида контролируется в атмосферном воздухе более чем в 100 городах России, и в большинстве из них среднегодовые концентрации формальдегида находятся в пределах 3-12 мкг/м3 при среднесуточной ПДК, равной 3 мкг/м3.
Наиболее высокие максимальные разовые концентрации формальдегида, достигающие 100-280 мкг/м3, регистрируются в атмосферном воздухе городов Волгоград, Волжский, Кемерово, Красноярск, Липецк, Новочеркасск, Омск, Тольятти (Ревич Б.А., 2001).
Формальдегид оказывает общетоксическое действие, обладает раздражающим, аллергогенным, мутагенным, сенсибилизирующим и канцерогенным действием (группа 2А). Формальдегид усиливает канцерогенез, вызываемый другими химическими канцерогенами, в частности бенз(а)пиреном.
Кадмий. Основное количество кадмия поступает в окружающую среду при производстве цветных металлов (цинка, кадмия, меди и свинца), а также чугуна, стали, фосфатных удобрений и цемента; сжигании топлива, отходов и сточных вод. Кроме этих крупных поставщиков кадмия в окружающую среду в городах находится множество других — это результат стирания шин, выветривания и эрозии пласт-
массовых и металлопластмассовых изделий, красок, пигментов и клеящих материалов (Волков С., 2000). В России количество кадмия, выбрасываемого в воздушный бассейн, составляет 5-6,1 тонн/год и при сжигании топлива (угля и нефти) в воздух поступает дополнительно примерно 10 тонн кадмия.
Основные источники выбросов этого металла в воздух — металлургические производства в городах Белово, Владикавказ, Дальнегорск, Карабаш, Кыштым, Кировоград, Красноуральск, Медногорск и т.д.; производство содержащих кадмий аккумуляторов в городах Курск и Реж Свердловской области; кадмийсодержащих минеральных красок в городе Дулево Московской области; завод синтетического каучука в городе Чайковский Пермской области (Ревич Б.А., 2001).
В России для атмосферного воздуха установлен среднесуточный норматив кадмия — 0,3 мкг/м3. Среднегодовая концентрация кадмия в атмосферном воздухе городов России составляет 0,005-0,01 мкг/м3, но для районов, расположенных вблизи металлургических заводов, характерны более высокие уровни загрязнения (выше 0,3 мкг/м3).
Кадмий является канцерогенным веществом и, по классификации МАИР, относится к группе I. Этот металл также обладает гонадотроп-ным, эмбриотропным, мутагенным и нефротоксическим действием.
Кадмий, абсорбирующийся через легкие и желудочно-кишечный тракт, уже через несколько минут обнаруживается в крови, однако уровень его быстро снижается в течение первых суток, и он депонируется в печени и почках, где связывается с металлотионином. В печени и почках содержится до 30\% от общего содержания кадмия в организме. Органами-мишенями кадмия являются также костный мозг, сперма, трубчатые кости и селезенка. Период его биологической полужизни в целостном организме колеблется в пределах 15-47 лет. Основное количество кадмия выводится с мочой и калом.
Реальная угроза неблагоприятного воздействия на население даже при низких уровнях загрязнения связана с высокой биологической кумуляцией этого металла. Наиболее тяжелой формой хронического отравления кадмием является болезнь Итай-Итай.
Винилхлорид. Поступление винилхлорида в атмосферный воздух происходит с выбросами предприятий органического синтеза, производств полимерных материалов. Выброс винилхлорида в мире достигает примерно 3000 тонн. В России полной информации о массе выбросов винилхлорида в атмосферный воздух нет, т.к. это вещество не включено в статистическую форму отчетности о составе выбросов. Производство винилхлорида и поливинилхлорида осуществляется на предприятиях в городах Дзержинск, Усолье-Сибирское, Стерлитамак,
Волгоград и т.д. Регулярный контроль за содержанием винилхлорида в атмосферном воздухе городов России не производится, но имеются результаты некоторых специальных исследований.
Винилхлорид является канцерогеном I группы по классификации
МАИР.
Диоксины. Предприятия, в выбросах которых имеются хлорсодер-жащие соединения, являются потенциальными источниками образования таких супероксидантов, как диоксины. Возможные источники: заводы по производству органических химических веществ, в том числе хлорсодержащих средств защиты растений; по производству целлюлозы и бумаги; по производству конденсаторов и химико-металлургические заводы. Если ранее сообщалось о загрязнении диоксинами поверхностных вод и почв (Уфа, Чапаевск, Дзержинск), то в последние годы появилась информация о загрязнении диоксинами атмосферного воздуха.
Основным путем поступления диоксинов в организм человека являются продукты питания, содержащие жиры (рыба, морепродукты, молоко, мясо), — 95\%; 3,5\% поступает с воздухом; 1,3\% — с почвой и 0,001\% — с водой. Для снижения поступления диоксинов с продуктами питания рекомендуется ограничить продажу молока и молочных продуктов в тетрапаках без защиты их изнутри алюминиевой пленкой.
Диоксины оказывают выраженное неблагоприятное воздействие на состояние репродуктивной функции. В различных странах мира ведется изучение таких эндокринно-зависимых патологий, как рак молочной железы, эндометриоз, крипторхизм, нарушения соотношения полов новорожденных (превышением доли девочек над мальчиками), врожденные пороки развития.
В эколого-эпидемиологических исследованиях при воздействии окружающей среды, загрязненной диоксинами, выявлены такие многочисленные нарушения женской репродуктивной функции, как увеличение числа спонтанных абортов, мертворождений, пороков развития, младенческой смертности, патологии новорожденных и т.д. Выдвинута гипотеза, что контакт с диоксинами или хлорорганичес-кими пестицидами может быть одной из причин увеличения частоты тестикулярного рака у мужчин и крипторхизма у мальчиков.
Наиболее убедительны результаты исследований диоксинов как факторов риска ВПР.
С 1997 г. Международный комитет экспертов МАИР ввел диоксины в I группу канцерогенной опасности. В докладе МАИР было проведено обобщение эпидемиологических исследований по оценкам воздействия диоксинов на смертность от злокачественных новообра-
зований в США, Германии, Великобритании, Нидерландах. Результаты показали повышение смертности от рака желудка, легких, предстательной железы, кишечника, а также сарком мягких тканей и лейкозов в 5-16,5 раза по сравнению с группой контроля.
К неканцерогенным «классическим веществам» относятся взвешенные вещества, диоксиды азота и серы, оксид углерода и озон. Уровни содержания этих веществ в атмосферном воздухе во многом определяют степень опасности загрязнения атмосферного воздуха в крупных городах России. В атмосферном воздухе ряда городов также присутствуют такие специфические неорганические вещества, как медь, ртуть, свинец, сероводород, сероуглерод, фтористые и некоторые другие вещества.
Неканцерогенные вещества вызывают широкий спектр нарушений состояния здоровья человека, которые можно рассматривать как разные формы проявлений токсических эффектов, регистрируемых на молекулярном, клеточном, тканевом, организменном и популяционном уровнях. Последние эффекты наблюдаются в виде повышенной заболеваемости и/или смертности. Постоянное воздействие загрязненного воздуха отражается в росте показателей заболеваемости и смертности. В первую очередь это увеличение хронических заболеваний органов дыхания и связанной с этими болезнями смертности, а также повышение смертности в результате сердечно-сосудистых болезней. Эти воздействия загрязняющих веществ попадают под класс нестохастических эффектов, к которым относятся также эффекты больших доз радиоактивного облучения (лучевая болезнь разной степени тяжести, катаракта, определенные формы легочных заболеваний), часть эффектов физических факторов воздействия и др. Общей характерной особенностью нестохастических эффектов является наличие порога действия вещества. Однако при проведении оценок риска смерти от действия неканцерогенных загрязнителей часто используются консервативные предположения о беспороговом характере их действия с использованием линейных зависимостей «доза-эффект» (Ревич Б.А., 2001).
«Классические» загрязняющие вещества, как и некоторые другие вещества, обладающие раздражающим действием, влияют преимущественно на органы дыхания, и поэтому в эпидемиологических исследованиях часто используется изучение функций внешнего дыхания.
Для оценки внешнего дыхания применяют комплекс функциональных методов исследования, позволяющих измерять легочный объем, получать качественные и количественные данные о вентиляции легких в покое и при различных нагрузках (спирография). Снижение этих показателей свидетельствует об относительно ранних нарушениях проходимости преимущественно мелких бронхов, что используется
в скрининговых исследованиях. Функции внешнего дыхания значительно изменены у жителей городов с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха (в том числе у детей Москвы), у населения, проживающего вблизи автомагистралей с интенсивным движением автотранспорта (Ревич Б., 1993; Мизерницкий Ю.Л. и др., 1999).
Взвешенные вещества поступают в атмосферный воздух при сжигании топлива (угля, мазута), с выбросами металлургических производств, цементных заводов, при добычи угля и других производств. Наибольший выброс этих веществ (более 50 тыс. тонн в год) происходит в городах, где расположены крупные металлургические или глиноземные производства, — Магнитогорске, Челябинске, Новокузнецке, Нижнем Тагиле, Ачинске, Красноярске, Череповце.
Во многих городах России с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами наблюдается повышенная заболеваемость детского населения (фарингиты, конъюнктивиты, бронхиты, бронхиальная астма и др.), а также изменения функции внешнего дыхания.
Доля влияния загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами, диоксидами серы и азота на заболеваемость детей составляет: для хронических пневмоний — 39\%, для бронхитов — 24,5\%, острых респираторных заболеваний (ОРЗ) — 29\%, для бронхиальной астмы — 22\%. Доказано также влияние атмосферного воздуха, загрязненного взвешенными веществами, на заболеваемость органов дыхания взрослого населения (Суржиков В., 1994).
Диоксид азота. Основными источниками выделения диоксида азота являются металлургические производства и автотранспорт (выхлопные газы). В результате резкого увеличения количества автомобилей за последние годы выбросы оксидов азота автомобильным транспортом увеличились на 30-40\%.
Наибольшее количество диоксида азота от стационарных источников поступает в атмосферный воздух крупных городов России — Москвы, Санкт-Петербурга, Омска, Новосибирска, Нижнего Новгорода; городов со сталеплавильными производствами — Липецка, Магнитогорска, Новокузнецка, Челябинска, Череповца, и городов с нефтехимическим производством — Ангарска, Омска, Перми, Тольятти, Уфы. Среднегодовая концентрация диоксида азота в атмосферном воздухе находится в пределах 40-50 мкг/м3 при ПДК = 40 мкг/м3. В США среднегодовой норматив составляет 100 мкг/м3, в Германии — 80 мкг/м3.
Вклад автомобильного транспорта в общий выброс диоксида азота достигает 50-70\% (города Москва, Санкт-Петербург, Ульяновск, Владивосток).
Средние концентрации диоксида азота возрастают с севера на юг вследствие влияния солнечной радиации на фотохимические реакции.
В условиях влияния повышенных концентраций диоксида азота в России проживает до 5,6 млн человек, в том числе 3,6 млн человек — при воздействии концентраций от 60-70 мкг/м3 и 2 млн человек — при концентрациях от 70-120 мкг/м3.
При воздействии повышенных концентраций диоксида азота у детей отмечается увеличение заболеваний органов дыхания, а также накопление в крови метгемоглобина. Наиболее чувствительны к воздействию диоксида азота люди с заболеваниями органов дыхания.
Диоксид серы по массе выбросов занимает ведущее место среди других загрязнителей воздуха. Норматив диоксида серы в атмосферном воздухе в России составляет: ПДКСС = 50 мкг/м3 (средняя арифметическая за год), ПДКмр = 500 мкг/м3 (за 24 ч). Рекомендация ВОЗ: за 24 ч — 125 мкг/м3.
Наиболее высокие концентрации диоксида серы, превышающие ПДК, регистрируются в атмосферном воздухе только нескольких городов: Норильск — самый крупный источник выбросов диоксида серы в атмосферный воздух (2,1 млн тонн в год), города с предприятиями по выплавке никеля — город Никель и меди — город Медногорск.
Наиболее ярко воздействие высоких концентраций диоксида серы на здоровье населения проявилось во время экстремальных ситуаций с загрязнением атмосферного воздуха в Бельгии (1930 г.), в США (город Донора, штат Пенсильвания, 1948 г.) и в Лондоне (1952 г.). Из-за температурной инверсии промышленные выбросы не смогли уйти за пределы этих городов и оказались прижатыми к земле. Концентрации диоксида серы достигали сотен и тысяч мкг/м3. Это привело к резкому росту сердечно-сосудистой и респираторной заболеваемости.
Оксид углерода. Это вещество по массе выбросов (5,9-7,6 млн тонн/год) занимает третье место после взвешенных веществ и диоксида серы. Среднегодовая концентрация оксида углерода в атмосферном воздухе России колеблется в пределах 1,5-1,6 мг/м3, т.е. не превышает ПДКСС, которая равна 3 мг/м3. Наиболее высокие уровни загрязнения атмосферного воздуха регистрируются во Владивостоке, а также в городах со сталеплавильным производством — Комсомольске-на-Амуре, Липецке и Хабаровске.
Действие высоких концентраций оксида углерода приводит к острому отравлению, при хроническом воздействии наблюдается увеличение содержания в крови карбоксигемоглобина, изменение психомоторных реакций у детей.
Озон образуется в результате фотохимических реакций между диоксидом азота и углеводородами. Его фоновые концентрации в атмос-
ферном воздухе обычно не превышают 30 мкг/м3. Содержание озона в атмосферном воздухе зависит от метеорологических условий. В России он контролируется в атмосферном воздухе только нескольких городов.
Озон является веществом, обладающим раздражающим действием. При воздействии концентраций 160-470 мкг/м3 большинство исследователей отмечают значительные изменения функции внешнего дыхания, а также кашель и головную боль.
В воздушный бассейн поступают и тяжелые металлы — свинец, ртуть, марганец и т.д.
Свинец поступает в воздушный бассейн в основном с выбросами автомобильного транспорта (этилированный бензин), предприятий цветной металлургии и производства аккумуляторов. Высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе регистрируются в городах Белово, Владикавказ, Дальнегорск, Карабаш, Красноуральск, Ревда; вблизи аккумуляторных производств в Курске, Комсомольске-на-Амуре, Санкт-Петербурге.
Особый интерес к оценке воздействия свинца на состояние здоровья детей объясняется повсеместным присутствием этого высокотоксичного металла, прохождением его через плацентарный барьер и способностью кумулироваться в организме. В условиях дефицита таких минеральных веществ, как железо, кальций и цинк, что в настоящее время наблюдается во многих регионах России, поглощение свинца в организме ребенка происходит более активно. Первые изменения при воздействии свинца происходят в психоневрологическом статусе ребенка. Свинцовая анемия напрямую связана с нарушением биосинтеза гемма.
В ряде исследований выявлены значительные нарушения репродуктивной функции женщин, проживающих вблизи металлургических производств. Комитет экспертов ВОЗ считает возможным риск увеличения числа спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных женщин, равной 30 мкг/дл, и уменьшение времени вынашивания плода при концентрации свинца в крови беременных женщин более 15 мкг/дл.
Длительное воздействие свинца в определенной степени способствует развитию остеопороза.
В воздушный бассейн ежегодно поступает более 6 тонн ртути. Основными источниками выбросов ртути являются предприятия по производству ртутьсодержащей аппаратуры (заводы в городе Клин Московской области, городе Саранск в Мордовии); предприятия, использующие ртутную технологию на хлорхимических производствах (Стерлитамак, Усолье-Сибирское и др.). До 80\% вдыхаемых паров неорганической ртути задерживается в организме, а поглощение такой
ртути из пищи намного меньше — 8\%. При ингаляционном поступлении ртути основным ее депо являются почки. Ртуть накапливается также в тканях головного мозга, и этим объясняются первые поражения у людей при ртутной интоксикации. Особо токсичными являются органические соединения ртути. К первым проявлениям ртутной интоксикации относятся психомоторные нарушения.
Воздействие неорганической ртути проявляется также в значительных отклонениях состояния здоровья женщин и их потомства. Эпидемиологическое исследование в окружении крупнейшего в мире завода по производству ртути на Украине (Никитовский комбинат) выявило увеличение числа бесплодных женщин, числа спонтанных абортов, осложнений беременности и родов (Ермаченко А., 1990).
В общем виде характер действия химических загрязнителей атмосферного воздуха на организм человека по времени воздействия и по форме проявления эффекта можно представить в следующем виде
(рис. 9).
Характерными признаками острого действия являются:
■ высокий уровень обращаемости населения города (против обычного уровня) или района за скорой помощью по поводу резкого ухудшения здоровья;
■ избыточная смертность среди населения города, чаще всего среди лиц, имевших в анамнезе хронические заболевания органов дыхания и сердечно-сосудистой системы;
Рис. 9. Влияние атмосферных загрязнений на здоровье населения (Королев А.А., 2003)
■ ограниченность по времени возникновения указанных явлений (3-10 дней).
Больные чаще всего предъявляют жалобы на одышку, затрудненное дыхание, спастический кашель, сердцебиение, тошноту. При опросе выясняется, что все эти симптомы появились внезапно.
Острое действие атмосферных загрязнителей провоцируется резким изменением погодных условий на данной территории (температурная инверсия, штиль, туман и т.д.), а также авариями на промышленных предприятиях или на очистительных сооружениях.
Хроническое действие загрязнений атмосферного воздуха является основным видом неблагоприятного их влияния на здоровье человека. По характеру хронического действия загрязнений на население можно выделить два подтипа, определяющих особенности методических подходов к их изучению и диагностике:
■ хроническое специфическое действие, где конкретный загрязнитель играет роль этиологического фактора (рак легких, берилли-оз, аллергозы, бронхиальная астма);
■ хроническое неспецифическое (провоцирующее) действие, в реализации которого участвуют вещества, относящиеся к различным химическим классам и не обладающие выраженным специфическим влиянием на организм (предпатологические состояния, снижение иммунной резистентности, сенсибилизация организма, предрасположенность к развитию системных заболеваний, в первую очередь заболеваний дыхательной системы — бронхиальная астма, бронхиты и т.д.).
Ученые-медики и практические врачи обращают внимание на взрывообразное увеличение частоты заболеваний астмой. Приводятся данные о связи частоты заболеваний астмой с уровнем загрязнения воздушной среды диоксидом серы, углеводородами и частицами выхлопов автомобильных двигателей.
По мнению ученых многих стран, загрязнение воздуха вызвало настоящую эпидемию аллергических заболеваний среди населения. По данным Национального комитета по борьбе с астмой, в Великобритании около 3 млн людей страдает этим заболеванием и каждые 25 лет число их удваивается. Аллергические заболевания (астма, поллиноз, дерматит и пищевая аллергия) поражают более 20\% населения. В развитии аллергических заболеваний дыхательных путей участвуют такие поллютанты атмосферы, как оксиды азота, серы, озон, различные пылевые частицы, споры грибов и водорослей. Наиболее незащищенными от вредного воздействия загрязнителей воздуха являются дети, подростки и пожилое население.
В условиях загрязнения атмосферного воздуха промышленными серосодержащими загрязняющими веществами происходит нарушение ростовесовых соотношений во всех детских возрастных группах, что обуславливает дисгармоничность физического развития у детей.
В местностях, где атмосферный воздух загрязнен никелем, хромом, селеном, существенно повышена заболеваемость детей (болезни органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, ЛОР-органов, ЦНС и почек), экологические факторы влияют на некоторые звенья иммунной системы, что способствует хронизации патологических процессов.
В промышленных районах, где на организм действуют соединения фтора и брома, встречаемость гиперплазии щитовидной железы среди подростков достигает 85-90\%. В загрязненных районах у детей на первом году жизни отмечается высокая заболеваемость обструктивным бронхитом, а также перинатальной энцефалопатией.
Стойкие загрязняющие вещества (тяжелые металлы или хлорор-ганические соединения, диоксид серы и т.д.) могут переноситься на большие расстояния воздушными течениями. Основные источники загрязнения серы находятся в России, а соединениями азота — в Центральной и Северной Европе.
Следует отметить, что к настоящему времени установлены достаточно определенные уровни последствий для человека превышения ПДК и ПДУ загрязнителей окружающей среды. Пороговым уровнем загрязнения окружающей среды является 1,2-1,5 ПДК/ПДУ, выше которого отмечаются достоверные изменения иммунологических, биохимических и физиологических параметров организма. Статистически значимые изменения показателей острой заболеваемости выявляются при уровне загрязнения среды, превышающем допустимый в 2-3 раза. Дальнейшее увеличение степени загрязнения (в 4 раза и более) обуславливает изменения показателя заболеваемости хроническими видами патологии, а при 6-кратном и более отмечается увеличение частоты множественной хронической патологии.
Роль погодно-климатических изменений в возникновении и характере течения заболеваний
Истоки понимания неразрывной связи здоровья человека с природной средой и с ее погодно-климатическими особенностями уходят в давние времена. Упоминания о такой связи содержатся еще в трудах Гиппократа, Авиценны и других древних трактатах. Так, Абу Али ибн
Сина (Авиценна) в «Каноне врачебной науки» в 1020 г. писал: «Знай, что смена времени года производит во всяком климате какой-нибудь вид заболеваний».
В России начало развития климатологии относится к XVIII веку. Интересовался климатопатологией М.В. Ломоносов, опубликовавший в 1753 г. «Слово о воздушных явлениях», в которых он указывал на значение погоды для здоровья человека. Основоположником русской климатологии является А.И. Воейков. В своих работах он исходил из взаимообусловленности разнообразных погодных явлений, рассматривал солнечное тепло, циркуляцию атмосферы и условия подстилающей поверхности как важнейшие погодообразующие факторы. В 1893 г. он опубликовал исследование климатов для целей лечения и гигиены. Корифеи русской медицины М.Л. Мудров, А.А. Остроумов, С.П. Боткин, Г.А. Захарьин использовали силы природы для оздоровления человека. А.А. Остроумов утверждал, что перемена городских условий жизни на деревенские с купаниями и прогулками благоприятно влияет на здоровье человека, улучшает состояние нервной системы. С.П. Боткин впервые оценил лечебные свойства Крыма, рекомендовал Южный берег Крыма как климатический курорт. В своих лекциях Г.А. Захарьин (1885) утверждал, что практически нет таких заболеваний, в возникновении которых климатические и метеорологические условия не играли бы важной роли. В середине ХХ века подробную сводку медико-метеорологических наблюдений сделал Д. Ассман (1966). Именно в ХХ веке получило развитие новое научное направление — биоклиматопатоло-гия, изучающая реакции и состояния человека, обусловленные действием погодных, геофизических и космических факторов.
Научные представления о физиологическом и патологическом влиянии погодных факторов были заложены работами отечественных ученых (Мезерницкий П.Г., 1937; Ремизов Н.А., 1934; Чубин-ский С.М., 1965; Данишевский Г.М., 1955). Они выделили метеот-ропные заболевания, т.е. заболевания, связанные с воздействием климато-метеорологических и геофизических факторов, и предложили их следующую классификацию:
1) заболевания, вызванные термическими нагрузками;
2) заболевания, обусловленные ультрафиолетовым излучением;
3) инфекционные болезни;
4) ежегодно возникающие болезни («сезонные болезни»). Несколько последних десятилетий были временем становления
метеопатологии как науки, внутри которой сформировались определенные направления с видными учеными во главе (Г.М. Данишевс-кий, Г.П. Федоров, И.М. Воронин, И.И. Григорьев).
В настоящее время климатология очень интенсивно развивается и находится в тесной взаимосвязи с другими науками (физическими, биологическими, в том числе и медицинской).
Климатология — это наука о климате, его формировании и географическом распределении.
В 1979 г. в Женеве состоялась первая всемирная конференция по климату, организованная Всемирной метеорологической организацией.
Медицинская климатология — это наука, изучающая особенности климата и погод с точки зрения их влияния на организм человека.
Медицинская климатология включает в себя ряд разделов.
1. Медицинская география, изучающая закономерности распространения заболеваний в различных географических зонах земного шара.
2. Климатофизиология, изучающая влияние на организм комплекса различных климато-погодных факторов в разных географических условиях, а также изменений, наступающих при переезде из одного климатического района в другой.
3. Климатопатология, изучающая связь различных патологических состояний с климатопогодными факторами.
4. Климатопрофилактика и климатотерапия — использование метеорологических факторов для профилактики и лечения больных с различными заболеваниями.
Все факторы внешней среды оказывают влияние на организм человека. Однако они, находясь в тесной связи друг с другом, влияют не изолированно, а комплексно. В зависимости от характера этих факторов их влияние на организм будет различно. Выделяют ряд понятий, дающих комплексную оценку факторам внешней среды, — это понятия «погода» и «климат».
Климат — от греч. klima — наклон земной поверхности к солнечным лучам, многолетний режим погоды, соответствующий той или иной местности. Он формируется благодаря сочетанию атмосферных, космических и земных природных факторов, образующих погоду.
В зависимости прежде всего от среднегодовой температуры и географического расположения местности на земном шаре различают 7 основных климатических поясов (табл. 8).
Сегодня время в медицинской практике используют деление климата на щадящий и раздражающий.
К щадящему климату относят теплый климат с малыми колебаниями температур и других метеорологических факторов на протяжении суточных, месячных и годовых промежутков времени. Этот климат предъявляет минимальные требования к адаптационным физиологическим меха-
Таблица 8
Характеристика климатических поясов
низмам организма человека. Примерами такого климата являются лесной климат средней полосы России, а также климат Южного берега Крыма.
Для раздражающего климата характерны значительные суточные и сезонные колебания метеорологических факторов, вследствие чего к адаптационным механизмам организма предъявляются повышенные требования.
Примерами раздражающего климата являются холодный климат Севера, высокогорный климат и жаркий климат пустынь и степей.
Холодный климат Севера отличается низкими температурами воздуха, высокой относительной влажностью, вечной мерзлотой, полярными ночами с отсутствием солнечной радиации, сильными ветрами и т.д.
Особенности этого климата способствуют возникновению у человека напряжения терморегуляции и гемодинамики, усилению основного обмена, гиперсекреции желудка, изменениям в нервной системе в виде усиления процессов торможения, понижения условно-рефлекторной деятельности, снижении работоспособности, расстройств сна (во время полярного дня).
Низкие же температуры воздуха в сочетании с его высокой влажностью приводят к возникновению простудных заболеваний, ревматизма, заболеваний периферической нервной системы в виде радикулитов, невритов, миалгий, миозитов и т.д.
Жаркий климат пустынь и степей отличается жарким летом, резким размахом суточных температур, сухостью воздуха, избытком солнечного излучения.
В этих условиях могут наблюдаться явления перегрева организма в виде теплового и солнечного ударов, нарушение водно-солевого обмена, снижение величины основного обмена, расстройства гемодинамики (расширение капилляров, снижение уровней АД, тахикардия), нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта (понижение
аппетита, жажда), росту возникновения кишечных инфекций (дизентерии, брюшного тифа, паратифов, холеры и т.д.), пищевых отравлений бактериальной природы в связи с быстрой порчей продуктов питания, а также массовым размножением насекомых-переносчиков инфекций и инвазий. Кроме того, отмечается снижение работоспособности, растет риск развития раковых поражений кожи из-за избытка ультрафиолетового облучения (особенно при слабопигментированном типе кожи), уролитиаза вследствие нарушений минерального обмена при потреблении больших количеств высокоминерализованной питьевой воды, катаракты из-за избытка инфракрасных лучей.
С высоты 2000 м над уровнем моря начинается высокогорный климат, который характеризуется пониженным атмосферным давлением, чистым воздухом и низким парциальным давлением кислорода. Отмечается интенсивное солнечное излучение.
В таких условиях человек может страдать от гипоксии, которая компенсаторно усиливает эритропоэз, меняются глубина и ритм дыхания (реже и глубже), кривая диссоциации оксигемоглобина (ускоряется процесс присоединения и отделения кислорода), создается напряжение терморегуляторных процессов, отмечается резкая сухость слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, световой дискомфорт.
Местности с морским, горным, лесным и степным климатом часто используют для организации курортов, т.к. они обладают комплексами метеорологических факторов, ценных с точки зрения оздоровления организма.
Биологические реакции приспособления или адаптации к погод-но-климатическим условиям имеют существенное значение, поскольку обеспечивают возможность существования растений, животных и человека в различных местах земного шара.
Приспособление организма к тем или иным климатическим условиям называется акклиматизацией. Акклиматизация является частным случаем адаптации к сложному комплексу климатических факторов.
В зависимости от приспособления к тому или иному климату организм использует разнообразные физиологические механизмы. Так, при акклиматизации к жаркому климату наблюдаются реакции со стороны следующих систем:
■ сердечно-сосудистой (учащается пульс, расширяются периферические кровеносные сосуды, увеличивается минутный объем крови с некоторым снижением АД);
■ дыхательной (увеличивается частота дыхания);
■ выделительной (более интенсивно и равномерно испаряется пот, уменьшается нагрузка на почки).
В результате происходит снижение величины основного обмена (на 10-15\%) и температуры тела.
При акклиматизации к холодному, суровому и полярному климату, т.е к низким температурам, происходит усиление обмена веществ, теплопродукции, увеличение объема циркулирующей крови и т.д.
Известно, что акклиматизация к жаркому климату осуществляется труднее, чем к холодному.
Погода — это физическое состояние атмосферы, возникающее под влиянием солнечной радиации и циркуляционных процессов в атмосфере, а также подстилающей поверхности. В отличие от климата погода — неустойчивое состояние метеорологических условий, вследствие чего она может меняться несколько раз на протяжении суток.
Погоду рассматривают как целостное образование природы, характеризуемое комплексом взаимосвязанных и взаимообусловленных метеорологических элементов и явлений.
В потоке теплого воздуха образуется циклон, т.е. область пониженного давления диаметром примерно 2,5-3 тыс. км, при этом понижение атмосферного давления отмечается от периферии к центру. Погода в циклоне отличается неустойчивостью, характерны большие перепады уровней давления, температуры, повышенная влажность воздуха, осадки, высокая электропроводность воздуха.
В потоке же холодного воздуха образуется антициклон — область высокого давления, диаметр которой составляет около 5-7 тыс. км, несущий устойчивую погоду, но необязательно ясную.
Проблемы влияния погоды на состояние здоровья населения в последнее время приобрели особую остроту из-за продолжающегося глобального изменения климата, роста числа метеорологических аномалий — отклонений метеорологических характеристик от их средних значений во времени или пространстве (Груза Г.В., Ранькова Э.Я., 2003; Ревич Б.А. и соавт., 2005; McGregor G., 1995; Easterling D.R., 2000). Реакции и состояния человека, обусловленные действием погодных факторов, могут рассматриваться как расстройства физиологических механизмов адаптации (Данишевский Г.М., 1962), следствие острого метеорологического стресса (Кулаков Ю.В., 1998), причем неблагоприятное влияние погоды связано не столько с абсолютными значениями метеопараметров, сколько с их резкими изменениями, предъявляющими повышенные требования к системам, поддерживающим гомеостаз, а также приводящим к десинхро-низации внутренних биологических ритмов.
Известно, что погода оказывает непосредственное и косвенное влияние на здоровье и физиологические функции организма человека.
Непосредственное, или прямое, влияние погоды заключается в воздействии на теплообмен, способствуя таким проявлениям как тепловой удар, переохлаждение, снижение иммунитета, рост простудных заболеваний, заболеваний периферической нервной системы воспалительного характера в виде невритов, радикулитов, невралгий и т.д.
Косвенное влияние погоды связано с воздействием апериодических изменений погодной обстановки, которые рассогласовывают привычные для организма ритмы физиологических функций. В первую очередь это биологические адаптивные ритмы — суточные, месячные, годичные и гелиобиологические, которые обусловлены 11-летним циклом солнечной активности.
В настоящее время в медицинской климатопатологии широкое распространение получили несколько классификаций погод.
Классификация погод по Федорову-Чубукову. В соответствии с этой классификацией все погоды разделены на три основные группы: безморозные погоды, погоды с переходом температуры через 0 °С и морозные погоды.
В классификации погод по Ю.А. Ажицкому выделяются:
1) группа погод благоприятная, характеризуется ровным ходом основных метеорологических элементов, межсуточной изменчивостью атмосферного давления не более 4 миллибар (1000 мб = 750,1 мм рт. ст.), температуры воздуха — 2 °С, ветер по Флюгеру не более 3 м/с, относительная влажность — от 55 до 85\%. Благоприятная погода, как правило, хорошо переносится больными и дает возможность проводить все виды климатолечебных процедур;
2) группа погод относительно благоприятная, характеризуется изменением ровного хода метеорологических элементов, межсуточное колебание атмосферного давления 5-8 мб, температуры воздуха — 3-4 °С, относительная влажность может быть ниже 55\% и более 85\%, скорость ветра по Флюгеру — более 4 м/с. Группа относительно благоприятных погод хорошо переносится здоровыми людьми и удовлетворительно многими больными, но в ряде случаев могут наблюдаться метеопатические реакции, при которых необходимы медикаментозная терапия и определенный режим. Сильный ветер, осадки препятствуют проведению климатотерапии;
3) группа погод неблагоприятная, характеризуется резкими изменениями ровного хода метеорологических факторов, межсуточная изменчивость атмосферного давления — более 8 мб, температуры воздуха более 4 °С. При неблагоприятных погодах у многих больных наблюдаются метеопатические реакции. В таких случаях не-
обходимы специальная терапия и режим. Активные формы кли-матолечения в период неблагоприятных погод не назначаются. В классификации погод по В.И. Русанову выделяют:
1) клинически благоприятный, характеризующийся межсуточным повышением атмосферного давления и температуры воздуха;
2) клинически менее благоприятный при межсуточном понижении давления и температуры;
3) клинически неблагоприятный при межсуточном понижении давления и повышении температуры;
4) клинически очень неблагоприятный при межсуточном повышении давления и понижении температуры.
Установлено, что при 2, 3 и 4-м классах погод по сравнению с 1-м классом частота патологических реакций у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями увеличилась в 2, 3 и 4 раза соответственно.
В последние годы стала общепринятой классификация погод, разработанная сотрудниками Центрального института курортологии и физиотерапии (В.Ф. Овчарова).
Согласно этой классификации, выделяют 7 типов погод:
1) устойчивая индифферентная;
2) неустойчивая с переходом индифферентной в спастический тип;
3) спастического типа;
4) неустойчивая спастического типа с элементами гипоксического типа;
5) гипоксического типа;
6) неустойчивая гипоксического типа с элементами погоды спастического типа;
7) спастического типа, переходящая в устойчивую индифферентную.
Оценку биотропности типа погоды дают с учетом степени выраженности межсуточной изменчивости метеоэлементов (табл. 9).
Таблица 9
Степень изменчивости метеоэлементов (Лакшин А.М., Катаева В.А., 2004)
Окончание табл. 9
Эта классификация обладает значительными преимуществами, потому что учитывает тенденцию и степень выраженности динамических изменений погоды в зависимости от биометеорологического эффекта, оказываемого той или иной синоптической ситуацией на организм. В основе классификации лежит вычисление такого интегрального показателя погоды, как содержание кислорода в воздухе, на величину которого оказывают влияние другие метеорологические параметры: температура воздуха, атмосферное давление, влажность. Выделяются эффекты тонизирующего, гипотензивного, гипоксического, спастического и индифферентного характера.
Гипоксический эффект атмосферы подразумевает снижение расчетного количества кислорода в воздухе и проявляется при устоявшейся области низкого давления (циклон, ложбина, малоградиентное поле низкого давления) в зоне теплого фронта. Указанный эффект может зависеть от определенных гигротермических условий (гипертермия на фоне повышенной влажности). Наиболее выраженный гипокси-ческий эффект наблюдается при сочетании гипобарии и повышенной влажности воздуха. В этих случаях снижение количества кислорода в воздухе может быть весьма значительным — от 300 до 270 г/м3.
Спастический эффект (тип погоды) формирует вторжение в данный конкретный регион холодной воздушной массы (холодный атмосферный фронт) и установление области повышенного атмосферного давления (гребень, отрог, малоградиентное поле повышенного давления), сочетающиеся нередко с усилением ветра. Такие погодные условия сопряжены с превалированием в организме реакций ангиоспастичес-кого характера. Спастический эффект может быть обусловлен похолоданием и усилением ветра на фоне стабильных гигротермических параметров. Эффект наиболее выражен при сочетании гипербарии, гипотермии и больших скоростей ветра.
Погодным ситуациям, обусловливающим гипоксический и спастический эффекты атмосферы, нередко предшествуют синоптико-ме-теорологические условия, вызывающие в организме противоположные типы реакций и формирующие соответственно гипотензивный
и тонизирующий типы погод. Такие пограничные погодные ситуации не только не вызывают нежелательных реакций со стороны большинства больных, но и являются благоприятными для заболеваний определенных нозологических групп. Так, гипотензивный тип погоды является благоприятным для больных гипертонической болезнью, а тонизирующий тип погоды — для больных с синдромом артериальной гипотонии.
При условии суточного хода всех метеорологических параметров в пределах средних многолетних значений формируется индифферентный тип погоды, не вызывающий обострения тех или иных заболеваний.
По данным РНЦ восстановительной медицины и курортологии (Москва), для больных гипертонической болезнью наиболее неблагоприятным является формирование спастического типа погоды, в эту же погоду наблюдалось максимальное количество инфарктов миокарда, менее значимым был гипоксический тип погоды. Описана высокая обращаемость за скорой медицинской помощью в условиях аридной зоны крайнего юга по поводу обострения ишемической болезни сердца (ИБС) при формировании гигротермических условий выраженного теплового дискомфорта с развитием гипертермальной погодной гипоксии. В условиях климата Санкт-Петербурга спастическая и тонизирующая погода были наиболее неблагоприятными для больных бронхиальной астмой.
Отмечены изменения микроциркуляции у больных ИБС в условиях погодной гипоксии. При этом у неметеолабильных больных изменения носили адаптивный характер (адекватное увеличение проницаемости капилляров, адекватные морфофункциональные перестройки: раскрытие «резервных» капилляров, удлинение сети и увеличение числа функционирующих капилляров), а у метеолабильных — дез-адаптивный (расширение венул и венозный застой с увеличением проницаемости капилляров, спазмы микрососудов, особенно артериол).
Метеопатические реакции у больных ИБС и гипертонической болезнью (ГБ) в условиях спастических погод характеризовались усилением активности симпатической нервной системы, повышением сосудистого тонуса, уменьшением толерантности к холодовой пробе, снижением толерантности к физической нагрузке, учащением случаев и увеличением общей длительности ишемии миокарда, по данным холтеровского мониторирования у больных ИБС. По данным психологического тестирования, у больных ГБ возрастала реактивная тревога в условиях тонизирующего и спастического типов погод по сравнению с этим показателем в условиях индифферентной погоды. Факторы по-
годы усугубляли метеочувствительность больных ГБ после психологической нагрузки.
У больных бронхиальной астмой во время формирования спастического типа погод изменялась функциональная активность вегетативной нервной системы (активация ее симпатического отдела).
Таким образом, влияние погоды на здоровье человека является важной и не до конца изученной проблемой. При относительно ясном патогенезе метеопатических реакций у больных ГБ и ИБС очень мало подобных исследований в пульмонологии, артрологии, неврологии и психиатрии пограничных состояний. Необходимо учитывать, что достаточное знание механизма формирования реакций организма на влияние факторов погоды дает возможность адекватного изучения методов метеопрофилактики, применение которых приводит не только к уменьшению метеолабильных больных, но и к облегчению течения заболевания, расширяет возможности использования методов восстановительной медицины, особенно в условиях непривычного для пациентов климата.
Несмотря на отдельные разногласия представителей различных научных направлений, в настоящее время общепринято мнение о формировании метеопатических реакций как метеоневрозов дезадаптации. Развитие дезадаптационной теории привело к новому уровню понимания сущности метеопатических реакций как стрессовых реакций организма в условиях экстремальных погодных условий, при этом у здоровых людей развиваются адаптационные, а у больных — дез-адаптационные процессы. Изучением метеопатических реакций занимается раздел медицинской климатологии — климатопатология.
Способность организма отвечать на действие факторов атмосфер-но-физического комплекса развитием патологических метеотропных реакций определяется как метеочувствительность.
Повышенная метеочувствительность встречается у 20-30\% практически здоровых лиц, а у больных с различными заболеваниями в 45- 90\% наблюдений (Ермолаева Г.Т., Женич И.П., 1980; Григорьев И.И., 2002 и др.). Метеочувствительность у городских жителей в 1,5-2 раза выше, чем у сельских, что связано как с особенностями проживания в городах, так и с особыми биоклиматическими условиями, формирующимися в городской среде.
Выраженность метеотропных реакций на погодные аномалии специфична для каждой местности и помимо природно-географических условий зависит от степени адаптации населения к местной биоклиматической норме. Погодные факторы могут по-разному влиять на людей, в зависимости от того, откуда они прибыли в данную местность.
Метеотропные компоненты приоритетны в патогенезе болезней системы кровообращения (БСК), болезней органов дыхания (БОД) и др. Смертность от этих нозологий составляет наибольший удельный вес в структуре причин смерти.
Таким образом, проблема взаимодействия организма человека с аномальными условиями внешней среды должна быть отнесена к числу стратегических направлений современной медицинской науки.
Причины развития метеотропных реакций весьма разнообразны:
■ во-первых, контрастная смена погодных условий — изменение отдельных метеоэлементов (атмосферное давление, влажность, температура воздуха);
■ во-вторых, прохождение фронтов (холодного, теплого), установление циклона или антициклона (областей пониженного и повышенного атмосферного давления);
■ в-третьих, изменения гелиофизического фактора (возмущения на Солнце, магнитные бури, изменения атмосферного электричества).
Вместе с тем перечисленные физические факторы нельзя рассматривать как непосредственную причину развития патологических реакций, скорее, они играют роль разрешающего фактора, способствующего их клиническому проявлению.
Выделяют два пути развития метеотропных нарушений. Первый путь заключается в том, что неблагоприятные изменения погоды вызывают комплекс специфических сдвигов в организме людей, не страдающих болезнями. В этом случае метеорологические факторы выступают в роли основной причины плохого самочувствия, вызываемого гелио-метеопатической или метеотропной реакцией.
Второй путь состоит в том, что под влиянием изменений погоды усиливаются или появляются симптомы заболеваний или патологических процессов, которые уже существуют у больных. Помимо этого выделяют два других типа реакций организма на действие погодных факторов: с одной стороны, метеотропные реакции, связанные с неспособностью организма поддерживать гомеостаз, с другой — физиологическая адаптация к непривычным климатическим факторам, т.е. процесс, связанный с выработкой нового стереотипа внутренних реакций.
Вегетативную нервную систему принято считать начальным местом приложения активно действующих элементов погоды. Они изменяют тонус симпатического и парасимпатического отделов за счет выработки медиаторов адренергического и холинергического действия.
Причинно-следственные отношения метеотропных реакций и условий внешней среды все еще во многом неясны. Однако установлено,
что метеотропные факторы нарушают равновесие процессов ассимиляции и диссимиляции в организме. Происходит извращение утилизации химических веществ и высвобождение тепловой, механической и электрической энергии. Электрическая энергия, которая в обычных условиях образуется в минимальных количествах, имеет важное значение в развитии метеотропных реакций за счет влияния на возбудимость тканей, прежде всего нервной системы. В механизме развития метеотропных реакций важное значение придается роли мембранной проницаемости и передачи возбуждения, нарушению внутри- и внеклеточного метаболизма. Кроме того, точкой приложения погодных факторов считают уменьшения количества или переход одного вида в другой α-адренорецепторов, Н1- и Н2-гистаминорецепторов клеточной мембраны.
В развитии метеотропных реакций выделяют три фазы:
1) фаза клинико-физиологической адаптации организма к влиянию атмосферно-физических факторов;
2) фаза повышенной чувствительности к резким изменениям погоды, проявляющаяся изменением психической и иммунологической реактивности;
3) фаза дезадаптации к погоде, выраженная у здоровых людей функциональным погодно-соматическим синдромом, у больных — проявлением субклинических и клинических выраженных реакций и обострений.
Диагностика метеочувствительности осуществляется путем оценки метеоклиматического анамнеза и динамического наблюдения за течением заболевания в сопоставлении этих данных с погодно-метеоро-логическими условиями. Метеоклиматический анализ подразумевает анализ клинического течения заболевания с учетом времени обострения, сезонности, выявление метеотропных реакций на смену климата в сопоставлении с погодными характеристиками.
По степени выраженности можно выделить три вида метеопатичес-ких реакций (В.Г. Бокша, Б.В. Богуцкий, Н.Р. Деряпа):
1. Слабовыраженные реакции 1-й степени, характеризующиеся преимущественно субъективными синдромами без явлений интоксикации — астеническим, арталгическим, миалгическим и проявляются чаще одним из них.
2. Средневыраженные реакции 2-й степени — объективные симптомы с присоединением явлений интоксикации, субфебрильной температуры в течение 3-5 дней, не отражающейся на течении основного хронического заболевания. К ним относятся главным образом интеркуррентные заболевания, в основном простудно-
го характера (катар верхних дыхательных путей, ангина), синдром вегетососудистой дистонии, ангиодистонические отеки, геморрагические высыпания.
3. Сильно выраженные реакции 3-й степени, проявляющиеся обострением основного заболевания (гипертонический криз, приступы стенокардии, обострение хронической пневмонии и т.д.). При данной степени метеопатической реакции можно выделить различные патогенетические разновидности — кардиальный тип, церебральный, гипертонический тип.
Таким образом, клинически метеопатические реакции 3-й степени проявляются в виде обострения основного заболевания (наиболее метеолабильны кардиологические больные, менее подвержены влияниям погоды пациенты с заболеваниями легких, ЦНС и опорно-двигательного аппарата).
Отличительные признаки метеопатических реакций от обострения основного заболевания — это одновременное и массовое развитие патологических проявлений у однотипных больных в неблагоприятные погодные условия; кратковременное ухудшение состояния здоровья и его синхронность с изменениями погоды; относительная стереотипность повторных нарушений у одного и того же больного в аналогичной погодной ситуации.
Далеко не все больные и тем более здоровые люди являются метеопатами. Наличие и выраженность метеочувствительности зависят от ряда факторов: длительности анамнеза заболевания — чем длиннее «стаж» заболевания, тем выше процент метеолабильных пациентов; возраста — наиболее лабильны дети и люди преклонных лет; образа жизни — более устойчивы к влиянию погодообразующих факторов физически активные люди, проводящие достаточно времени на открытом воздухе. Отмечено усиление метеочувствительности после перенесенных физических и психических стрессовых ситуаций. Люди, реагирующие на формирование неблагоприятной погоды ухудшением самочувствия, тяжелее переносят влияние метеогелиогеофизических факторов в условиях непривычного для себя климата. У них более длительный период хронобиологической и климатической адаптации, что необходимо учитывать при назначении реабилитационных мероприятий в условиях климатических курортов.
Сегодня профилактика метеопатических реакций должна заключаться прежде всего в систематическом и регулярном лечении основного заболевания, укреплении общего состояния здоровья человека, повышении его сопротивляемости к различным воздействиям внешней среды. Профилактику следует проводить с учетом сезонов
года, учитывая индивидуальные особенности больных, характер заболевания.
При метеотропных реакциях 1-й степени особой нужды в проведении лечебных мероприятий нет. В дни неблагоприятной погоды режим лечения и физической активности должны соответствовать общему состоянию больного. В отдельных случаях следует ограничить прогулки, назначить десенсибилизирующие и седативные средства.
Для метеотропных реакций 2-й и 3-й степени требуется усиление врачебного контроля и строгое выполнение больным установленного режима. Больным, перенесшим инфаркт миокарда, необходимо назначить постельный режим на 2-3 дня, больным с ишемической болезнью сердца — сосудорасширяющие средства, больным с гипотонией — препараты, возбуждающие сосудодвигательный и дыхательный центры и т.д.
Хронобиологические аспекты в клинике, особенностях течения заболеваний внутренних органов.
Хронофармакологические подходы в лечении
Накопленные на данный момент экспериментальные и клинические данные не вызывают сомнения в том, что изменения ритмов внешней среды являются факторами, обуславливающими устойчивые морфологические и физиологические изменения в организме. По мнению В.В. Ларина (1974) и P.M. Баевского (1979), рассогласование биоритмов предшествует развитию патологических состояний с последующими информационными, энергетическими, обменными и структурными изменениями. Для того чтобы четко представить себе, какие биоритмологические нарушения могут лежать в основе развития тех или иных заболеваний, рассмотрим эту проблему прежде всего с точки зрения классификации нарушений биоритмов. С.М. Чибисовым и соавт. (1998) предлагается следующая «рабочая» классификация нарушений организации временной структуры организма.
1. Изменение структуры ритма, или десинхронизация.
2. Десинхроноз.
Согласно этой классификации, любые нарушения биоритмов имеют общее название десинхроноз. Десинхронозы могут проявляться следующими изменениями структуры ритма:
■ увеличением (уменьшением) амплитуды;
■ инверсией акрофаз;
■ изменением длительности периода.
О десинхронозе можно говорить лишь в том случае, когда проводится многопараметрическое обследование больного. Однако в клинике, где при хронодиагностике чаще всего имеет место исследование лишь одного-двух показателей, можно говорить не о десинхронозе, а лишь о десинхронизации (Билибин Д.П., Фролов В.А., 2007).
В основе десинхронизации лежит рассогласование существующих в норме периодов и фаз ритмов организма и внешней среды (внешняя десинхронизация), а также фазовых взаимоотношений ритмов внутри организма (внутренняя десинхронизация).
Десинхроноз является основной формой хронопатологии. Именно десинхроноз является первым признаком любого физиологического дискомфорта, который всегда возникает при стрессовых ситуациях.
Десинхронозы подразделяются на острые и хронические.
Острый десинхроноз возникает при экстренном рассогласовании датчиков времени и ритмов организма, например при нарушении взаимоотношения фаз ритма «сон-бодрствование» (при перелетах через несколько часовых поясов, у работников со сменным характером деятельности). Острый десинхроноз развивается также при действии различных по своей природе стресс-факторов: интоксикациях, перегревании, переохлаждении, перетренировке и др.
В случае если воздействие факторов, вызвавших острый десинхро-ноз, не прекращается, развивается хронический десинхроноз (примером может служить сменная работа).
Как острые, так и хронические десинхронозы могут быть (Оранский И.Е., 1989):
■ скрытыми — нарушения ритмики можно выявить только при обследовании;
■ явными — выраженные объективные и субъективные нарушения функционирования организма. Типичны жалобы на плохой сон, снижение аппетита, раздражительность. Объективно отмечается падение работоспособности, изменение АД, пульса и т.д. С течением времени явный десинхроноз купируется и организм переходит в состояние скрытого десинхроноза;
■ частичными — изменения циркадианных ритмов локализованы в рамках одного органа или системы;
■ тотальными — расстройства ритмики проявляются в большинстве звеньев циркадианной системы.
Наиболее острая степень десинхроноза — асинхроноз — несовместима с жизнью.
Бурное развитие хронобиологических исследований поставило вопрос о необходимости внедрения достижений этой науки в клиническую практику. В связи с этим возникло такое понятие, как хроно-медицина, включающая в себя ряд разделов практической медицины, которые базируются на положениях, доказанных хронобиологией. Рассмотрим коротко эти разделы.
Хронофизиология и хронобиохимия. Эти разделы хрономедицины изучают временную организацию физиологических и метаболических процессов. Поскольку и функция, и метаболизм живого организма имеет свою организацию во времени, экспериментальные исследования и обследование людей следует проводить в строго определенные хроноинтервалы в течение суток, сравнивать между собой данные сезонных обследований и т.д. Насколько это важно, можно проиллюстрировать на следующих примерах.
Так, у людей установлены четкие суточные ритмы показателей газообмена с максимальными значениями в 18 ч, частоты дыхания и пульса — в 16 ч. Уровень АД имеет максимум в вечерние часы и т.д. Исследования крови в ночные часы показали, что во время сна из тканей в кровь притекает жидкость, богатая хлористым натрием и фосфатами и бедная белком. В эти же часы увеличивается концентрация водородных ионов в крови в связи с увеличением рСО2. Такие примеры можно продолжить, однако мы привели их лишь с целью показать, насколько важно проводить эксперименты и обследовать людей, учитывая хроноорганизацию основных физиологических и биохимических реакций.
Хронодиагностика. Общеизвестно, что правильное лечение болезни зависит от точно поставленного диагноза. В этой связи необходимо пересмотреть общепринятые в физиологии и медицине незыблемые константы и при составлении нормативов учитывать изменчивость измеряемого показателя во времени. Кроме среднестатистических нормативов необходимо разработать индивидуальные и групповые ритмические нормативы.
Знание особенностей биологической временной организации функций организма дает врачу новый инструмент для оценки состояния пациента и позволяет выделить изменения, характерные для патологии, на ранних стадиях процесса. Хронодиагностика отличается от диагностики тем, что при хронодиагностике учитывается временной фактор. Преимущество учета последнего заключается в способности хронодиагностики выявить ранние стадии нарушения функций организма, когда еще нет выраженных специфических симптомов заболевания, а имеющиеся неспецифические наруше-
ния проявляются только состоянием внутренней и/или внешней десинхронизации. Временное рассогласование функций предшествует последующим информационным, энергетическим, обменным и структурным нарушениям. Ресинхронизация является объективным критерием выздоровления, восстановления оптимального состояния и работоспособности.
Хронофармакология представляет собой раздел фармакологии, применяющий хронобиологические подходы. Его цель — оптимизировать положительные действия и сократить нежелательные эффекты лекарственных средств с учетом биологической временной структуры организма.
В хронофармакологии развиваются следующие направления: хро-нофармакокинетика, хронэстезия, хроноэффективность, хронотоле-рантность.
Хронофармакокинетика изучает ритмические изменения фармако-кинетических показателей: максимальной концентрации лекарства в плазме и форменных элементах крови, времени, необходимого для ее достижения, времени ее уменьшения до половины исходной, времени, в течение которого происходит полное исчезновение лекарства из крови. Совокупность указанных параметров определяет понятие «биодоступность» лекарства.
Хронэстезия — это ритмическое изменение чувствительности биосистемы, которая измеряется величиной пороговой или малой дозы, вызывающей минимальное изменение величины исследуемого параметра функции или обмена веществ.
Хроноэффективность — это ритмическое изменение показателей эффективности действия лекарственных средств.
Хронотолерантность характеризует ритмическое изменение выносливости организма к дозе лекарственного вещества от максимально эффективной до летальной. Эти дозы являются единицами измерения токсичности препарата для организма в эксперименте (на стадии доклинической апробации препаратов). Чем больше эти дозы, при которых животные продолжают жить, тем выше толерантность.
Хронофармакологические критерии являются чрезвычайно важными в терапии различных заболеваний. Так, например, было показано, что у больных с недостаточностью кровообращения IIA стадии оптимальным временем приема 40 мг фуросемида внутрь для выделения наибольшего количества воды является 10 ч (от 9 до 11); для максимального выделения натрия — 17 ч (от 16.30 до 18.30). При приеме же фуросемида около 13 ч наблюдается нежелательное усиление выведения калия, что может приводить к возникновению аритмий
или ослаблению сократительной функции сердца. Исходя из вышесказанного, вызывают весьма большой скепсис существующие до сих пор врачебные рекомендации по приему лекарств «три (или два, или четыре и др.) раза в день», т.е. без учета его хронофармакологических особенностей.
Хронотерапия — это лечение, направленное на восстановление здоровья организма с учетом особенностей изменения его временной структуры и хронофармакологии лекарств. Так, например, Н.Л. Асла-нян и соавт. рекомендуют проводить терапию заболеваний сердечнососудистой системы с учетом фармакодинамики лекарственного препарата, а также акрофазы суточных изменений тех функциональных показателей, на которые непосредственно влияет данный препарат. Важно учитывать соотношение хронобиологических характеристик организма со временем максимального действия принимаемого пациентом лекарства, с тем чтобы достичь оптимального эффекта лечения и др.
Методы хронотерапии можно разделить на превентивные, имитационные и метод «навязывания» ритма.
Превентивные схемы хронотерапии основаны на изучении хроно-биологических закономерностей развития заболевания. Основная идея, положенная в основу этих схем, заключается в том, что максимальная эффективность лекарственных препаратов и минимум их отрицательного влияния совпадают с акрофазой исследуемой функции (Кудрин А.Н., 1985). Этот метод успешно используется при лечении гипертонических кризов, приступов стенокардии и бронхиальной астмы и других патологических процессов (Заславская Р.М. и др., 1979,
1983, 1985).
Имитационный способ использования лекарственных препаратов основывается на уже установленных закономерностях изменений концентрации определенных веществ в крови и тканях в соответствии с характерным для здорового человека биоритмом. Данный метод успешно используется при терапии различными гормональными препаратами. Имитационные схемы введения гормональных препаратов и некоторых других лекарственных средств получило широкое распространение в клинике при проведении заместительной терапии и лечении различных заболеваний у взрослых и детей (Таболин В.А., 1972; Angeli A. et al., 1983).
Третьим направлением хронотерапии является попытка использования различных лекарственных или нелекарственных средств для навязывания организму больного определенных ритмов, по возможности приближающихся к нормальным ритмам здоровых людей, — метод «навязывания» ритма. Клиницисты различного профиля, которые
имеют дело с социальной и трудовой реабилитацией больных, давно пришли к выводу о необходимости возможно более раннего назначения обездвиженным по различным причинам больным упражнений, приводящих к восстановлению естественного ритма жизни. Другим примером может служить опыт использования гормональных препаратов в больших дозах в целях подавления выделения и затем освобождения рилизинг-факторов при назначении больших доз кортикосте-роидов через день. Следует отметить, что хронофармакологический подход к терапии кортикостероидами существенно отличается от го-меостатического, используемого при назначении гормонов по схемам, имитирующим нормальное выделение кортизола. Прием больших доз преднизолона или других аналогичных препаратов приводит не только к повышению содержания этого вещества в крови и определенному терапевтическому эффекту. При применении высоких доз однократно утром через день после введения отмечается подавление выделения АКТГ по типу обратной связи и, как следствие, подавление синтеза и выделения кортизола надпочечниками. По мере окончания действия преднизолона заблокированность выделения АКТГ прекращается и в силу «эффекта отдачи» выделяется большее, чем в норме, количество АКТГ, и, соответственно, происходит активация надпочечников. К настоящему времени накопилось достаточно большое число наблюдений, позволяющих высоко оценить преимущества «черездневного» введения преднизолона при хронически протекающих аутоиммунных заболеваниях, полимиозите, миастении, рассеянном склерозе (Гехт Б. М. и др., 1985; Лобзин В.С. и соавт., 1986).
Хронопрофилактика является разделом хрономедицины, который разрабатывает методы предупреждения десинхронизации биологических ритмов, обусловленной различными причинами (широтные перемещения, сменный труд и др.). К хронопрофилактике относится разработка оптимальных графиков работ, позволяющих снизить неблагоприятные воздействия определенных факторов, которые существуют на некоторых производствах. Хронопрофилактика определяет режим «сон-бодрствование», питания, двигательной активности, использования профилактически принимаемых фармакологических препаратов. Кроме того, в круг задач хронопрофилактики входит хро-нобиологический отбор людей по их пригодности к сменной и вахтовой работе.
Многочисленные клинические исследования биоритмов показывают, что заболевания, как правило, сопровождаются нарушением колебательных процессов. Эти нарушения затрагивают не только органы или системы, но и распространяются на другие функциональные
системы. Известно, что изменения амплитуды циркадианных ритмов показателей сердечно-сосудистой системы наблюдаются не только при десинхронозе, вызванном внешними факторами, но и при десин-хронозе, связанном с ее патологией (внутреннем).
При заболеваниях сердечно-сосудистой системы, в частности гипертонической и ишемической болезни сердца, наблюдаются нарушения суточного ритма показателей гемодинамики: повышение периферического сопротивления по мере прогрессирования гипертонической болезни носит более выраженный характер в ночные часы, чем в дневные.
Степень отклонения от нормы биоритмических характеристик коррелирует с тяжестью заболевания. В последнее время ГБ все чаще рассматривается как результат процесса адаптации к стрессовым ситуациям. В качестве аргумента обычно приводится тот факт, что распространенность ГБ особенно высока в промышленно развитых странах, где достаточно напряженный ритм жизни и достаточно высок риск стресса. Примером может служить цикл работ профессора Ф. Халбер-га с соавт. (1984), которые, в частности, провели хрономедицинское обследование пациентов, ранее считавшихся больными гипертонической болезнью. Диагноз им был поставлен на основании «случайных» изменений АД. Применение хрономедицинского подхода к их исследованию привело к тому, что часть пациентов из этой группы была признана здоровой, т.к. среднесуточное значение систолического АД у них было ниже 110 мм рт. ст. Объяснением служит тот факт, что вариабельность АД у здорового человека в возрасте от 20 до 60 лет составляет ± 24 мм рт. ст. для систолического АД и ± 18 мм рт. ст. для диастолического АД (Фролов В.А. и др., 1988).
Суточные колебания АД в норме характеризуются бифазной периодичностью с наибольшими значениями днем и отчетливым ночным снижением во время сна. Суточный ритм АД определяется психофизической нагрузкой и подчинен циклу «сон-бодрствование». В ранние утренние часы активируется деятельность нейрогуморальных систем: повышается в крови концентрация кортизона, адреналина и норадреналина, а также активность ренина. В ночное время активность симпатоадреналовой и ренинангиотензиновой систем снижается, уменьшается общее периферическое сосудистое сопротивление и минутный объем кровообращения. В популяции наибольшее снижение АД регистрируется около 3 ч ночи, а постепенное повышение АД происходит в 5-6 ч утра.
При измерении систолического АД в течение 48 ч у больных с начальными стадиями ГБ выявляется повышение амплитуды АД систо-
лического и диастолического, т.е. так называемая «амплитудная гипертония» (мезор без изменений, увеличена амплитуда суточного ритма). Этот термин характеризует статистически достоверное транзиторное или стабильное повышение амплитуды уровня циркадианного ритма АД систолического и диастолического по отношению к циркадианной амплитуде этого же пациента, но определенной в другой временной промежуток, или же по отношению к верхнему пределу колебания амплитуды АД систолического и диастолического, установленного для группы практически здоровых людей.
Вслед за «амплитудной гипертонией» развивается мезор-гиперто-ния, которая наблюдается тогда, когда мезор систолического и диасто-лического АД стабильно повышается выше верхнего предела возможного интервала колебания, установленного для группы практически здоровых людей. Возможно, данные изменения суточного ритма гемодинамики у больных ГБ обусловлены смещением акрофазы секреции альдостерона и активности ренина плазмы на ранние ночные часы (Portaluppi F. et al., 1982) и повышением среднесуточной активности ренина и уровня альдостерона в плазме крови (Яковлев В.А. и соавт., 1996). Также у больных ГБ отмечается смещение акрофазы экскреции катехоламинов на вечерние часы (Natali G. et al., 1982; Conway J., 1992) по сравнению со здоровыми людьми. Повышенная экскреция кате-холаминов в ночное время, скорее всего, и определяет тип суточного профиля АД с преобладанием ночной гипертензии (Кобалава Ж.Д. и соавт., 1997).
При анализе частоты осложнений ГБ выявлено, что наиболее часто гипертонические кризы наблюдаются в вечерние и ночные часы — с 16 до 24 ч, что вероятнее всего связано с нарушением циркадианной организации кровообращения, десинхронизацией отдельных параметров гемодинамики и экскреции катехоламинов (Заславская Р.М. и соавт., 1989).
Частота случаев острой левожелудочковой недостаточности у больных ГБ также возрастает в период с 20 до 24 ч (Black H.R. et al., 1996). Результаты анализа частоты случаев острого инфаркта миокарда позволяют выделить два периода: первый — с 13 до 20 ч — с низким риском развития инфаркта и остальное время суток — с большей вероятностью этого осложнения ГБ. Вероятность развития осложнений инфаркта миокарда также имеет временную зависимость. Фибрилляция желудочков наиболее вероятна в 4-10 и 17-20 ч, пароксизмальная тахиаритмия — в 15-19 ч, отек легких — с 19 до 3 ч, рецидив инфаркта миокарда — в 0-3, 15-16 и 19-21 ч. Размер очага инфаркта также имеет суточную динамику. При его развитии от 0 до 4 ч и в 12-16 ч пло-
щадь поражения наибольшая, в 8-12 ч очаг имеет средние размеры, а в 4-8 и 20-24 ч отмечаются наименьшие зоны некроза.
С появлением метода суточного мониторирования АД появилась более доступная возможность анализа циркадных колебаний АД («сон-бодрствование»), а также выявлять ультрадианные высокочастотные и низкочастотные колебания (Горбунов В.Г., 1997). Наибольший диапазон колебаний АД связан с возрастанием физической и умственной активности после пробуждения, а наименьший — с периодом сна или минимальной активности (Walsh S.J., White W.B., 1994). Среднее ночное АД в норме на 10-20\% ниже среднего дневного, лиц с этим суточным профилем АД объединяют в группу dippers, что составляет большую часть больных с ГБ. Для больных с симптоматическими гипертензиями (чаще нефрогенными) характерен тип суточного профиля non-dippers (Pickering T.G., 1990), хотя в работах Ж.Д. Кобалава и Ю.В. Котовской (1997) обнаружен более высокий процент пациентов с суточным профилем non-dippers.
В большинстве работ, посвященных изучению зависимости прогноза ГБ и степени ремоделирования миокарда и сосудов, выявлена положительная корреляционная связь между степенью гипертрофии левого желудочка и степенью повышения АД в ночные часы (Verdecchia P. et al., 1990, 1994; Perloff D. et al., 1991; Neutel J.M., Smith D.H., 1997), а в работах J. Redon (1994) определена закономерность между вариабельностью АД, степенью повышения АД и величиной микроальбуминурии.
Итак, одним из методов лечения, позволяющих учитывать суточные и сезонные ритмы больного в целях повышения чувствительности организма к фармакологическому воздействию, является хронотерапия (Комаров Ф.И., Рапопорт С.И., 1993). Главной задачей хронотерапии является коррекция патологических изменений во временной организации организма (Заславская Р.М. и соавт., 1996; Smolensky M.H., 1996), а также оптимизация благоприятных эффектов препаратов и минимизация потенциально возможных побочных эффектов (Reinberg A.E., 1991).
Преимущества хронотерапии ГБ в сравнении с обычными режимами дозирования лекарственных препаратов продемонстрированы в работах Р.М. Заславской и соавт.(1996). Гипотензивный эффект при назначении клофелина, допегита, анаприлина, адельфана, синипрес-са по «хроносхеме» был достигнут меньшими курсовыми и суточными дозами препаратов, при минимальном количестве побочных эффектов. Хронотерапия пропранололом и апрессином у больных ГБ с различным суточным профилем АД была проведена Ю.А. Панфиловым
и соавт. (1988). При назначении препаратов с учетом индивидуальных циркадных ритмов гемодинамики в сравнении с группой «традиционного» режима дозирования удалось добиться снижения суточной дозы препаратов на 25\% при хорошем гипотензивном эффекте. Преимущества хронотерапии ГБ у больных с суточным профилем, характеризующимся недостаточным снижением давления в ночные часы и высокой величиной и скоростью утреннего подъема АД, были выявлены при назначении квинаприла (в 22 ч) и доксазозина (в 20 ч). Что, по мнению P. Palatini et al. (1992), позволяет нормализовать показатели АД в утренние часы при оптимальном воздействии на «дневные» параметры гемодинамики.
К сожалению, лишь небольшое количество работ посвящено изучению хронофармакокинетики и хронэстезии антигипертензивных препаратов, что связано с большими техническими сложностями при проведении подобных экспериментов (Заславская Р.М. и соавт., 1996; Porter L.A., Dunbar S.B., 1995). Авторами была определена хроночувс-твительность вискалдикса, клофелина, капотена и адельфана (максимальная чувствительность к этим препаратам отмечалась в 7 ч 30 мин). В исследованиях B. Lemmer et al. (1991) была изучена хронофармако-кинетика нитратов, нифедипина (обычная лекарственная форма и ре-тард-форма), бета-адреноблокаторов. Авторами не было установлено различий в биодоступности и гемодинамических эффектах нифеди-пина-ретард при двукратном назначении, при этом биодоступность короткодействующего нифедипина при назначении в вечерние часы была на 35\% выше, чем при назначении препарата утром.
По мнению W.H. Frishman et al. (1991), B. Bruguerolle (1992), различие показателей биодоступности в разное время суток может быть связано с различной скоростью всасывания препаратов, зависящее от степени липофильности соединений (более липофильные вещества лучше всасываются в утренние часы). По мнению Bruguerolle B. (1992) оно зависит и от различий в распределении препаратов (например, пик связывания с белками для бета-адреноблокаторов приходится на период с 16 до 24 ч). На степень абсорбции препаратов могут оказывать влияние также и внутренние ритмы ферментных систем желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), объем и скорость кишечного кровотока, желудочная кислотность, которые могут быть обусловлены ритмом приема пищи (Комаров Ф.И., 1989). Суточный ритм имеет и печеночный метаболизм пропранолола, определяемый скоростью печеночного кровотока, с максимальным значением к 16-19 ч (Lemmer B., 1981).
Относительно мало изученной является хронофармакология ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) (Ольбин-
ская Л.И. и соавт., 1998). В работах Р.М. Заславской и соавт. (1996) была изучена хроночувствительность к каптоприлу в различное время суток и был определен пик снижения АД (у 77\% больных), приходящийся на 7 ч 30 мин. Исследования P. Palatini et al. (1992) выявили несоответствие максимума антигипертензивного действия и плазменной концентрации квинаприла, при этом наибольшая чувствительность к препарату отмечалась при утреннем назначении в 8 ч. В большинстве работ, посвященных оценке влияния антигипертензивных препаратов на суточный профиль АД, показано, что при традиционном их назначении они не изменяют нормальный и не восстанавливают нарушенный циркадный ритм АД (Lemmer B., 1995, 1996). Хронотерапия анти-гипертензивными препаратами позволяет целенаправленно влиять на подъем АД и значительно уменьшать скорость роста АД.
У больных ИБС отмечаются также сдвиги суточных ритмов экс-тракардиальных функций. Так, нарушается ритм секреции свободных глюкокортикоидов вплоть до полной его инверсии с максимумом в 24 ч и минимумом в 8 ч. Смещение максимума концентрации 11-ОКС с утренних на вечерние часы обладает прогностическим значением в отношении течения инфаркта миокарда. Острый период инфаркта при этом удлиняется на 3-5 суток, повышается риск развития хронической сердечной недостаточности.
Как и при ГБ, нарушение суточных ритмов при ИБС можно характеризовать как состояние напряжения кардиоваскулярной системы в вечерние часы, что повышает риск осложнений в этот период. Этот риск в значительной степени повышается извращением суточной ритмики свертывающей системы крови. У здорового человека максимальная свертывающая способность отмечается в дневные часы и снижается ночью. У больных ИБС происходит инверсия этого ритма: существенное укорочение времени рекальцификации, протромбинового и тромбинового времени, повышение уровня фибриногена и тромбоцитов, снижение фибринолитической активности и свободного гепарина начиная с 17 ч и достигает пика в 22-23 ч. Приходящиеся на то же время снижение физической активности, повышение АД, а также отмеченное у больных ИБС повышение уровня холестерина, тригли-церидов и общих липидов в вечерние часы повышают опасность тром-боэмболических осложнений.
Изменения биоритмов менее выражены у лиц с нарушениями сердечной деятельности, носящими функциональный характер, по сравнению с таковыми у больных ИБС и ГБ.
Имеются существенные нарушения структуры циркадных ритмов при заболеваниях органов дыхания (бронхиальная астма), пищеваре-
ния (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, цирроз печени), эндокринной системы (синдром Кушинга, болезнь Аддисо-на), психоневрологической патологии (маниакально-депрессивный психоз).
У здоровых детей и взрослых проходимость бронхов днем более высокая, чем ночью. Она находится в прямой зависимости от глюко-кортикоидной активности коры надпочечников (Федосеев Г.В., Дегтярева З.Я., 1989). При бронхиальной астме сопротивление бронхов минимальное в 12 ч, максимальное — в 23-24 ч, что связано с повышенной чувствительностью рецепторного аппарата бронхов к ацетил-холину и гистамину. Частота приступов бронхиальной астмы характеризуется хорошо выраженным суточным ритмом. Наиболее часто обострения отмечаются в вечерние часы, что связано с повышенной в это время реактивностью организма к аллергическим воздействиям. Утром эта реактивность снижена благодаря высокой концентрации кортикостероидов, обладающих антигистаминным действием.
Для хронической гастродуоденальной патологии (в первую очередь язвенной болезни двенадцатиперстной кишки, эрозивного гастродуо-денита) характерно повышение секреции и кислотности желудочного сока, особенно выраженное в ночное время. К основным биологически активным веществам, вызывающим желудочную гиперсекрецию, относятся ацетилхолин и гистамин, которые, воздействуя соответственно на М-холинорецепторы и гистаминовые Н2-рецепторы, способствуют выделению соляной кислоты и ферментов. Установлена высокая частота обострений язвенной болезни у детей и в светлое время суток (Таболин В.А., Неудахин Е.В., 1996).
При железодефицитной анемии у детей максимальное количество эритроцитов определяется в 6 ч, минимальное — в 18 ч; наиболее высокий уровень гемоглобина, ретикулоцитов и сывороточного железа отмечается также в 6 ч, наиболее низкий — ночью (Рожина И.Л., 1998). Установлено, что в утренние часы резко снижена биосинтетическая активность эритроидных клеток костного мозга. В связи с этим железо плохо усваивается для образования гемоглобина и амплитуда его содержания в крови увеличивается. Вечером (в 21-24 ч) концентрация сывороточного железа на 16-30\% ниже, чем утром (в 8-12 ч). Железо лучше всего всасывается и усваивается в вечерние часы. Железо, абсорбируемое в первую половину дня, не утилизируется, а способствует развитию побочных эффектов (Баркова З.Н., 1995). Препараты железа, применяемые для лечения железодефицитной анемии, должны назначаться только во второй половине дня, а мясо, из которого хорошо усваивается железо, — в первой.
Гормоны коры надпочечников оказывают значительное влияние на показатели гемограммы: при повышении уровня глюкокортикои-дов возникают лейкоцитоз, нейтрофилез, моноцитоз; при увеличении концентрации минералокортикоидов — лимфоцитоз, эозинофилия. Максимальное количество лейкоцитов в крови у здоровых людей отмечается с 9 до 12 ч, а минимальное — в 21-22 ч. Содержание гемоглобина наиболее высокое в интервале времени от 15 до 18 ч, а наиболее низкое — 9 ч. Количество эритроцитов минимально с 15 до 18 ч, максимально — в 3-6 ч. Содержание ретикулоцитов наибольшее в 6 ч, наименьшее — в 9 ч. Количество тромбоцитов уменьшается в вечернее и ночное время, особенно с 3 до 6 ч, а максимально увеличивается в 9-12 ч, т.е. процесс образования тромбоцитов наиболее активен в утренние часы, а процесс их разрушения — в ночное время. Следовательно, с помощью показателей гемограммы можно косвенно судить о функции коры надпочечников, о состоянии адаптационно-компенсаторных реакций организма (Гаркави Л.Х. и соавт., 1996).
В большинстве случаев биоритмологические изменения при различных заболеваниях носят неспецифический характер и служат проявлением состояния десинхронизации биоритмов при стрессе. Перспективным является использование биоритмических подходов при оценке состояния неспецифического напряжения организма. Нарушение временной координации функций организма является одним из первых изменений в цепи событий, приводящих к развитию патологического процесса. Анализ биоритмов у здорового и больного человека позволяет выявить периоды повышенной или пониженной устойчивости организма к патологическим факторам внешней и внутренней среды. Существование таких периодов подтверждается хроно-эпидемиологическими исследованиями.
Среди лекарственных препаратов, применяемых с учетом суточного ритма, наибольшее внимание привлекают кортикостероиды. Именно для терапии этими гормонами был разработан метод имитации, т.к. было установлено, что минимальные изменения функции коры надпочечников отмечаются при назначении кортикостероидов только в соответствии с естественным суточным ритмом их секреции и экскреции (Вельтищев Ю.Е. и соавт., 1969; Таболин В.А., 1972). Если глюко-кортикоиды применяют вне акрофазы, особенно в вечерние и ночные часы, то это ведет к усилению их катаболического эффекта, уменьшению массы тела и массы надпочечников, к резкому нарушению суточного ритма деятельности коры надпочечников (Таболин В.А. и соавт., 1972; Remberg A., 1983).
При заместительной терапии глюкокортикоиды назначаются в утренние часы (6-7 ч). Таким образом, имитируется суточный ритм синтеза кортизола и учитывается время наибольшей потребности в нем организма человека. При инфекционно-аллергических, аутоиммунных заболеваниях в зависимости от степени активности воспалительного процесса и типа реакции коры надпочечников глюкокортикои-ды применяются в утренние и предобеденные часы (в 7, 10, 13 ч, если определяется дисфункция коры надпочечников — уменьшение секреции кортизола при нормальном образовании минералокортикоидов). Обычно такая схема применяется при III степени активности ревматизма и тяжелой форме острого неревматического кардита, а также при диффузных болезнях соединительной ткани.
При состояниях, требующих проведения интенсивной терапии или реанимационных мероприятий, глюкокортикоиды применяются в любое время суток. При этих состояниях предпочтение следует отдавать гидрокортизону как препарату с выраженным гемодинамическим эффектом и с коротким периодом полураспада. Если глюкокортико-иды вводятся вечером или ночью, то в связи с угнетением продукции АКТГ рекомендуется повторить их введение в утренние часы.
В лечебной практике чаще приходится пользоваться превентивным методом хронотерапии. По этому методу проводится определение акрофазы (максимальной амплитуды) параметров, характеризующих выраженность патологических изменений в организме, а затем в период акрофазы или за несколько часов до нее назначаются необходимые лекарственные препараты.
В связи с тем что гистамин с помощью гистидиндекарбоксилазы синтезируется вечером, а разрушается с помощью диаминоксидазы (гистаминазы) утром, наиболее высокая его активность отмечается в вечерние и ночные часы. Максимальная концентрация гистамина в крови определяется с 21 до 24 ч (Reinberg А. 1976). Следовательно, чувствительность организма к гистамину повышается в период снижения уровня глюкокортикоидов, угнетения активности эрготропных реакций, а уменьшается в период увеличения концентрации минера-локортикоидов, ацетилхолина, нарастания активности трофотропных реакций. Суточный ритм изменений гистамина в организме указывает на необходимость назначения антигистаминных препаратов во вторую половину дня и вечером (в 15-16 ч и в 19-21 ч). Витамин В6, являющийся кофактором диаминоксидазы и гистидиндекарбоксилазы, в качестве антигистаминного препарата должен применяться только утром (до 8 ч).
Одним из путей оптимизации химиотерапевтического лечения онкологических больных может быть хронобиологический подход. Существует три основных принципа назначения препаратов при экспериментальной хронотерапии рака (Березкин М.В., 1979):
1) в часы суток, когда большая часть опухолевых клеток находится в той фазе митотического цикла, которая наиболее чувствительна к данному препарату;
2) в часы суток, когда пролиферирующие клетки нормальных тканей наименее подвержены цитостатическому воздействию данного препарата;
3) в часы суток, когда токсическое действие препарата на организм наименее выражено.
Таким образом, в многочисленных экспериментальных работах по онкологии указывается на то, что цитостатики, назначаемые в одинаковых дозах, но в разное время суток, оказывают разный антибластичес-кий эффект. Это зависит от суточной чувствительности к ним опухолевых клеток. В исследованиях была доказана необходимость применения цитостатических препаратов в те часы суток, когда большая часть опухолевых клеток находится в фазе митотического цикла (Доброхотов В. Н и соавт., 1964; Березкин М.В., 1977). В это время отмечается не только наибольшая чувствительность опухолевых клеток к цитостатикам, но и более низкая чувствительность к ним нормальных клеток, в связи с чем уменьшается их токсическое воздействие. Резистентность организма к действию химиопрепаратов, по данным М.В. Березкина (1991), связана с энзиматической активностью лизосом и микросом печени, регулируемой глюкокортикоидами. Максимальная резистентность организма к токсическому действию цитостатиков отмечается в часы максимального уровня кортизола в плазме крови.
В качестве простого и очень доступного в практической работе критерия для выбора времени назначения цитостатика у конкретного онкологического больного можно использовать акрофазу температуры тела, т.к. максимальная амплитуда температуры тела указывает на повышенную митотическую активность в опухолевых клетках (Васильева Г.С., 1994).
Связь патологии с сезонными биоритмами физиологических, биохимических и иммунных процессов не вызывает сомнения. Язвенная болезнь является наиболее ярким представителем заболеваний с сезонной периодичностью обострений. При язвенной болезни двенадцатиперстной кишки обострения наиболее часто отмечаются осенью и весной, при язвенной болезни желудка — летом. Эти сведения необходимо учитывать при проведении противорецидивного лечения.
По данным В.Я. Шварца и соавт. (1990), у больных язвенной болезнью в весенние месяцы усиливается секреция гистамина, серотонина, инсулина, кортизола; в летние — повышается продукция гастрина, адреналина, норадреналина, увеличивается активность ацетилхоли-нэстеразы, но ограничивается образование кортизола и инсулина; в осенние — снижается синтез гистамина, серотонина, адреналина, норадреналина и уменьшается активность ацетилхолинэстеразы. Следовательно, весной отмечается выраженная напряженность регу-ляторных механизмов, а осенью — их угнетение. На основании этих данных можно прийти к заключению: для предупреждения обострения язвенной болезни весной и летом патогенетически оправданно применение блокаторов гистаминовых Н2-рецепторов (циметидина, фамотидина, ренитидина и др.) 1 раз на ночь; осенью — назначение блокаторов М-холинорецепторов (гастроцепина и др.) 1 раз на ночь.
Болезни органов кровообращения в зимнее время обостряются чаще, чем в летнее. Это объясняется тем, что зимой активируется ре-нин-ангиотензин-альдостероновая система и повышается активность симпатоадреналовой системы. Кроме этого важную роль в сезонных вариациях сердечно-сосудистой системы играют биоритмы обмена веществ, в частности липидного обмена. Зимой на пике сократительной функции миокарда отмечается максимальная активность внутрисосу-дистых липопротеид липаз. Липолиз в ткани сердечной мышцы, наоборот, понижен. Содержание свободных жирных кислот в крови зимой в 2 раза превышает летний уровень. При гиподинамической перегрузке уменьшается сократимость миокарда, что более выражено зимой, чем летом. Таким образом, весь комплекс циклических процессов, протекающих как в организме человека, так и в его биотическом и абиотическом окружении, составляет материальную основу для возникновения циклических колебаний заболеваемости и смертности. Данные хронобиологии следует учитывать при проведении лечения заболеваний.
Одним из существенных факторов, определяющих сезонные ритмы заболеваемости, являются колебания температуры тела. Кроме того, возможны значительные спорадические охлаждения наружных покровов и организма в целом. Интересную концепцию о роли температуры как одного из критических факторов в этиологии многих болезней развивает D. Rodbard (1980) Он выдвину гипотезу, согласно которой локализация заболеваний в значительной мере определяется температурой соответствующих участков тела человека. Обобщив материалы по различным формам инфекционной патологии, болезням обмена веществ и иммунным нарушениям, он выделил два типа болезней с локализацией в кожных покровах верхних и нижних конечно-
стей, в суставах и других частях тела с температурой около 28-30 °С (поражение холодных участков) и с локализацией во внутренних органах, имеющих более высокую температуру (поражение теплых участков). При прочих равных условиях зимой следует ожидать обострение заболеваний, местом локализации которых являются холодные участки тела (суставы, периферические сосуды). И наоборот, летом более вероятно обострение болезней внутренних органов.
Профессиональная деятельность как один из экологических факторов, определяющих здоровье человека. Понятие о ксенобиотиках. Метаболизм ксенобиотиков в организме человека
Производственная деятельность является неотъемлемой частью жизни взрослого трудоспособного человека. При этом производственный процесс и факторы производственной среды оказывают на организм человека многостороннее воздействие. Производственная среда как часть внешней среды, влияющей на человека, складывается из природно-климатических факторов и факторов, связанных с профессиональной деятельностью (шум, вибрация, газы, токсические пары и т.д.), которые принято называть вредными факторами. Поэтому некоторые виды производственной деятельности при определенных условиях могут стать причиной профессиональных болезней, и этому обычно способствуют недостаточное техническое оснащение производства и несоблюдение необходимых санитарно-гигиенических норм. Однако профессиональные вредности и профессиональные заболевания не являются неизбежными, обязательно сопутствующими той или иной профессии. Профессиональные вредности могут быть устранены или значительно ослаблены при надлежащих формах организации труда, механизации производства, наличии благоустроенных производственных помещений, соблюдении правил техники безопасности и т.д.
Основные профессиональные вредности
1. Физические факторы: неблагоприятные метеорологические условия, изменения атмосферного давления, различные виды излучений, производственный шум и вибрация, электромагнитные поля.
2. Химические факторы: промышленные яды, производственная пыль.
3. Психофизиологические факторы: вынужденное положение тела, перенапряжение органов и систем организма.
4. Факторы биологической природы: патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы), гельминты и другие биологические объекты.
Среди основных факторов профессиональной вредности у работников здравоохранения встречаются следующие вредности:
■ работа с рентгеновским излучением, радиоактивными изотопами, ультразвуком, лазерным излучением, ультрафиолетовым излучением, полями и токами СВЧ, УВЧ, ВЧ и т.д. (хирурги, травматологи, анестезиологи, офтальмологи, ЛОР-врачи, физиотерапевты, акушеры-гинекологи);
■ возможность травматизации в связи с особым контингентом больных;
■ травматизация в связи с транспортом, аппаратурой;
■ контакт с патогенными микроорганизмами, антибиотиками, вакцинами, сыворотками, биостимуляторами;
■ вынужденное положение тела или напряжение отдельных систем и органов (хирурги, акушеры-гинекологи, операционные сестры, анестезиологи, физиотерапевты, массажисты);
■ сложность контакта с больными и их родственниками;
■ контакт с наркотическими, дезинфицирующими, консервирующими веществами, лекарственными препаратами, кислотами, щелочами, органическими растворителями и т.д.;
■ ночные дежурства и т.д.
К профессиональным болезням относятся такие заболевания, которые обусловлены воздействием неблагоприятных факторов производственной среды. Причем клинические проявления очень часто не имеют специфических симптомов, и только сведения об условиях труда заболевшего позволяют установить принадлежность выявленной патологии к категории профессиональных болезней.
Лишь некоторые из профессиональных болезней характеризуются особым симптомокомплексом, обусловленным своеобразными рентгенологическими, функциональными, гематологическими и биохимическими изменениями.
Общепринятой классификации профессиональных болезней не существует. Наибольшее признание получила классификация по этиологическому принципу. Исходя из этого выделено пять групп профессиональных заболеваний:
1. Вызываемые воздействием химических факторов: острые и хронические интоксикации, а также их последствия, протекающие с изолированным или сочетанным поражением различных органов и систем.
2. Вызываемые воздействием пыли: пневмокониозы-силикозы, си-ликатозы, металлокониозы, пневмокониозы электросварщиков и газорезчиков, шлифовальщиков, наждачников и т.д.
3. Вызываемые воздействием физических факторов: вибрационная болезнь; заболевания, связанные с воздействием контактного ультразвука, — вегетативный полиневрит; снижение слуха по типу кохлеарного неврита — шумовая болезнь; заболевания, связанные с воздействием электромагнитных излучений и рассеянного лазерного излучения; лучевая болезнь; заболевания, связанные с изменением атмосферного давления, — декомпрес-сионная болезнь, острая гипоксия; заболевания, возникающие при неблагоприятных метеорологических условиях, — перегрев, судорожная болезнь, облитерирующий эндартериит, вегетативно-сенситивный полиневрит.
4. Вызываемые перенапряжением: заболевания периферических нервов и мышц — невриты, радикулополиневриты, вегетосен-ситивные полиневриты, шейно-плечевые плекситы, миофас-циты; заболевания опорно-двигательного аппарата — хронические тендовагиниты, стенозирующие лигаментиты, бурситы, эрикондилит плеча, деформирующие артрозы; координаторные неврозы — писчий спазм, другие формы функциональных дис-кинезий; заболевания голосового аппарата — фонастения и органа зрения — астенопия и миопия.
5. Вызываемые действием биологических факторов: инфекционные и паразитарные — туберкулез, бруцеллез, сап, сибирская язва, дисбактериоз, кандидамикоз кожи и слизистых оболочек, висцеральный кандидоз и др.
Вне этой этиологической систематики находятся профессиональные аллергические заболевания (конъюнктивит, заболевания верхних дыхательных путей, бронхиальная астма, дерматит, экзема) и онкологические заболевания (опухоли кожи, мочевого пузыря, печени, рак верхних дыхательных путей).
Различают также острые и хронические профессиональные заболевания. Острое профессиональное заболевание (интоксикация) возникает внезапно, после однократного (в течение не более одной рабочей смены) воздействия относительно высоких концентраций химических веществ, содержащихся в воздухе рабочей зоны, а также уровней и доз
других неблагоприятных факторов. Хроническое профессиональное заболевание возникает в результате длительного систематического воздействия на организм неблагоприятных факторов.
Для правильной диагностики профессионального заболевания особенно важно тщательное изучение санитарно-гигиенических условий труда, анамнеза больного, его «профессионального маршрута», включающего все виды работ, выполнявшиеся им с начала трудовой деятельности.
Некоторые профессиональные болезни, например, силикоз, бе-риллиоз, асбестоз, папиллома мочевого пузыря, могут выявляться через много лет после прекращения контакта с производственными вредностями. Достоверность диагноза обеспечивается тщательной дифференциацией наблюдаемой болезни с аналогичными по клинической симптоматике заболеваниями непрофессиональной этиологии. В ряде случаев лишь динамическое наблюдение за больным в течение длительного срока дает возможность окончательно решить вопрос о связи заболевания с профессией.
К числу важнейших профилактических мероприятий по охране труда и профилактике профессиональных болезней относятся предварительные (при поступлении на работу) и периодические осмотры трудящихся, подвергающихся воздействию вредных и неблагоприятных условий труда.
Начиная с ХХ века человеческий организм стал подвергаться воздействию разнообразных синтезированных веществ. Это оказывает определенное влияние на формирование его здоровья. Поскольку эти вещества чужды организму, они называются ксенобиотиками (от греч. Xsenos — чужой, чужеродный).
Все ксенобиотики делятся на три группы:
1) продукты хозяйственной деятельности (промышленность, сельское хозяйство, транспорт);
2) вещества бытовой химии (моющие средства, вещества для борьбы с паразитами, парфюмерия);
3) большинство лекарств.
К группе ксенобиотиков не относятся тяжелые металлы, т.к. они присущи организму. Но значительные концентрации их в организме также оказывают токсический эффект.
По мнению В.Н. Немых и А.Н. Пашкова (1997), поступление ксенобиотиков в организм обусловлено, с одной стороны, их свойствами (способностью образовывать прочные связи с мембраной, способностью конкурировать с обычными метаболитами), с другой — свойствами самого организма. При этом определяющими свойствами организма являются:
■ состояние иммунной системы;
■ возраст;
■ генетически обусловленная активность ферментов;
■ наличие соматических заболеваний.
Иммунная система защищает организм от макромолекул нескольких типов, наиболее важными среди которых являются белки. Вместе с тем иммунная система не реагирует на небольшие чужеродные молекулы, например на лекарства, которые, попадая в организм, становятся «добычей» других систем химической защиты.
Впрочем, у больных возможны аллергические реакции и на небольшие молекулы, например на пенициллин. Однако в этом случае организм реагирует не на сам пенициллин, а на комбинацию его с другой макромолекулой, например с белком. В результате этой комбинации белок организма начинает «выглядеть» чужеродным для иммунной системы.
В отличие от распознавания липополисахаридных компонентов бактериальной клетки, которые отличаются от соответствующих компонентов любых бактерий, присутствующих в нашем организме, и могут быть, следовательно, легко отнесены к чужеродным, проблема распознавания посторонних белков гораздо сложнее. В самом организме есть тысячи белков, отличающихся от чужеродных только отдельными аминокислотными последовательностями, так что сортировка «своих» и «чужих» белков проводится с большой осторожностью.
Когда иммунная система совершает ошибку и атакует один из собственных белков, может возникнуть аутоиммунное заболевание. Например, миастения — аутоиммунная реакция, в результате которой разрушаются ацетилхолиновые рецепторы мышц и нервная стимуляция сокращения становится невозможной.
При ревматической лихорадке иммунный ответ против белка, продуцируемого некоторыми штаммами Streptococcus, сопровождается образованием антител, перекрестно реагирующих с сердечными белками и вызывающих повреждение сердечных клапанов. Инсулинозависимый диабет возникает при аутоиммунной атаке панкреатических клеток.
С крупными чужеродными молекулами имеет дело иммунная система. Здесь же речь пойдет о низкомолекулярных соединениях, которые не являются продуктами жизнедеятельности патогенных организмов (о ксенобиотиках).
В.Н. Немых и А.Н. Пашков (1997) выделяют три пути поступления ксенобиотикой в организм человека — ингаляционный, алиментарный, транскутанный (через кожу).
Самый простой путь проникновения — через дыхательные пути, т.к. поверхность мембран очень велика. Всасывание многих веществ
происходит через слизистую оболочку полости рта путем простой диффузии. Многие чужеродные соединения (неионизированные) легко всасываются таким образом из желудка, через кишечный эпителий. После всасывания из желудочно-кишечного тракта, через кожу или легкие ксенобиотики и их метаболиты могут проходить через барьерные ткани, например плаценту.
Транспорт ксенобиотиков внутри организма осуществляется разными путями — в неионизированном состоянии (неэлектролиты), в виде ионов (нещелочные электролиты), комплексов с аминокислотами и белками (нещелочные электролиты и органические соединения). Распределение ксенобиотиков в организме определяется их свойствами и особенностями тканей:
■ многие ксенобиотики плохо растворимы в воде (особенно пестициды), но зато хорошо растворимы в жирах. Они накапливаются в углеводном слое мембран, в вакуолях жировых клеток и не выводятся из организма с мочой;
■ другие (тетрациклиновые антибиотики) остеотропны;
■ ксенобиотики могут связываться с нуклеиновыми кислотами (некоторые антибиотики, афлатоксины), что может приводить к мутациям.
Многие ксенобиотики могут вызывать иммунологическую сенсибилизацию организма и делать его более чувствительным к другим веществам.
Чтобы избежать вредных последствий накопления таких веществ, необходимо сделать их растворимыми в воде.
Метаболизм ксенобиотиков, как правило, приводит к снижению их активности — дезактивации, которую в случае токсичных веществ называют детоксикацией. Однако в некоторых случаях метаболиты ксенобиотиков становятся, наоборот, более активными (активация) и даже более токсичными (токсификация) (Парк Д.В., 1973).
В метаболизме ксенобиотиков участвует около 30 ферментов. В нем выделяют две фазы:
1) фаза модификации, создающей или освобождающей функциональные группы;
2) фаза конъюгации — присоединение к последним других групп или молекул.
Обе фазы приводят к увеличению гидрофильности и снижению активности и токсичности молекул.
Третьей фазой — уже не метаболизма, а судьбы ксенобиотиков, можно считать связывание и выведение самих ксенобиотиков и их метаболитов из клетки, а затем из организма.
В первой фазе метаболизма ксенобиотиков наиболее важной является локализованная в основном в мембранах эндоплазма-тической сети (ЭПС) система цитохрома P450, называемая также микросомальной системой метаболизма, или монооксигеназной системой. Ее основные функции — образование в молекуле гидрофильных функциональных групп с детоксикацией десятков тысяч веществ. Важными достоинствами системы являются локализация и высокая мощность на главных путях поступления ксенобиотиков в организм — пищевом (печень и желудочно-кишечный тракт) и дыхательном (легкие) — и многообразие путей метаболизма (Кулинс-
кий В.И., 1999).
Однако этой системе присущи и недостатки:
■ отсутствие во многих жизненно важных органах (сердце, головной мозг);
■ низкая защита организма при других путях проникновения ксенобиотиков (слизистые, раны, инъекции);
■ токсификация некоторых веществ.
Например, популярное обезболивающее и жаропонижающее лекарство парацетамол превращается в метаболит, в больших дозах повреждающий печень и почки.
Бенз(а)пирен превращается в канцерогенный метаболит дигид-роксиэпоксид, следовательно, бенз(а)пирен только проканцероген, а истинным канцерогеном он становится после токсификации системой цитохрома 450.
Наряду с микросомальными существуют и внемикросомальные реакции первой фазы. Эти ферменты чаще локализованы в гиалоплаз-ме и лизосомах, а моноаминооксидазы — в митохондриях.
Основные функции второй фазы метаболизма те же, что и первой, — увеличение гидрофильности и снижение токсичности ксенобиотиков. Наиболее важные ферменты этой фазы относятся к классу трансфераз. Наиболее широка и многообразна активность семейства глутатионт-рансфераз, метаболизирующих тысячи ксенобиотиков. Большинство этих ферментов находится в гиалоплазме, но один из них — в мембранах ЭПС и митохондриях, другой — в хроматине.
Функциональная активность всех ферментов второй фазы ограничивается тем, что они метаболизируют только те вещества, которые имеют функциональные группы.
Однако трансферазы имеют важные достоинства:
■ имеются во всех клетках;
■ функционируют при любых путях поступления ксенобиотиков в организм;
■ осуществляют или завершают детоксикацию, а иногда исправляют ошибки первой фазы.
Например, они обезвреживают токсичные метаболиты хлороформа (фосген), парацетамола.
Совместное функционирование обеих фаз метаболизма достаточно эффективно. Оно обеспечивает обезвреживание десятков тысяч ксенобиотиков всех химических классов и самых разных групп: токсических веществ, мутагенов, канцерогенов, пестицидов, красителей, растворителей, лекарств и т.д.
Метаболизм ксенобиотиков происходит в разных частях клетки, но наиболее активные системы находятся в ЭПС и гиалоплазме. Это обеспечивает метаболизм или связывание ксенобиотиков до поступления их в ядро или митохондрии. При попадании ксенобиотика в клетки печени начинается быстрое увеличение поверхности эндоп-лазматического ретикулума. Одновременно индуцируются системы глюкуронирования и 450: включаются соответствующие гены и синтез компонентов этих систем многократно усиливается. Когда ксенобиотик будет полностью удален, все возвращается к норме.
В результате увеличивается устойчивость клеток и организма, возникает возможность сохранить здоровье и жизнь в условиях загрязненной среды.
Причем системы метаболизма ксенобиотиков изначально функционировали в эндогенном метаболизме и лишь затем ввиду широкой субстратной специфичности и загрязнения окружающей среды стали участвовать в метаболизме экзогенных субстратов — ксенобиотиков.
Процессы связывания, транспорта и выведения ксенобиотиков чаще всего носят физический характер.
В плазме крови огромное количество как эндогенных (жирные кислоты, свободный билирубин), так и экзогенных веществ (сульфаниламиды, антибиотики, салицилаты, сердечные гликозиды и т.д.) связывается и транспортируется альбумином. Некоторые вещества (жирорастворимые витамины, анаболические стероиды) переносят липопротеины. В клетках, особенно печени, многие ксенобиотики (полиароматические углеводороды (ПАУ), канцерогены, нитропроизводные, антибиотики) связываются глутатионтрансферазами. Связанные ксенобиотики неактивны, постепенно они освобождаются, метаболизируются и выводятся. Очень важный механизм выведения из клетки ксенобиотиков — функционирование Р-гликопротеина, являющегося транспортной АТФ-азой.
При поступлении небольших количеств ксенобиотиков в организм их детоксикация осуществляется обычными путями — с помощью ферментных и неферментных превращений.
В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов оказывается недостаточно.
Одним из важных адаптационных механизмов является активация антирадикальной и антиперекисной защиты организма. В процессе биотрансформации ксенобиотиков образуются супероксидные анионы, перекись водорода, органические перекиси, которые обусловливают побочное действие ксенобиотиков (от нарушения проницаемости мембран до гибели клеток), устранение этих эффектов производится системой антиоксидантов, ведущую роль в ней играет фермент су-пероксиддисмутаза, превращающая супероксидные анионы в перекись водорода и триплетный кислород и, таким образом, в 10 раз снижающая их токсичность. По-видимому, все ткани животных и человека содержат фермент супероксиддисмутазу. Больше всего ее в митохондриях, есть она и в лизосомах, и в пероксисомах. Она присутствует не только в клетках, но и в плазме крови, лимфе, синовиальной жидкости. Токсические эффекты образовавшейся перекиси водорода предупреждаются ферментными системами каталазы и глютатионпе-роксидазы, разлагающими ее или использующимися для окисления глютатиона и других эндогенных субстратов.
Имеются и неферментативные антиоксидантные системы — витамины А, Е, С, Р, аминокислоты (цистеин, метионин, аргинин, гисти-дин), мочевина, холин, восстановленный глютатион.
Таким образом, реакции детоксикации ксенобиотиков являются типичными компенсаторно-приспособительными реакциями, обеспечивающими поддержание гомеостаза.
Репродуктивное здоровье населения
в экологически неблагоприятных регионах
Сохранение и укрепление здоровья населения Российской Федерации остается важнейшей проблемой национальной безопасности. Репродуктивное здоровье в данной проблеме является одной из самых важных составляющих, от которой во многом зависит здоровье и будущее нации.
Неблагоприятная экологическая ситуация в России, тяжелые условия труда на производстве, рост нарушений репродуктивного здоровья в стране вызывают необходимость изучения связей между уровнем воздействия неблагоприятных факторов производственной и окружающей среды и изменением различных показателей репродуктивного здоровья.
К началу 2000 г. население РФ составило 146,3 млн человек, из них 77,7 млн, или 53,1\%, — женщины; на 1000 мужчин приходится 1133 женщины. Демографическая ситуация характеризуется весьма низким коэффициентом рождаемости — 8,4 на 1000 населения (в 1994 г. — 9,6). Суммарный показатель рождаемости (число родившихся детей на 1 женщину в течение всей жизни) в России составил 1,24 против 2,14-2,15, необходимых для простого воспроизводства населения, что ведет к отрицательному демографическому балансу.
В последние годы в рамках акушерско-гинекологических дисциплин интенсивно развивается экологическая репродуктология (Айла-мазян Э., 1996; Беляева Т.В., 2000; Линева О.И. и соавт., 2000 и др.). В медицине труда проводится изучение репродуктивного здоровья работающих женщин (Сивочалова О.В., 1998; Березин И.И., 1998; Фесенко М.А., 1998; Сивочалова О.В., Малышева З.В. и соавт., 2000; Благодатин В.М. и соавт, 2000; Гайнуллина М.Д., 2000 и др.) и в меньшей степени изучается репродуктивное здоровье общих групп населения (Засыпкин М.Ю., 1995; Бритвин А.А., 2000; Латышевская Н.И., Рафикова О.Н., 2000; Галимов Ш.Н., 2002 и др.).
На базе НИИ акушерства и гинекологии РАМН работает специальная проблемная комиссия «Экология и репродуктивная функция женщины».
Результаты комплексного обследования работниц более 20 отраслей промышленности и сельского хозяйства, а также женщин, проживающих в неблагоприятных экологических зонах России (почти 250 тыс. женщин и 50 тыс. новорожденных), позволили сформулировать следующие положения нового направления в акушерстве и гинекологии — общей экологической репродуктологии (Айламазян Э. и соавт., 1996-2000).
1. Репродуктивная система женщины очень чувствительна к воздействию неблагоприятных факторов среды любого происхождения и любой интенсивности, в том числе подпороговой.
2. Для формирования экологически зависимой патологии репродуктивной системы имеют значение специфические и неспецифические, общепатологические реакции, причем последние — в значительно большей степени.
3. Экологически зависимые нарушения репродуктивной системы женщины проявляются клиническими, патофизиологическими, гормональными, биохимическими, иммунологическими симптомами. Все они в большинстве случаев носят однонаправленный, однотипный характер и имеют большое сходство при воздействии самых разных антропогенных факторов.
4. Клинически возникающие расстройства проявляются повышением частоты нарушений менструального цикла, неспецифических хронических заболеваний половых органов, гиперпластических процессов, снижением фертильности, учащением патологии беременности и родов, ухудшением состояния плода и новорожденного, увеличением неонатальных потерь.
5. Выраженность неблагоприятного влияния антропогенной среды и устойчивость к ней организма определяются генотипом и фенотипом женщины, возрастом, профессией и стажем, условиями быта, величиной дозы и экспозиции повреждающих агентов.
6. Экологически зависимые изменения в репродуктивной сфере женщины развиваются трехфазно. Исход беременности и родов, судьба плода и новорожденного зависят от того, в какой фазе адаптации организма к агрессии окружающей среды наступила беременность и протекала большая часть срока развития плода.
■ I фаза острой дезадаптации обычно продолжается около 3 лет и характеризуется острыми нарушениями репродуктивной функции, которые проявляются гормональной недостаточностью яичников, дисфункциональными маточными кровотечениями, острыми и подострыми воспалительными заболеваниями половых органов, гестозами и невынашиванием беременности.
■ II фаза хронической субкомпенсации сопровождается улучшением показателей репродуктивного здоровья, продолжается несколько лет и объясняется достижением нового уровня адаптации организма женщины к действию неблагоприятных факторов природной, техногенной, в том числе производственной, среды.
■ III фаза декомпенсации, или истощения адаптационных возможностей. В этот период появляются стойкие, часто необратимые нарушения репродукции.
Среди веществ, оказывающих влияние практически на все показатели репродуктивного здоровья, ведущее место занимают стойкие органические загрязнители (СОЗ), являющиеся псевдоэстрогенами (гор-мономиметиками). Этот класс веществ, куда входят хлорорганические пестициды, и в первую очередь ДДТ, полихлорированные бифенилы (ПХБ) и диоксины, в настоящее время определен как приоритетный в Программе ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и ВОЗ. Опасность этих веществ столь велика, что в отношении их принята специальная Стокгольмская конвенция по СОЗ, подписанная более 130 государс-
твами, в том числе и Российской Федерацией. Конвенция обязывает прекратить производство и использование хлорорганических пестицидов и минимизировать поступление в окружающую среду ПХБ, диоксинов, гексахлорбензола. Статья 11 Конвенции предусматривает осуществление на национальном и международном уровнях научных исследований по СОЗ, в том числе по оценке их воздействия на здоровье человека. В настоящее время такие мультицентровые исследования проводятся по оценке содержания диоксинов и ПХБ в грудном молоке женщин различных стран мира, по оценке связи между содержанием этих веществ в крови мужчин и качеством их семени.
На территории страны расположено более 100 диоксиноопасных производств и эксплуатируется оборудование, в котором находится более 18 тыс. тонн ПХБ-содержащих масел.
В Республике Башкортостан, Астраханской, Волгоградской, Иркутской, Московской, Самарской областях начаты исследования по оценке влияния СОЗ на репродуктивное здоровье населения.
Многие из веществ, влияющих на репродуктивное здоровье женщин, негативно влияют и на репродуктивную систему мужчин. Так, у рабочих, контактирующих со свинцом, — плавильщиков, сварщиков, водителей на автомобилях с этилированном бензином, отмечаются снижение либидо, импотенция, нарушение качества семени (азооспермия, олигоспермия, снижение подвижности и изменения морфологии сперматозоидов). Подобные эффекты также наблюдаются у рабочих, подвергавшихся воздействию сероуглерода, дибромхлор-пропана, этилендибромида, стирола, метилхлорида (Schrader, Kanitz, 1994), при воздействии радиации — у ликвидаторов Чернобыльской катастрофы (табл. 10).
Таблица 10
Загрязняющие вещества и нарушения репродуктивного здоровья (Priority Health Conditions, 1993; Aldrich T, Griffith J., 1993)
Окончание табл. 10
Так, в исследованиях, проводимых в городе Чапаевске, где более 25 лет производились хлорорганические пестициды, изготовление которых сопровождалось образованием диоксинов, показано, что длительность проживания в городе более 20 лет увеличивает риск развития бесплодия у женщин до 3,1 раза; работа на химическом заводе повышает этот риск от 2,1 до 11,5 раза и у рабочих производства хло-рорганических пестицидов статистически достоверно снижено число сперматозоидов и изменены их морфологические формы. Результаты этих работ послужили основанием для реализации долгосрочного проекта по оценке воздействия диоксинов на половое развитие мальчиков, проводимого совместно с Гарвардской школой общественного здоровья, Институтом репродуктивной токсикологии и рядом других научных учреждений США. Проект поддержан Агентством США по окружающей среде (ЕРА), Национальным институтом здоровья США, Американским фондом исследований.
Было проведено обследование практически всех мальчиков города в возрасте 11-17 лет (2580 человек) по стандартизованной процедуре с определением степени полового развития, малых пороков развития половой системы и уровня диоксинов в крови. Выявленная частота крипторхизма, гипоспадии, задержек полового развития превышает
аналогичные показатели в других регионах России. Распространенность истинного крипторхизма составила 1,7\% при среднероссийских показателях 0,7-1\%, гипоспадии — 0,7 и 0,33\% соответственно (Ревич Б.А. и соавт., 1998, 2002).
В одной из первых работ, выполненных в Чапаевске в начале 1990-х гг. (Шумилина А.В., 1994), сообщалось, что частота ВПР среди новорожденных составила 6,2\%, что является весьма высоким показателем (данные Европейского регистра — 2-2,5\%). В ней указывалось на высокую долю среди ВПР пороков развития мочевого аппарата мальчиков. Повышенная частота этой же патологии была выявлена и при анализе ВПР несколько лет спустя (Ревазова Ю.А. и соавт., 2001).
Рассмотрим изменение некоторых отдельных показателей состояния репродуктивного здоровья в зависимости от воздействия загрязнителей биосферы.
Среди факторов риска бесплодия представлены следующие химические вещества: фунгицид дибромохлоропропан (ДБХП), свинец и сероуглерод, диоксины, а также ионизирующая радиация. Наиболее детально изучено влияние свинца на процессы сперматогенеза и нарушения репродуктивной системы у лиц, работающих в профессионально вредных условиях. В России эколого-эпидемиологические исследования по выявлению воздействия загрязнения окружающей среды на бесплодие проведены в двух городах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды ПБХ (г. Серпухов) и диоксинами (г. Чапаевск). Исследования показали, что по сравнению с контрольной группой населения частота бесплодия среди жителей Чапаевска достоверно выше. Клиническое обследование супружеских пар, страдающих бесплодием, подтвердило, что в Чапаевске выше, чем в контрольной группе, частота таких факторов риска, как недостаточность лютеиновой фазы менструального цикла, эндометриоз у женщин; идиопатические формы бесплодия со сниженными показателями качества спермы у мужчин (Засыпкин М., 1996).
В Серпухове аналитическое эколого-эпидемиологическое исследование выявило, что содержание ПБХ в крови женщин с бесплодием было статистически достоверно выше по сравнению с контрольной группой.
Факт повышенной заболеваемости беременных женщин, контактирующих с вредными производственными факторами или проживающих на экологически неблагополучных территориях, описан в ряде работ. О значительных изменениях здоровья беременных женщин, проживающих в условиях воздействия загрязненной окружающей среды, сообщается в Челябинской области (Челябинск, Магнитогорск, Карабаш),
в Свердловской области (Кировоград, Нижний Тагил), а также среди женщин, проживающих вблизи химических заводов в Тамбовской, Иркутской областях и т.д.
Так, по данным С.П. Пахомова (2005), установлено, что за десятилетний период (1992-2002) частота поздних гестозов в 28 районах Курской области увеличилась в 3 раза, имел место выраженный рост заболеваемости мочевыделительной системы во время беременности, по сути, за 10 лет он вырос в 5 раз. Эта же неблагоприятная тенденция касалась и частоты анемий у беременных, и угрозы выкидышей. Следует признать, что выявленная тенденция носила не только региональный характер, но и имеет место и в других популяциях РФ (Кулаков В.И., 1993; Лягинс-кая А.М., 1996; Шехтман М.М., 2000; Андреева М.В., 1990).
Воздействие загрязненной окружающей среды в первую очередь сказывается на организме эмбриона, плода и новорожденного. Даже незначительные воздействия могут нарушить развитие органов и систем в период эмбрионального развития. Различают ранние (до 12 недель беременности) и поздние (с 13-й по 28-ю неделю беременности) спонтанные аборты. Причинами спонтанных абортов могут быть дисфункция яичников, коры надпочечников, воспалительные заболевания половых органов и т.д. Частота таких абортов составляет в среднем по России 21-23 на 100 беременных женщин (без учета медицинских абортов) (Фролова О., 1996). Исследования влияния загрязненной окружающей среды на частоту спонтанных абортов немногочисленны. Выявлено, что вклад мутационной компоненты в их возникновение в неблагополучных в экологическом отношении городах в 1,2-3 раза выше, чем в относительно чистых (Ревич Б.А., 2001). При оценке зависимости числа спонтанных абортов от воздействия окружающей среды необходимо учитывать возраст матери, исходы предыдущих беременностей и родов, гинекологический анамнез, контакт с вредными производственными факторами.
Новорожденные с весом до 2500 г считаются родившимися с малой массой. Воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье беременной и плод приводят к появлению большего числа детей с малой массой тела. О связи между концентрациями в атмосферном воздухе диоксида серы и взвешенных частиц и малым весом новорожденного сообщается в работах X. Wang et al. (1998). Доказано также и влияние такого поллютанта, как оксид углерода, на увеличение частоты рождения детей с малой массой (Reatz В., Yu F., 1999).
В России увеличение числа новорожденных с малым весом зафиксировано в загрязненных городах (Красноуральск, Кировоград, Нижний Тагил, Чапаевск, Ангарск и т.д.).
Дети, родившиеся в городах с наиболее загрязненной окружающей средой, чаще страдают различными заболеваниями, в том числе врожденными пороками развития (ВПР). По данным Европейского регистра, частота ВПР у новорожденных в европейских странах колеблется в пределах 24\%. Среди причин младенческой смерти ВПР занимают значительное место, и, несмотря на снижение младенческой смертности в России, число смертельных исходов, связанных с этой патологией, не уменьшается. В структуре причин младенческой смертности в России ВПР занимают до 25\% (Ревич Б.А., 2001). В настоящее время в России проводится мониторинг ВПР. Рост числа ВПР отмечается практически во всех промышленных центрах. Максимальная частота индикаторных ВПР выявлена в таких городах с наиболее неблагоприятной экологической ситуацией, как Норильск, Кемерово, Между-реченск, Владикавказ, Томск, Уфа, Люберцы (Московская область), Чапаевск, Дзержинск, Новомосковск и т.д.
Исследование врожденных пороков (Пахомов С.П., 2005) как важного показателя экологической напряженности позволило выявить группы районов в обеих областях с высокой частотой ВПР, причем в Орловской области частота ВПР (33,98 ± 3,53\%о) трехкратно превышала значения Курской области (12,35 ± 0,97\%о). В динамике по Курской (11,05\%о в 1990 г., 12,35\%о в 1999 г.) и Орловской (24,60\%с в 1992 г. и 38,60\%о в 2001 г.) областям следует отметить неблагоприятную тенденцию — это постоянный рост количества ВПР за весь изучаемый период.
Природный радиационный фон. Влияние радиации на организм человека. Нормы радиационной безопасности
На фоне значительного обострения экологической ситуации, связанного с индустриализацией и урбанизацией современного общества, а также с ростом народонаселения, проблема научной оценки влияния на природную среду и человека всех факторов, воздействующих на биосферу, приобретает исключительную актуальность. К числу таких факторов относится также ионизирующее излучение.
Радиация сопровождает человечество на протяжении всей его истории. Однако осознание наличия радиации и специфических эффектов от ее воздействия пришло к человеку сравнительно недавно — с момента открытия явления радиоактивности французским физиком А. Беккерелем в 1896 г.
Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений. Для характеристики радиоактивности используются единицы активности:
■ системная единица (в системе СИ) — беккерель (Бк), равная одному ядерному превращению в секунду;
■ несистемная (специальная) единица — кюри (Ки), равная 3,7 × 1012 беккерелей.
Ионизирующее излучение — любое излучение, за исключением видимого света и ультрафиолетового излучения, взаимодействие которого со средой приводит к ее ионизации, т.е. к образованию электрических зарядов разных знаков. Кроме ионизации все виды излучений вызывают возбуждение атомов и молекул путем передачи им части энергии, недостаточной для ионизации.
Ионизирующее излучение подразделяют на электромагнитное и корпускулярное.
К электромагнитным излучениям относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи радиоактивных элементов и тормозное излучение, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц при прохождении через вещество. Эти разновидности излучений имеют ту же природу, что и видимый свет, радиоволны, но с меньшей длиной волны. Электромагнитные излучения не имеют массы покоя и заряда, а потому обладают наибольшей проникающей способностью. Пробег частиц излучений (фотонов) максимально сокращается в таких материалах, как свинец, что используется при конструировании защитных экранов.
Корпускулярное излучение — ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля. Выделяют две их разновидности. Заряженные частицы: β-частицы (электроны), протоны (ядра водорода), дейтроны (ядра тяжелого водорода — дейтерия), α-частицы (ядра гелия), тяжелые ионы — ядра других элементов, ускоренные до больших энергий. При прохождении через вещество заряженная частица, теряя свою энергию, вызывает ионизацию и возбуждение атомов. К незаряженным частицам относятся нейтроны, которые не взаимодействуют с электронной оболочкой атома, беспрепятственно проникают в глубь атомов, вступая в реакцию с ядрами. При этом испускаются α-частицы и протоны. Протоны приобретают в среднем половину кинетической энергии нейтронов и вызывают на своем пути ионизацию. Плотность ионизации протонов велика, поэтому нейтроны следует рассматривать как частицы, косвенно вызывающие очень плотную ионизацию. В веществах, содержащих много
атомов водорода (вода, парафин, графит), нейтроны быстро растрачивают свою энергию и замедляются, что используется в целях радиационной защиты.
Радиоактивные явления, происходящие в природе, называют естественной радиоактивностью; аналогичные процессы, происходящие в искусственно полученных веществах, — искусственной радиоактивностью. Данные процессы участвуют в формировании радиационного фона (РФ). Под РФ принято понимать ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения, а также искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека. РФ воздействует на все население земного шара, имея относительно постоянный характер.
Выделяют:
■ естественный (природный) радиационный фон (ЕРФ);
■ технологически измененный естественный радиационный фон
(ТИЕРФ);
■ искусственный радиационный фон (ИРФ). Источники, формирующие природный фон, подразделяются на:
■ внешние источники внеземного происхождения (космические излучения);
■ внешние источники земного происхождения (радионуклиды земной коры, воды, воздуха);
■ внутренние источники, т.е. радионуклиды естественного происхождения, содержащиеся в организме (изотопы 40К и 14С, отложившиеся в костях радий и торий, радон, растворенный в тканях организма).
Технологически измененный радиационный фон представляет собой ионизирующее излучение от природных источников, изменяющихся в результате антропогенной деятельности, — добыча полезных ископаемых; добыча, использование и выброс в окружающую среду продуктов сгорания органического топлива; изготовление и использование минеральных удобрений, строительных материалов, авиационные перелеты, курение.
Основной причиной радионуклидного загрязнения среды является хозяйственная деятельность человека, которая приводит к выносу на поверхность земли веществ с повышенным содержанием естественных радионуклидов и их концентрированию в конечных продуктах и отходах. Одним из основных поставщиков естественных радионуклидов в окружающую среду следует признать каменный уголь, который содержит калий-40, уран-238, торий-232 и продукты их распада. Из трех этапов (добыча угля, его применение, использование золы)
к перераспределению радионуклидов из земной коры в биосферу в основном приводит сжигание угля. Население, проживающее вблизи угольных теплоэлектростанций, подвергается более интенсивному воздействию естественных радионуклидов за счет их вдыхания, внешнего облучения и поступления с водой и пищей. Учитывая, что главным способом применения угольной золы является ее использование для производства цемента и бетона, применение золы в строительстве приводит к увеличению доз облучения за счет внешнего облучения и вдыхания продуктов распада радона.
Искусственный радиационный фон — это излучения, представленные рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами. Он формируется за счет объектов атомного цикла, работой АЭС и АЭУ, использованием рентгенорадиоизотопной диагностики и лечения, применением бытовых приборов, радиоактивными выпадениями вследствие испытаний ядерного оружия (табл. 11).
Таблица 11
Основные источники облучения населения России и обусловленные
ими эффективные эквивалентные дозы (Нормы радиационной безопасности, 1999; Крисюк Э. и соавт., 1989)
Окончание табл. 11
Начиная с 1945 г. основным источником радиоактивных материалов во внешнюю среду и главным фактором облучения человека являлись ядерные взрывы. В связи с тем что ядерные испытания в атмосфере не проводились с 1980 г., не распавшиеся до настоящего времени продукты ядерных взрывов (углерод-14, водород-3, цезий-137, стронций-90) создают настоящему и будущим поколениям лишь остаточную дозу, величина которой равна примерно 3 годам облучения от естественных источников. Важное медико-экологическое значение имеет ядерно-топливный цикл, включающий этапы добычи и переработки урановой руды, перевозку ядерных материалов и удаление радиоактивных отходов. На каждом из этапов цикла нельзя исключить попадания тех или иных количеств радионуклидов в окружающую среду. Особенно это касается ситуаций, связанных с нарушением технологического ритма АЭС или аварий, которые характерны для последних десятилетий.
Источниками воздушного загрязнения, в основном за счет радо-на-222, являются урановые рудники и рудные «хвосты», вывозимые с предприятий. Одной из причин загрязнения окружающей среды являются отвалы пустой породы рудников, содержащие значительные количества долгоживущих радионуклидов. Они могут служить мощным дозообразующим фактором в случае, когда пустая порода используется в качестве наполнителя при строительстве жилых домов. Серьезную проблему, прежде всего для крупных промышленных центров, представляет загрязнение территорий изделиями с нанесенными на них светосоставами постоянного действия, содержащими соединение радия-226, «циферблаты», стрелки и т.д.
Существенно увеличивают дозы облучения населения радиационные аварии, особенно аварии на АЭС. Анализ последствий аварий, в том числе аварий на Чернобыльской АЭС, показал, что главным
образом на организм человека воздействует внешнее облучение за счет осевших на землю радионуклидов и употребление загрязненных продуктов питания. В ряде случаев, преимущественно после аварии, первостепенное значение может иметь вдыхание радионуклидов, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе.
Принципиальное значение для проведения защитных мероприятий имеет изотопный состав и период полураспада радионуклидов, выброшенных в результате аварии во внешнюю среду и поступающих к человеку. В первый месяц после аварии существенным источником внешнего облучения являются короткоживущие гамма-излу-чающие радионуклиды: йод-132, барий-140, лантан-140, цезий-136, рутений-103, рутений-106. В течение нескольких лет источником внешнего гамма облучения становится цезий-134, а нескольких десятков лет — цезий-137.
При поступлении радионуклидов с водой и пищей наиболее значительную дозу создают йод-131, цезий-134, цезий-137, основными поставщиками которых являются молоко и молочные продукты, зерновые, зелень, овощи и мясо.
Структуру ионизирующего облучения, получаемого населением за год, можно представить следующим образом:
■ 54\% — радон, содержащийся в жилищах или в атмосфере;
■ 14\% — медицинская радиология;
■ 11\% — излучение, получаемое человеком в результате вдыхания воздуха, потребления воды и пищи;
■ 8\% — горные породы и почвы;
■ 8\% — космические лучи;
■ 3\% — антропогенные источники;
■ 2\% — ядерные испытания.
Большую часть (до 98\%) облучения человек получает за счет природных источников излучения и при медицинском обследовании (см. табл. 11).
Как известно, для организма опасен не сам фон, а доза полученного облучения, т.к. именно она определяет количество образовавшихся ионов и соответственно неблагоприятные последствия для человека.
Итак, мерой ионизирующего излучения является доза.
Экспозиционная доза (Х) — это доза рентгеновского или γ-излуче-ния, характеризующаяся по ионизирующему эффекту в воздухе. Единицы измерения: системная (СИ) — кулон на килограмм (Кл\кг), несистемная — рентген (Р): 1 Кл кг = 3876 Р; 1 Р = 0,258 мКл кг.
Поглощенная доза (D) — энергия любого вида излучения, поглощенная массой любого вещества. Единицы измерения: системная —
грей (Гр), равная 1 джоулю энергии, поглощенному одним килограммом массы; внесистемная — рад (р), 1 Гр = 100 рад.
Эквивалентная доза (Н) — доза любого вида излучения при хроническом облучении биологических объектов, приравниваемая по биологическому эффекту к рентгеновскому или гамма-излучению. Эквивалентная доза равна произведению поглощенной дозы на коэффициент качества или взвешивающий коэффициент (что одно и то же) для любых видов излучения. Взвешивающий коэффициент для β-излуче-ния = 1 (как у рентгеновского и γ-излучений), для медленных или тепловых нейтронов и протонов = 5, для α-излучения = 20. Это значит, что от физически равных доз рентгеновского и α-излучений от последнего биологический эффект будет в 20 раз больше. Единицы измерения: системная — зиверт (Зв), равная грею, деленному на взвешивающий коэффициент; внесистемная — бэр, равная раду, деленному на взвешивающий коэффициент. Бэр — это поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, которая имеет такую же биологическую эффективность, как 1 рад рентгеновского излучения со средней удельной ионизацией 100 пар ионов на 1 мкм в Н2О; 1 Зв = 100 бэр.
Учитывая, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны, чем другие, то для оценки используется также эффективная доза (Е) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты: Е = Σ (НТ × WT), где НТ — эквивалентная доза в органе или ткани, а WT — взвешивающий коэффициент для органа или ткани. Единица эффективной дозы — Зв.
Взвешивающие коэффициенты для ткани и органов при расчете эффективной дозы — множители эквивалентной дозы, используемые в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов и тканей в возникновении стохастических эффектов радиации (табл. 12).
Таблица 12
Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов
Окончание табл. 12
В медицине и радиобиологии эффективная доза рассматривается как показатель риска для здоровья, обусловленного воздействием ионизирующего излучения любой продолжительности, независимо от вида и энергии излучения.
Вышерассмотренные понятия описывают только индивидуально получаемые дозы. Однако для решения экологических и гигиенических задач, связанных с развитием популяций, и проведения долгосрочных оценок по формированию здоровья необходимо использовать показатели, характеризующие эффект воздействия ионизирующих излучений на группы населения.
1. Эквивалентная, или эффективная, ожидаемая доза при внутреннем облучении — доза за время, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм, если время не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и 70 годам — для детей.
2. Эффективная (эквивалентная) годовая доза — сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год. Единицы измерения: зиверт (Зв).
3. Эффективная коллективная доза — мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения, равная сумме индивидуальных эффективных доз. Единица измерения: человеко-зиверт (чел. Зв).
Биологическое действие ионизирующей радиации характеризуется рядом особенностей, среди которых выделяют:
■ отсутствие у млекопитающих специальных анализаторов для восприятия излучения;
■ неощутимость воздействия, способность к кумуляции и в связи с этим наличие скрытого периода;
■ морфологические и функциональные изменения элементов организма, которые определяются различной чувствительностью отдельных органов и тканей к воздействию ионизирующего излучения (ИИ);
■ зависимость степени повреждения от поглощенной дозы. Учитывая, что человек на протяжении всей жизни подвергается
воздействию ионизирующего излучения в той или иной степени, возникает вопрос, оказывает ли это действие на человека отрицательный эффект, и если да, то в какой степени. Большинство ученых придерживаются мнения о том, что ионизирующее излучение не является физиологическим для человека. Об этом свидетельствует, например, отсутствие в организме человека специфических к воздействию излучения рецепторов.
Механизм биологического действия ионизирующих излучений на живой организм очень сложный и, несмотря на большое количество исследований, до конца остается невыясненным. Полученные данные свидетельствуют о том, что у разных видов излучений механизм биологического действия по преимуществу одинаков.
Итак, поговорим о первичных процессах при действии ионизирующего излучения. При облучении биологических объектов, содержащих в своем составе в основном воду, находящуюся частично в свободном состоянии, частично входящую в состав органелл, принято считать, что 50\% поглощенной дозы в «обычной клетке» приходится на воду, другие 50\% — на ее органеллы и растворенные вещества. В соответствии с локализацией поглощенной энергии (в воде или в основном веществе) выделяют непрямое и прямое действие ионизирующего излучения.
При взаимодействии ионизирующей радиации с водой происходит выбивание электронов из молекул с образованием так называемых молекулярных ионов, несущих положительный и отрицательный заряды. Возникающие ионы воды, в свою очередь, распадаются с образованием ряда радикалов, которые взаимодействуют между собой. Считается, что главный эффект лучевого воздействия обусловлен такими радикалами, как Н+, ОН-, и особенно НО2 (гидропероксид). Возникшие в результате взаимодействия ионизирующего излучения с водой радикалы взаимодействуют с растворенными молекулами различных соединений, давая начало вторично-радикальным продуктам. Следует отметить, что в результате прямого и непрямого действия ионизирующей радиации на биосубстрат возникают идентичные «вторичные» радикалы. Дальнейшие этапы развития радиационного поражения молекулярных структур и надмолекулярных образований сводятся к изменениям со стороны белков, липидов и углеводов. Облучение
белковых растворов приводит к изменениям структуры белков за счет разрыва дисульфидных связей, разрыва пептидных и углеродных связей, происходит уменьшение содержания сульфгидрильных групп в аминокислотах, т.е. в молекулах белков происходят изменения, приводящие к потере ферментативной и иммунной активности. Облучение растворов полисахаридов приводит к образованию простых сахаров (глюкозы, мальтозы и др.), которые, в свою очередь, окисляются и распадаются до органических кислот и формальдегида.
При действии ионизирующей радиации на липиды образуются свободные радикалы, которые, взаимодействуя с кислородом, образуют перекисные соединения, обладающие высокой химической активностью и играющие важную роль в развитии лучевого поражения. В результате этих процессов, протекающих практически мгновенно, образуются новые химические соединения (радиотоксины), несвойственные организму в норме. Все это приводит к нарушению сложных биохимических процессов обмена веществ и жизнедеятельности клеток и тканей, т.е. к развитию лучевой болезни.
Проблема радиочувствительности структур клеток, тканей, организмов занимает центральное место в радиобиологии. Наиболее чувствительными к облучению структурами клеток организма человека являются ядро и митохондрии. Повреждение этих структур происходит при достаточно малых дозах, и проявляются они в самые ранние сроки.
В ядрах разно чувствительных клеток почти сейчас же после облучения угнетаются энергетические процессы, происходит выброс в цитоплазму ионов натрия и калия, нарушается нормальная функция мембран; одновременно возможны перестройки в ДНК, на уровне генов (генные мутации) или хромосом (хромосомные и геномные мутации).
В митохондриях наблюдаются набухание, деструкция крист и просветление матрикса; повреждение мембран митохондрий; эти изменения митохондрий проявляются прежде всего в резком угнетении процессов окислительного фосфорилирования (синтезе АТФ).
В реакции организма на поступление радионуклидов можно выделить три стадии радиационного поражения клетки (Кузин А.М., 1970).
1. Физическая. На этой стадии излучение воздействует на сложные макромолекулярные образования, ионизируя и возбуждая их, образуя высокоактивные радикалы. Эта стадия длится на протяжении всего периода нахождения радионуклидов в органах и тканях (до их физического распада и выведения из организма).
2. Химические преобразования. Они соответствуют процессам взаимодействия белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов
с водой, кислородом, радикалами воды. Это приводит к возникновению органических перекисей, вызывающих быстрое протекание реакций окисления, которые приводят к появлению множества измененных молекул. Радикалы, возникающие в слоях упорядоченно расположенных белковых молекул, взаимодействуют с образованием «сшивок», в результате чего нарушается структура биологических мембран. Повреждения мембран приводят к высвобождению ряда ферментов (ДНК-азы, фосфатазы, РНК-азы и др.)
3. Биохимическая стадия. Нарушение наступает в результате высвобождения ферментов из клеток органелл. Эти ферменты путем диффузии достигают любой органеллы клетки и легко проникают в нее благодаря увеличению проницаемости мембран. Под воздействием этих ферментов происходит распад высокомолекулярных компонентов клетки, в том числе нуклеиновых кислот и белков, что в конечном итоге приводит к гибели клетки (некрозу).
Радиочувствительность клеток в значительной мере зависит от скорости протекающих в них обменных процессов. Клетки, для которых характерны интенсивно протекающие биосинтетические процессы, высокий уровень окислительного фосфорилирования и значительная скорость роста, обладают более высокой радиочувствительностью, чем клетки, пребывающие в стационарной фазе. Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирующей радиации морфологические изменения, то клетки тканей организма человека по степени возрастания чувствительности можно расположить в следующем порядке: нервная ткань, хрящевая и костная, мышечная, соединительная, щитовидная железа, пищеварительные железы, легкие, кожа, слизистые оболочки, половые железы, лимфатическая ткань, костный мозг.
Мутагенное воздействие ионизирующей радиации впервые установили российские ученые Г.А. Надсон и Г.С. Филипов в 1925 г. в опытах на дрожжах. В 1927 г. это открытие было подтверждено Г. Мюллером на классическом генетическом объекте — дрозофиле.
Было показано, что ионизирующая радиация является средством индукции мутаций. Ионизирующее излучение может вызывать стойкие изменения в наследственном аппарате (мутации) как соматических, так и генеративных клеток. Мутации, возникающие в соматических клетках, могут в дальнейшем реализоваться в виде онкопатологии. Если мутации возникли в генеративных клетках (яйцеклетки и сперматозоиды), то в последующем они могут привести к развитию на-
следственной и врожденной патологии у потомков. Считается, что соматические клетки (содержащие диплоидный набор хромосом и ДНК) более устойчивы к воздействию радиации. По уровню возникновения мутации подразделяются на:
■ генные: связанные с перестройкой пар нуклеотидов на уровне гена;
■ хромосомные: происходит изменение структуры хромосом — де-леция (потеря участка хромосомы), дупликация (удвоение участка хромосомы), инверсия (поворот на 180 градусов участка хромосомы) и транслокация (обмен участками между негомологичными хромосомами);
■ геномные: имеет место изменение количества хромосом в сторону их уменьшения или увеличения.
На основании экспериментов было установлено, что ионизирующая радиация не имеет порога и показывает прямолинейную зависимость от дозы. Это свидетельствует о том, что любая сколь угодно малая доза ионизирующей радиации приводит к повышению частоты мутаций.
Биологический эффект воздействия ионизирующей радиации на организм человека зависит от уровня поглощенной дозы, времени облучения, мощности дозы, объема облучаемых тканей и органов, вида облучения. О поглощенной дозе уже говорилось выше, поэтому мы не будем повторяться и рассмотрим фактор времени — он в прогнозе возможных последствий облучения занимает важное место в связи с развивающимися после лучевого повреждения в тканях и органах процессами восстановления. Например, при однократном облучении собаки дозой 700 рентген самый вероятный исход облучения — гибель животного, облучение же дозой 720 рентген, но распределенной на год по 60 рентген в месяц, гибели животного не вызовет. Считается, что снижение мощности дозы облучения уменьшает биологический эффект. При малой мощности дозы скорость развития повреждений соизмерима со скоростью восстановительных процессов, с увеличением мощности излучения значимость процессов восстановления уменьшается, это, в свою очередь, приводит к возрастанию биологического эффекта. Степень лучевого поражения, развивающегося после облучения, в значительной мере зависит от того, подвергается ли облучению все тело или только какая-то часть. Например, при терапии злокачественных новообразований у больного в пораженной опухолью ткани создается поглощенная доза, достигающая тысяч рад, т.е. доза, во много раз превышающая абсолютно смертельную для человека в случае тотального облучения.
При воздействии на организм ионизирующая радиация может вызвать два вида эффектов — стохастические и нестохастические.
Стохастические эффекты (беспороговые) — это те, для которых вероятность возникновения эффекта, а не его тяжесть рассматривается как функция дозы без порога. В данном случае в основе этого понятия лежит концепция беспороговости и линейной зависимости между дозой, полученной индивидуумом и биологическим эффектом, вызванным облучением. К стохастическим эффектам в первую очередь относятся злокачественные новообразования и эффекты, связанные с возникновением наследственных и врожденных заболеваний. Количественная оценка зависимости «доза-эффект» для выхода злокачественных новообразований в достаточно широком диапазоне доз (от нескольких десятков до тысяч рад) осуществлена на обширном материале. Так, было обнаружено, что в отдаленные сроки после облучения (в среднем 9-11 лет) вырастает частота случаев возникновения лейкозов и других лимфо- и гемобластозов. С позиций концепции беспо-роговости и линейной зависимости конечный эффект — количество индуцированных излучением опухолей зависит не от величины индивидуальных доз и их распределения, а прежде всего от популяционной дозы (коллективной), которая выражается в чел. Зв или чел. Бэр и коллективного риска. Так, если дозу 1 бэр или 1 сантигрей (дозу, в 5 раз меньшую годовой предельно допустимой дозы, или в 3 раза меньшую той, которую пациент получает при рентгенографии зубов) распределить на 1 млн человек, то только от этой дозы можно ждать примерно 240 раковых заболеваний.
Нестохастические эффекты (пороговые, детерминированные) — это те эффекты, тяжесть которых варьирует в зависимости от дозы и для которых поэтому может существовать порог. К этим эффектам относят лучевую болезнь, лучевой ожог, лучевую катаракту, лучевое бесплодие. В случае одномоментного тотального облучения человека значительной дозой или распределения ее на короткий срок эффект от облучения наблюдается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от величины поглощенной дозы. При общем облучении человека дозой менее 100 бэр, как правило, отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляющиеся в сдвигах в формуле крови, изменением некоторых вегетативных функций. При дозах облучения более 100 Бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть которой зависит от дозы облучения. Степень I лучевой болезни (легкая) возникает при дозах 100-200 бэр, степень II (средней тяжести) — при дозах 200-300 бэр, степень III (тяжелая) — при дозах 300-500 бэр и степень IV (крайне тяжелая) — при дозах выше 500 бэр.
Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующей радиации имеют место реакции I степени (при дозе до 500 бэр), II степени (при дозе до 800 бэр), III степени (при дозе до 1200 бэр) и IV степени (при дозе свыше 1200 бэр), проявляющиеся в разных формах — от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (при I стадии) до язвенно-некротических поражений с образованием длительно незаживающих трофических язв (при IV степени лучевого поражения).
Под внутренним облучением понимают воздействие на организм ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма. Такой вид облучения возможен при вдыхании, заглатывании радиоактивных изотопов и проникновении их в организм через покровы кожи. В данном случае особенностью действия радиоактивных веществ на организм по сравнению с любыми фармакологическими препаратами или промышленными ядами будет то, что поражающим началом при попадании внутрь является ионизирующая радиация, а не химическая активность радиоактивных изотопов и их соединений. Это обусловлено ничтожно малой массой радиоактивных веществ при соответствующей высокой активности. В то же время от химических свойств большинства радиоактивных изотопов или их соединений зависит характер распределения их по органам и системам, а также скорость выведения из организма. На основании экспериментальных данных Национальное бюро стандартов США разработало рекомендации о недопустимости накопления в организме в течение всей жизни человека более 1 мкг радия, т.к. вероятность возникновения злокачественных новообразований при его превышении резко возрастает.
Допустимое содержание радиоактивных веществ в организме зависит от степени опасности радиоактивных элементов при попадании внутрь и определяется их радиотоксичностью.
Радиотоксичность — свойство радиоактивных изотопов вызывать большие или меньшие патологические изменения при попадании их в организм. Радиотоксичность изотопов зависит от ряда моментов, главными из которых являются следующие:
■ вид радиоактивного превращения (например, лучевое поражение ткани или органа α-частицами будет более выраженным, т.к. поглощенная доза при α-распаде в 20 раз больше, чем при β-распаде);
■ средняя энергия одного акта распада (чем выше уровень энергии одного акта распада, тем больше будет радиотоксичность);
■ схема радиоактивного распада (чем больше этапов радиоактивного превращения данного вещества, тем соответственно выше радиотоксичность);
■ пути поступления радиоактивного вещества в организм. Существует три различных пути поступления радиоактивных веществ
в организм:
1) при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными веществами;
2) через желудочно-кишечный тракт;
3) через кожу.
Наиболее опасен первый путь. Это обусловлено следующими причинами: во-первых, большим объемом легочной вентиляции; во-вторых, более высокими значениями коэффициентов усвоения, характеризующих долю отложившихся в организме радиоактивных веществ по отношению к общей поступающей внутрь активности. Пылевые частицы, на которых сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха проходят через верхние дыхательные пути. Их дальнейшая судьба зависит от их дисперсности. Крупные частицы, размеры которых превышают 1 мкм, эффективно задерживаются в верхних дыхательных путях.
При всасывании радиоактивных веществ из желудочно-кишечного тракта имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь. В зависимости от природы изотопа и химической формулы попадающего в организм соединения коэффициент резорбции изменяется в широких пределах: от сотых долей процента (цирконий) до десятков процентов (железо — 10\%), кобальт, стронций, радий — до 30\%.
Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет существенной роли. Исключение составляет изотоп водорода — тритий, легкопроникающий в кровь через кожу даже при обычных условиях.
По характеру распределения в организме человека радиоактивные вещества можно условно разделить на три группы:
1) откладывающиеся преимущественно в скелете (остеотропные) — кальций, стронций, барий, радий, цирконий;
2) концентрирующиеся в печени (до 60\%), из остального количества в скелете отлагается до 25\% — цезий, нитрат плутония и др.;
3) равномерно распределяющиеся по органам и системам — водород, углерод, железо, полоний:
а) с тенденцией к накоплению в мышцах — калий, цезий, рубидий;
б) с тенденцией к накоплению в ретикулоэндотелиальной системе (селезенке, лимфатических узлах) — рутений. Особое место занимает радиоактивный йод. Он селективно накапливается в щитовидной железе, причем удельная активность ткани щитовидной железы может превышать таковую других органов в 100-
200 раз.
Время пребывания излучателя в организме, по существу, определяет время облучения тканей, в которых локализован изотоп. Это зависит, во-первых, от периода полураспада изотопа (Тф); во-вторых, от скорости его выведения из организма, которая характеризуется периодом полувыведения (Тб), т.е. временем, в течение которого из организма выводится половина введенного радиоактивного вещества. Для количественной характеристики скорости исчезновения радиоактивного вещества из организма используется производный показатель — эффективный период (Тэфф) — время, в течение которого активность изотопа в организме уменьшается вдвое.
Эффективный период рассчитывается по формуле
Тэфф = (Тф × Тб) / (Тф + Тб).
Эффективный период для различных радиоактивных изотопов отличается широким многообразием — от нескольких часов (24Na, 64Cu) и дней (131I) до десятков лет (90Sr). Чем больше эффективный период у изотопа, тем выше степень его радиоактивности, т.к. суммарная доза возрастает с увеличением эффективного периода полураспада.
Сроки поступления радиоактивных веществ в организм имеют значение при оценке степени радиотоксичности.
Вопросы радиационной безопасности в международном масштабе регламентируются Международным комитетом по радиационной защите (МКРЗ), который тесно сотрудничает с МАГАТЭ и Международной комиссией по радиационным единицам (МКРЕ).
В России регулирование радиационной безопасности и защита населения от воздействия загрязняющих веществ регламентируется федеральными законами «О радиационной безопасности населения» (1996), «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1999), «Об использовании атомной энергии» (1996). На основе указанных законов разработаны и утверждены «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99), регламентирующие требования законов в форме основного дозового предела, допустимого уровня воздействия ионизирующих излучений и других требований по ограничению облучения человека. В «Нормах радиационной безопасности» даны также термины и определения, относящиеся к вопросам радиационной безопасности.
Нормами радиационной безопасности установлены следующие категории.
Категория А: персонал — лица, которые постоянно или временно непосредственно работают с источниками ионизирующих излучений. Среди персонала категории А выделены две группы:
1) лица, условия труда которых таковы, что доза может превышать 0,3 годовой ПДД; для этой группы обязателен индивидуальный дозиметрический контроль;
2) лица, условия труда которых таковы, что доза не может превысить 0,3 годовой ПДД; для лиц этой группы индивидуальный контроль не является обязательным. Сохраняется контроль мощности дозы внешнего облучения и концентрации радионуклидов в воздухе рабочих помещений. Оценка облучения персонала проводится по этим данным. Понятие «предельно допустимая доза» (ПДД) — это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала (категория А) неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.
Категория Б: ограниченная часть населения, которые не работают непосредственно с источниками излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения, применяемых в учреждении и (или) удаляемых во внешнюю среду с отходами. Для этой части населения установлен «предел дозы» (ПД) — это предельная индивидуальная эквивалентная доза за год, которая при равномерном накоплении в течение 70 лет не вызовет в состоянии здоровья ограниченной части населения (категория Б) неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами исследований. ПД является основным дозовым пределом для категорий Б.
Категория В: оставшееся население (большинство).
В зависимости от радиочувствительности выделены три группы критических органов или тканей. В нормах радиоактивной безопасности для категорий А и Б в зависимости от группы критических органов установлены дозовые пределы.
Критический орган — орган, ткань, часть тела или все тело, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству. В основу деления на группы критических органов положен закон радиочувствительности Бергонье-Трибондо, по которому наиболее чувствительными к ионизирующему излучению являются наименее дифференцированные ткани, клетки которых интенсивно делятся.
К первой группе относятся: гонады, красный костный мозг и все тело, если тело облучается равномерным излучением.
Ко второй группе относятся: мышечная и нервная ткань, щитовидная железа, жировая ткань, печень, селезенка, почки, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы.
К третьей группе относятся: кожный покров, костная ткань (табл. 13).
Таблица 13
Дозовые пределы в зависимости от группы критических органов и категории обучаемых лиц
Ограничение облучения населения (категория В) определяется возможным возникновением стохастических эффектов (новообразования, наследственные и врожденные заболевания).
По данным Научного комитета ООН по действию атомной радиации, принято, что удвоение частоты спонтанных мутаций при действии острого одноразового облучения происходит при дозе 30 рад. При хроническом облучении малыми дозами, когда идут процессы восстановления, тот же эффект должен наблюдаться при накапливании суммарной дозы 100 рад в течение репродуктивного периода жизни человека (30 лет).
Эколого-гигиенические проблемы питания населения
Питание является одним из наиболее активных и важных факторов внешней среды, которое оказывает разнообразное влияние на организм человека, обеспечивает его рост, развитие, сохранение трудоспособности и оптимальной продолжительности жизни.
Питание является одним из основных факторов, определяющих здоровье человека.
Все это обеспечивается ежедневным приемом пищи с определенным набором продуктов питания.
В соответствии с особенностями биологического действия пищи на организм выделяют 4 вида питания людей в современных условиях: превентивное, лечебно-профилактическое, лечебное и рациональное.
1. Превентивное питание — это профилактическое питание здоровых людей, относящихся к группам риска, основанное на неспецифическом действии питания, препятствующее развитию и прогрессированию неинфекционных (неспецифических) заболеваний -атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета, заболеваний органов пищеварения и т.д.
2. Лечебно-профилактическое — это питание здоровых людей, работающих в неблагоприятных производственных условиях, основанное на защитном действии пищи, способном повысить устойчивость организма к факторам химической, физической и биологической природы. В этом питании используются специальные рационы, витаминные препараты, а также молоко, кисломолочные продукты и пектин.
3. Лечебное питание, или диетическое, — это питание больного человека, основанное на фармакологическом действии пищи, способном восстанавливать нарушенный болезнью гомеостаз.
Принципы лечебного питания:
■ воздействие на весь организм, а не только на больной орган. В лечебном питании возможно снижение поступления отдельных нутриентов, например уменьшение потребления белка при некоторых заболеваниях почек. Однако эти ограничения должны иметь предел в виде минимальной физиологической потребности в незаменимых аминокислотах;
■ изменение характера питания в зависимости от этапа болезни. Некоторые лечебные столы отличаются низкой калорийностью и низким содержанием важнейших нутриентов, поэтому нельзя длительное время вести пациента на таких диетах;
■ щадящее (химическое, механическое или термическое), разгрузочное или тренирующее воздействие на больной организм. Этот принцип основан на патогенезе конкретного заболевания.
4. Рациональное питание — это питание здорового человека, основанного на специфической способности пищи предупреждать возникновение алиментарных заболеваний. Оно является физиологически полноценным питанием с учетом пола, возраста, характера трудовой деятельности, особенностей климатического района проживания и должно обеспечивать гомеостаз.
Итак, человек получает готовую энергию и органические вещества в результате потребления смешанной (животной и растительной) пищи в виде определенного набора натуральных пищевых продуктов, хотя в последние годы появились и синтетические, искусственные.
Продукты питания — это сложный комплекс разнообразных химических веществ, в числе которых находятся питательные вещества, антипитательные и чужеродные вещества (ксенобиотики).
Питательные вещества — это пищевые (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли, вода) и вкусовые (органические кислоты, кетоны, эфиры, красители, дубильные вещества и т.д.) вещества. Это те вещества, ради которых и употребляются продукты питания. Пищевые вещества обеспечивают биологические потребности организма в веществах и энергии, а вкусовые обеспечивают определенные органо-лептические свойства продукта питания.
К антипитательным веществам относятся некоторые аминокислоты, антиминеральные вещества, антивитамины и т.д. Являясь естественным компонентом пищи, они снижают ее биологическую значимость за счет нарушения усвоения соответствующих пищевых веществ (например, антивитамин аскорбиназа разрушает аскорбиновую кислоту).
К чужеродным химическим веществам (ЧХВ) относятся остаточные количества пестицидов, радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов, микотоксины, алкалоиды, нитрозамины, гормоны (эстрогены, добавляемые в корм животных для их роста), бета-блокаторы, применяемые для снятия стрессов у животных, антибиотики — для лечения и профилактики инфекционных болезней животных и многие другие. Они оказывают на организм неблагоприятное воздействие.
Питательные и антипитательные вещества являются естественными компонентами пищевого продукта, ЧХВ — его загрязнителями, представляющими серьезную экологическую проблему современности. Они поступают в продукты питания вследствие нарушений агротехники выращивания сельскохозяйственных растений, использования несоответствующей тары и упаковочных материалов, новых технологий выращивания убойного скота, пищевых добавок, не прошедших апробацию или применяемых в повышенных дозах, новых технологий получения продуктов или отдельных пищевых веществ с помощью химического или микробиологического синтеза, генной инженерии и т.д.
Наибольшее количество ЧХВ поступает в пищевые продукты из загрязненной окружающей среды — воздуха, воды и почвы. Из всех ксенобиотиков, поступающих в организм человека, 70\% попадает с пищей, 20\% — с воздухом и 10\% — с водой.
Это связано с тем, что продукты питания загрязняются ЧХВ одновременно из атмосферного воздуха, воды и особенно из почвы.
Спектр возможного патогенного воздействия ЧХВ, поступающих в организм с пищей, очень широк. Они могут:
■ неблагоприятно влиять на пищеварение и усвоение пищевых веществ;
■ понижать защитно-иммунные силы организма;
■ сенсибилизировать организм;
■ оказывать общетоксическое действие;
■ вызывать гонадотоксический, эмбриотоксический, тератогенный и канцерогенный эффекты;
■ ускорять процессы старения;
■ нарушать функцию воспроизводства.
Поэтому качество и безопасность продуктов питания в России обеспечивается в соответствии с Федеральным законом «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (2000). Этот Закон включает 30 статей, в которых содержится весь комплекс правовых норм, устанавливающих требование к пищевым продуктам, используемому для их изготовления сырью, контактирующими с ними материалами и изделиями, а также организации и проведению мероприятий, направленных на обеспечение надежного качества пищевых продуктов и безопасности на всех этапах их производства, закупки, поставки, хранения, транспортировки и реализации населению.
Основные положения Закона базируются на следующих принципах.
1. Обязательное соблюдение требований к качеству и безопасности пищевых продуктов на всех этапах их производства, хранения, транспортировки, реализации и использования.
2. Ответственность изготовителей (поставщиков, продавцов) за качество и безопасность пищевых продуктов на всех этапах их производства и оборота, а также за гарантии качества и безопасности, подтверждаемые системой производственного (технологического) контроля.
3. Ответственность государства за регулирование процессов обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов посредством государственного нормирования, лицензирования деятельности, связанной с производством и оборотом пищевых продуктов, оценки и подтверждения соответствия и государственной регистрации пищевых продуктов, государственного надзора и контроля, а также мониторинг качества и безопасности пищевых продуктов и здоровья населения.
4. Информирование населения о качестве и безопасности пищевых продуктов, об эффективности мер государственного регулирования в этой сфере.
5. Исключение (путем запрещения) из свободного обращения некачественных и опасных пищевых продуктов, а также продовольственного сырья, материалов и изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, не соответствующих установленным требованиям; их обязательная утилизация и уничтожение.
Необходимость оценки качества пищевых продуктов и содержания в них загрязняющих веществ обуславливается тем, что повышенное содержание в продуктах питания загрязняющих веществ может оказывать прямое негативное влияние на здоровье населения. Особенно это относится к небольшим городам с заводами, в которых население вынуждено использовать загрязненные почвы для производства продуктов питания.
Нерациональное питание, отличающееся несбалансированностью пищевых веществ в рационе, дефицитом содержания макро- и микроэлементов, усугубляет негативное влияние других факторов окружающей среды и должно учитываться как фактор риска. Так, например, в таких экологически неблагополучных городах, как Кемерово, Норильск, Екатеринбург, Оренбург, население обеспечено каротином и витамином А только на 30-85\% (Спиричев В. и соавт., 1995). Низкая обеспеченность каротиноидами является неблагополучным фактором, существенно повышающим риск развития онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. В большинстве регионов России отмечается недостаточное обеспечение кальцием, фосфором, йодом и другими нутриентами.
Многие ученые справедливо полагают, что более 90\% болезней человека прямо или косвенно обусловлены характером его питания.
С нарушением питания прямо связаны следующие заболевания:
■ сердечно-сосудистые (атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь);
■ желудочно-кишечного тракта (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, печени, кишечника, в том числе и онкологические);
■ мочеполовой системы (мочекаменная болезнь);
■ обмена веществ (сахарный диабет, гипер-, гипо-, авитаминозы, ожирение);
■ зубов и полости рта (кариес зубов и т.д.).
Нарушение питания косвенно ведет к ослаблению иммунной системы организма, а это значит, что:
■ люди чаще болеют простудными и онкологическими заболеваниями;
■ наступает преждевременное старение организма;
■ снижается продолжительность жизни.
По данным Института питания РАМН, важнейшими последствиями нарушения пищевого статуса населения России являются:
■ снижение у 14\% детей до двухлетнего возраста антропометрических показателей;
■ наличие у 55\% взрослых старше 30 лет избыточной массы и ожирения;
■ прогрессирующее увеличение численности населения со сниженной массой тела, даже у юношей призывного возраста (18- 19 лет);
■ недостаток витамина С у 70-100\% населения;
■ недостаток витаминов группы В (В1, В2, В6 и фолата) у 40-80\% населения;
■ недостаток бета-каротина у 40-60\% населения;
■ недостаток селена у 85-100\% населения; недостаток йода, цинка и других микроэлементов.
Таким образом, питание представляет собой серьезную социально-гигиеническую проблему, заключающуюся в предупреждении возникновения многочисленных алиментарных заболеваний, для изучения которых удобно пользоваться следующей классификацией (табл. 14).
Таблица 14
Классификация болезней неправильного питания (Лакшин А.М., Катаева В.А., 2004)
Окончание табл. 14
Большинство металлов, включая тяжелые, являются эссенциаль-ными факторами для организма человека. Однако в определенных концентрациях ряд из них представляет опасность для здоровья человека. Известно, что из 12 наиболее распространенных и потенциально опасных для человека тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий, сурьма, олово, медь, ванадий, хром, молибден, марганец, кобальт и никель) первые четыре могут быть безоговорочно отнесены к токсичным элементам (ксенобиотикам).
Бóльшая часть многих токсических веществ поступает в организм человека с пищевыми продуктами. Так, например, до 40-70\% всего суточного поступления свинца попадает именно этим путем. В отечественных видах пищевых продуктов наиболее высокие уровни содержания свинца определяются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и мороженой, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Наиболее высокое содержание свинца в корнеплодах, выращенных на землях вблизи промышленных районов, вдоль дорог. В организме человека ионы свинца взаимодействуют с сульфгидрильными группами белков, в первую очередь ферментов, образуя устойчивые соединения и блокируя различные ферментные системы. Свинец способен к кумуляции (в костной ткани).
В продуктах питания кроме свинца возможно накопление таких канцерогенных веществ, как кадмий, бенз(а)пирен, нитросоедине-ния, ртуть, полихлорированные бифенилы, мышьяк. Кадмий может присутствовать в морепродуктах, зернах, овощах и мясе. Ионы этого металла на порядок более токсичны, чем свинец.
Высокие уровни бенз(а)пирена на поверхности мяса и рыбы могут быть следствием обжаривания или обжигания. Эти методы приготовления пищи могут привести к образованию высокомутагенных и канцерогенных продуктов пиролиза аминокислот.
Особенностью нитросоединений является возможность их образования из предшественников в объектах окружающей среды (вода, атмосфера, почва), в продуктах питания, а также в организме животных и человека. Интенсивное применение в сельском хозяйстве азотных удобрений и пестицидов, содержащих до 1 г/кг различных нитросо-единений, привело к значительному накоплению предшественников нитрозаминов (нитратов, нитритов) в почве, воде и растениях.
Нитрозамины содержатся в рыбных и мясных продуктах, молоке, а также в табачном дыме. Они могут образовываться и выделяться в воздух при копчении и консервировании продуктов питания, содержащих нитраты и нитриты; при жарке, сушке и солении. N-нитрозами-ны обнаружены в пшенице, кукурузе, свекле, картофеле, пастбищных и дикорастущих травах. Доказан эндогенный синтез нитрозаминов у животных и человека, в частности в кислой среде желудочного сока из нитратов и вторичных аминов или амидов. В эксперименте на животных установлена возможность трансплацентарного действия этих соединений и установлено их токсическое воздействие на плод (Невзорова А., 1993).
Международное агентство по изучению рака не включило ни одно нитросоединение (даже оказавшиеся концерогенными в опытах на животных) в 1-ю группу веществ, опасных для человека из-за отсутствия эпидемиологических данных
Ртуть опасна из-за ее высокой токсичности и способности к кумуляции в организме. В природе существуют 2 типа круговорота ртути — глобальный и локальный. Глобальный связан с обменом элементарной ртути между атмосферой и Мировым океаном. Локальный же обусловлен процессами метилирования неорганической ртути, поступающей из антропогенных источников. Этот процесс в донных отложениях водоемов является ключевым звеном движения ртути по пищевым цепям водных экосистем, конечным этапом которого является организм человека. Наиболее опасными морепродуктами являются хищные рыбы (тунец и др.), в тканях которых может накапливаться до 1 мг/кг ртути. Важнейшим источником ртути в пищевых цепях наземных экосистем являются пестициды (типа гранозана).
Влияние средств химизации сельского хозяйства на состояние среды обитания человека чрезвычайно велико. Государственная политика в области контроля за производством и использованием пестицидов
осуществляется на основе Федерального закона «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами». Сведения о нормативах содержаться в документе «Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды» (ГН 1.1.546-96). Федеральным центром Госсанэпиднадзора Минздравсоцразвития России организован социально-гигиенический мониторинг загрязнения окружающей среды пестицидами, в том числе действует компьютерная программа «Пестотест». Этот мониторинг включает в себя:
■ определение пестицидов во всех компонентах окружающей среды;
■ определение остаточных количеств пестицидов в продуктах питания;
■ расчет пестицидных нагрузок;
■ определение продуктов, препаратов, а также территорий повышенного риска;
■ создание региональных регистров;
■ проведение комплексных региональных исследований по влиянию пестицидов на здоровье населения и другие мероприятия.
По данным Государственной санитарно-эпидемиологической службы, из продуктов питания наиболее загрязнены пестицидами мясо и мясопродукты, мед и продукция пчеловодства. Количество образцов продуктов питания, содержащих пестициды, составляет более 6\%, что свидетельствует о достаточно широкой их распространенности в продуктах питания.
Микотоксины относятся к наиболее распространенным ксенобиотикам наряду с токсичными металлами, нитрозаминами, ароматическими углеводородами, пестицидами и т.д.
Микотоксины — это вторичные метаболиты микроскопических (плесневых) грибов, обладающих высокой токсичностью. Многие из них способны оказывать мутагенное, тератогенное и канцерогенное действие. В настоящее время обнаружено более 10 000 штаммов, принадлежащих к 350 видам микроскопических грибов, которые продуцируют около 300 токсинов, вызывающих алиментарные микоток-сикозы человека и животных. Наиболее токсичными микотоксинами являются афлатоксины (В1, В2, М1, G1, G2), дезоксиниваленол, зеара-ленон, патулин, охратоксин А, эрготоксин, эрготамин, эргометрин и др. Наиболее распространенными микотоксинами являются фузари-отоксины. В России в ареалах этого микотоксина его частота выявления в пшенице достигает 60-100\%.
Среди микотоксинов канцерогенным действием обладают афлатоксины, которые продуцируются некоторыми штаммами грибов. Эти грибы встречаются повсеместно, и поэтому масштабы загрязнения ими
пищевых продуктов и кормов для животных весьма значительны. Распространенность и уровень афлатоксиновой контаминации зависят от температуры, влажности, условий выращивания, уборки и хранения сельскохозяйственных продуктов. Хотя афлатоксины выявляются в различных продуктах, преимущественно и в более высоких концентрациях афлатоксины находятся в арахисе и плодах других масличных культур, кукурузе и семенах хлопчатника, древесных орехах. Кроме того, афлаток-синами заражаются корма для животных, и в тканях животных, яйцах, рыбе, домашней птице, молоке, молочных продуктах найдены остаточные количества афлатоксинов. При интегральной оценке канцерогенной опасности эксперты МАИР пришли к заключению, что природная смесь афлатоксинов безусловно канцерогенна для человека (Худолей В., 1999).
Питание людей отличается разнообразием пищевых рационов и их химического состава, что не позволяет нормировать допустимое содержание химических веществ в каждом пищевом продукте.
Поэтому особенностью нормирования вредных веществ в пищевых продуктах является то, что ПДК устанавливается с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП). Необходимость в таком подходе обусловлена тем, что набор пищевых продуктов в суточном рационе человека весьма разнообразен и установление ПДК для каждого вредного вещества, а в дальнейшем изучение суммарного эффекта их действия значительно удлиняют сроки установления нормативов и ведут к неоправданным материальным затратам. Величину ПДК определяют расчетным путем, исходя из значения ДСП и количества продукта в суточном рационе.
Под допустимой суточной дозой (ДСД) понимают максимальное количество вещества в миллиграммах на килограмм массы тела, ежедневное пероральное поступление которого на протяжении всей жизни человека не оказывает неблагоприятного влияния на его жизнедеятельность, здоровье, а также на здоровье будущих поколений.
Для определения допустимого суточного поступления (ДСП) необходимо величину ДСД умножить на массу тела человека, чтобы получить количество вещества (мг), которое может поступить в организм человека в течение суток в составе пищевого рациона.
При нормировании вредных веществ в пищевых продуктах используются специфические показатели вредности:
■ органолептический, обеспечивающий сохранение органолепти-ческих свойств продукта;
■ общегигиенический, ограждающий пищевой продукт от снижения биологической ценности, способствующий его сохранности и улучшению технологических свойств в процессе обработки;
■ технологический, определяющий присутствие веществ в обрабатываемом пищевом продукте в соответствии с технологическим регламентом его получения;
■ токсикологический.
Нормирование вредных веществ в пищевых продуктах включает семь этапов исследования.
1. Первый этап (подготовительный) заключается в предварительной токсико-гигиенической оценки регламентируемого вредного вещества. Для этого знакомятся с характеристикой вещества на основании сведений, представляемых учреждением, его синтезировавшим, и данных литературы, выясняют название вещества, его назначение, технологию получения, химическую структуру или состав, устанавливают наличие примесей, физико-химические свойства.
2. Вторым этапом является определение стойкости вещества в процессе кулинарной обработки. Для предварительного прогноза используют данные о стойкости изучаемого вещества в окружающей среде. Если вещество имеет период полураспада более 2-х лет, то оно относится к группе очень стойких; 0,5-2 года — стойких; 1-6 месяцев — умеренно стойких; до 1 месяца — малостойких веществ. Этот этап исследования весьма важен, т.к. позволяет прогнозировать поведение вещества в различных пищевых продуктах при хранении в домашнем холодильнике, комнатных условиях, при термической и технологической обработке.
3. На третьем этапе исследований изучают влияние остаточных количеств вредного вещества на органолептические свойства пищевого продукта. Результатом этих исследований должно явиться установление концентраций вредного вещества, не ухудшающих органолептических свойств продукта. Утверждают безопасность использования и, если потребуется, вносят поправку в гигиенические нормативы.
4. Четвертым этапом является изучение влияния химических веществ на биологическую ценность продуктов питания. Под биологической ценностью продукта следует понимать содержание в продуктах пластических и катаболических веществ, обеспечивающих в организме физиологическую адекватность обмена веществ. Та концентрация пищевой добавки, которая оказывает необходимый технологический эффект, но не вызывает неблагоприятного действия на организм теплокровного животного в санитарно-токсикологическом эксперименте, является технологическим показателем вредности.
5. На пятом этапе проводится острый, подострый и хронический са-нитарно-токсикологический эксперименты. Задачей подобных исследований является установление острых и хронических показателей токсичности.
6. На шестом этапе нормирования предполагаемую допустимую суточную дозу исследуют в плане отдаленных последствий. Определив допустимую суточную дозу, рассчитывают ДСП для взрослого человека (масса тела 60 кг) и ребенка (масса тела 30 кг). Затем переходят к расчету ПДК (мг/кг) в пищевых продуктах по формуле
ПДК = ДСП / Р,
где Р — количество продуктов в суточном рационе, в которых может содержаться регламентируемое химическое вещество (кг).
7. После того как ПДК утверждены Министерством здравоохранения и химическое вещество широко применяется среди населения, наступает 7-й этап — натурные наблюдения за ним, чтобы подтвердить безопасность использования, и, если потребуется, внести поправку в гигиенические нормативы.
Экологическая патология детского возраста
Состояние здоровья детей — один из наиболее чувствительных показателей, отражающих изменения качества окружающей среды. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что в экологически неблагополучных регионах регистрируется повышенная заболеваемость как взрослых, так и детей.
В зонах экологического кризиса достоверно превышены показатели как младенческой, так и детской смертности, частоты невынашивания беременности по сравнению со средним значением по России. Существенно повышена региональная частота врожденных пороков развития. Она достигает в отдельных регионах 13-14\%. Показано, что в 12 наиболее индустриально развитых регионах России, которые могут быть отнесены к зонам экологического кризиса, уровень младенческой смертности на 25\% выше по сравнению с благополучными областями. Более того, темпы снижения этого показателя в зонах экологического напряжения значительно отстают от его динамики в относительно «чистых» районах.
В структуре причин младенческой смертности в городах с развитой промышленностью врожденные пороки развития и опухоли составляют 36-40\% и занимают первое место. В крупных промышленных городах с загрязнением атмосферного воздуха оксидом углерода, оксидами азота, сернистым газом, пылью основными причинами ранней детской смертности являются асфиксия, родовая травма, врожденные пороки развития, при этом перинатальная смертность в 2 раза превышает таковую в «чистых» зонах. Наиболее высокие показатели детской
смертности установлены в возрастной группе детей старше 1 месяца вследствие врожденных пороков, чаще всего нервной системы, а после года жизни на первое место выходят онкологические заболевания.
В городах России с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха сероводородом, углеводородами, фенолом, аммиаком, фтористыми соединениями наблюдается отставание детей в физическом и нервно-психическом развитии; распространенность хронических заболеваний органов дыхания в 1,5-2 раза превышает аналогичные показатели в «чистых» районах (Ревич Б.А., 1993).
Сегодня общепринятыми гигиеническими нормативами, регламентирующими безопасное для человека загрязнение биосферы, являются ПДК химических объектов. Проблема, однако, заключается в том, что безопасного загрязнения окружающей среды не бывает. Кроме того, гигиенические нормативы ПДК вредных веществ в биосфере разработаны на основе изучения реакций взрослых людей и даже экспериментальных животных. Они не предусматривают существование возрастных вариаций чувствительности. Более того, не установлено дозовой зависимости действия антропогенов окружающей среды (в диапазоне допороговых нетоксических концентраций) на здоровье детей с учетом превышения ПДК.
Поэтому для детей и беременных женщин ПДК экопатогенов не известны. Экопатогенные воздействия обусловили появление новых, неизвестных ранее заболеваний, среди которых должны быть названы химическая астма (сульфитная, изотиоцианатная), киширский синдром (астма у детей, сенсибилизированных выбросами заводов по производству полусинтетических кормов для животных), черновицкий синдром, диоксиновый синдром, синдром тотальной аллергии, синдром нездоровых зданий, синдром напряжения — утомления, болезнь Минаматы, болезнь Юшо и др.
На загрязнение окружающей среды более всего реагируют дети.
Рассматривая различные клинические эффекты, возникающие под действием химических агентов у детей, следует подчеркнуть, что они определяются классом опасности вещества, продолжительностью воздействия, а также возрастной и индивидуальной чувствительностью.
При длительном воздействии низких концентраций ксенобиотиков возможно возникновение следующих неоднородных эффектов
(Вельтищев Ю.Е., 1998):
1. Генотоксический эффект, проявляющийся в нарушении структуры и процессов репарации ДНК. Под генотоксическим эффектом понимают прежде всего способность агентов индуцировать
мутации генов соматических клеток (стволовых клеток костного мозга, лимфоцитов, нейтрофилов, фибробластов, эпителия и др.). Такие мутации могут стать причиной серьезных отклонений в состоянии здоровья ребенка, но не наследуются. В пост-натальном периоде мутации генов соматических клеток могут быть основой развития аутоиммунных, воспалительных, фиб-ропластических, дегенеративных процессов в различных органах либо вести к злокачественной трансформации клеток. Низкие концентрации химических агентов могут вызывать мутации генов половых клеток, хотя это относится в основном к сильным мутагенам (тиофосфамид).
2. Ферментопатическое действие ксенобиотиков в виде угнетения или активации ферментных систем. Распространяется на многие жизненно важные ферменты тканевого дыхания, биоэнергетики, де-токсикации, антиоксидантной защиты. Для защитных реакций организма особое значение имеет высокополиморфная система цитохром Р-450-оксидаз, а также целый ряд других ферментов, которые обеспечивают окисление и конъюгацию ксенобиотиков с глюкуроновой, серной кислотами, глутатионом. Не менее важную защитную роль играют ферменты антиоксидантной защиты, повреждение которых ведет к патологическим реакциям в тканях при контакте с токсичными радикалами. Многие ксенобиотики, и в первую очередь тяжелые металлы, инактивируют ферменты в результате прямого связывания с белковыми структурами, SH-группами аминокислот. Повреждение ферментов антиоксидантной защиты ведет к патологическим реакциям в тканях при контакте с токсичными радикалами.
3. Мембранопатологическое действие химических поллютантов. Проявляется прежде всего в повреждении мембранных рецепторов для нейромедиаторов, гормонов, интерлейкинов, других молекулярных сигналов межклеточного взаимодействия. Более сильные воздействия ведут к нарушению структуры клеточных, митохондриальных и лизосомальных мембран. Большинство ксенобиотиков с прооксидантными свойствами вызывает деструкцию липидов клеточных мембран с последующим высвобождением медиаторов воспаления и аллергии (простагланди-ны, лейкотриены, липоксины и т.п.). Этот механизм лежит в основе псевдоаллергических реакций (неиммунная — либера-торная аллергия).
4. Метаболические нарушения, их следует отнести к наиболее частым эффектам действия поллютантов. Эти эффекты многообраз-
ны и, как правило, неспецифичны, затрагивают разнообразные нарушения биоэнергетики, снижение синтеза белков, порфи-ринов и гемма, нарушение окислительно-восстановительных процессов и метаболизма жирных кислот, аминокислот. Этими свойствами обладает множество ксенобиотиков независимо от класса их токсичности (тяжелые металлы, диоксины, полициклические ароматические углеводороды, фенол, сероводород, кислоты и др.). Ксенобиотики могут связываться с клеточными рецепторами, медиаторами, гормонами либо проявлять действие антивитаминов или гормоноподобных веществ. Многие ксенобиотики действуют как ирританты, вызывая раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и приводя к угнетению системы местного иммунитета (твердые частицы, сернистый ангидрид, формальдегид и др.). Дети часто болеют ОРВИ. 5. Канцерогенный эффект, проявляющийся через 15-20 лет после
начала контакта с вредным фактором. Экологическая патология детского возраста, по определению академика Ю.Е. Вельтищева (1998), — это прежде всего врожденные пороки развития, аллергические заболевания, хронические нервно-психические заболевания, соматические и онкологические заболевания. Экологическую патологию определяют также появление необычных заболеваний, атипичность течения известных болезней у детей, а также «омоложение» ряда нозологических форм (язвенная болезнь, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда).
Дети обладают гиперчувствительностью к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, особенно в критические периоды развития и роста. Наиболее высокая чувствительность к неблагоприятным факторам внешней среды у эмбриона, новорожденного и у детей раннего возраста.
Основные причины повышенной возрастной чувствительности (Вель-
тищев Ю.Е., 1998):
1) высокая интенсивность пролиферативных процессов и дифференцирование клеток в процессе роста (вероятность мутагенных влияний неблагоприятных факторов возрастает в интенсивно пролиферирующих клетках);
2) особенности обмена веществ растущего организма, напряженность основного обмена, незрелость ряда ферментных систем, систем детоксикации в раннем возрасте;
3) ограничение функциональных возможностей печени и почек, направленных на очищение организма и выведение загрязняющих веществ;
4) интенсивные процессы формирования межнейрональных связей в мозге и миелинизации нейронов, повреждение которых тяжелыми металлами, токсичными радикалами или нейротроп-ными пестицидами влечет за собой задержку нервно-психического развития;
5) свойственный развивающимся организмам феномен имприн-тинга — запечатлевания, в том числе метаболического или ферментативного импринтинга, — стойкого изменения активности ферментативных реакций трансформации ксенобиотиков. Способностью индуцировать импринтинг обладает большое количество химических соединений. Их воздействие в критический период влечет стойкое изменение ферментативной активности, несвойственное периоду развития. Например, ранняя индукция диоксинами системы оксигеназ или цитохром Р-450-оксидаз повышает в дальнейшие периоды жизни чувствительность организма к полициклическим углеводородам.
Отдельного рассмотрения заслуживает феномен гормезиса — стимуляция физиологических функций. Некоторые авторы полагают, что очень низкие уровни радиации или концентрации химических веществ могут быть полезными для организма (Luckey Th., 1991). На этой предпосылке основаны методы гомеопатии. В эксперименте на животных было показано, что действие химических агентов в крайне малых дозах на эмбриональной стадии развития повышает резистентность организма к тем же самым агентам в постнатальном периоде жизни. Это считается результатом ферментативного импринтинга.
Однако феномен гормезиса не всегда означает положительное влияние на организм ребенка. С ним могут быть связаны преждевременное половое созревание, раннее проявление аллергии, аутоиммунной патологии, «омоложение» некоторых форм заболеваний, гетерохрония развития органов и систем.
Несмотря на гиперчувствительность детей к факторам окружающей среды, не у всех детей, находящихся в неблагоприятных экологических условиях, развиваются эколого-зависимые нарушения здоровья. Это объясняется неоднородностью (индивидуальной гиперчувствительностью) детской популяции (наследственный полиморфизм человеческой популяции, полиморфизм белков, ферментов, антигенов и т.д.).
Дети с различными проявлениями диатезов (аллергического, лимфатического, дисметаболического, сомато- и нейродиатезов) составляют контингент наивысшего риска развития экопатологии.
Наследственный полиморфизм системы глютатионтрансфераз лежит в основе значительных вариаций чувствительности организмов
к действию множества ксенобиотиков. Спектр этих ферментов изменяется также с возрастом ребенка.
Полиморфная система трансферрина определяет разную чувствительность людей к действию токсичных радикалов кислорода. Нетипичные варианты трансферрина крови ассоциируются с повышенной частотой спонтанных абортов, недонашивания беременности, хроническими воспалительными процессами, артропатиями (Beckman L., 1989).
Соотношение людей с сильными, средними и слабыми характеристиками антиоксидантных систем защиты в европейской популяции составляет 5 : 4 : 1 (Calabrese E.J., 1986), т.е. примерно 10\% людей конституционально слабо защищены от воздействия токсичных радикалов кислорода, азота, серы, постоянно образующихся в атмосфере. Гетерозиготность по ряду мутантных рецессивных генов может резко повышать чувствительность организма к химическим агентам. Так, гетерозиготные носители мутантных аллелей синдромов хромосомной нестабильности (атаксия — телеангиэктазия, анемия Фанко-ни и др.) составляют контингент очень высокого риска по повреждению ДНК клеток. При этом частота гетерозиготного носительства составляет 4-5\% популяции. У гетерозигот чаще наблюдаются состояния хромосомной нестабильности — ранимость иммунной и нервной систем.
Известны не только возрастные и индивидуальные различия реакций на ксенобиотики, но также этнические вариации. Они могут быть обусловлены этническими особенностями антигенов тканевой совместимости HLA, которые генетически предопределяют подверженность или устойчивость человека по отношению к определенным заболеваниям, прежде всего аутоиммунным.
На основании изучения различных форм проявлений экопатоло-гических состояний у детей академиком Ю.Е. Вельтищевым (1998) предложена рабочая классификация этой патологии (табл. 15).
Вопросы экопатологии детского возраста в последние годы стали предметом многих исследований и широко обсуждаются на съездах педиатров России. Этим вопросам посвящен целый ряд монографий: «Экопатология детского возраста» под ред. В. Ярыгина и соавт., 1995; «Профилактические мероприятия по охране здоровья детей и женщин» под. ред. С. Алексеева, О. Янушанец, 1997; «Экология и здоровье детей» под. ред. М. Студеникина, А. Ефимовой, 1998; обзор Б.А. Реви-
ча, 1993, 2001.
В таблице 16 представлены обобщенные сведения о распространенности хронических форм патологии на экологически неблагопо-
Таблица 15
Основные клинические формы экопатологии у детей (Вельтищев Ю.Е., 1998)
лучных территориях по сравнению со средним уровнем по России. Приведенные данные свидетельствуют о том, что в зонах экологического неблагополучия особенно широко распространены пищевая аллергия у детей раннего возраста, аллергические заболевания, болезни ЛОР-органов, гастриты и гастродуодениты, вегетососудистая дис-тония, врожденные пороки развития, отставание детей в умственном развитии. Указывалось также на задержку физического развития детей, значительную распространенность сколиозов. Несомненно также существование региональных вариаций и этнических различий частоты экологической патологии (Вельтищев Ю.Е., 1998).
Таблица 16
Распространенность хронических форм патологии в среднем по России и на ее экологически неблагополучных территориях (на 1000 детей) (Вельтищев Ю.Е., 1998)
Примечание: В таблице использованы данные А. Баранова и соавт., 1994; Н. Гресь, Н. Авдеенко и соавт., 1992; А. Ефимовой и соавт., 1990; Б. Ревич и соавт., 1993, 2001; М. Игнатовой и соавт., 1994; С. Каганова и соавт., 1994; Э. Касаткиной и соавт., 1995; и ряда других исследователей.
На сегодняшний день уже не вызывает сомнения тот факт, что бронхиальная астма является чувствительным маркером загрязнения атмосферного воздуха. Ю. Мизерницкий (1999) указывает, что существуют различные пути реализации действия загрязняющих веществ при бронхиальной астме, которые могут выступать в качестве ирри-тантов, провоцирующих развитие бронхиальной гиперреактивности, сенсибилизаторов или иммунодепрессоров, ведущих к снижению резистентности организма вследствие угнетения фагоцитарной функции нейтрофилов, снижения факторов местного иммунитета. Основные факторы риска развития бронхиальной астмы представлены в таблице 17.
Таблица 17
Факторы риска развития бронхиальной астмы у детей (Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика», 1997)
В зонах экологического неблагополучия достоверно повышена распространенность бронхиальной астмы (в 1,7-2 раза). По данным М.Я. Студеникина (1994), заболеваемость всеми формами аллергической патологии у детей Москвы достигает 449 : 1000. В экологически благополучных регионах она составляет 129 : 1000.
Интенсивный рост распространенности бронхиальной астмы отмечается в последние десятилетия во всех развитых странах мира (кроме Скандинавских стран), причем причины такого роста не совсем ясны.
Бронхиальной астмой в США и Западной Европе страдает от 3 до 7\% детей. В России также отмечено повышение распространенности болезней аллергической природы, но она не достигает такого высокого уровня, как в странах Европы и США: распространенность этого заболевания среди детей России в 7-10 раз ниже. Однако не исключено, что в странах Западной Европы имеет место гипердиагностика бронхиальной астмы.
Одно из объяснений различия распространенности аллергических болезней в России и Европе связывает их с разными химико-физическими свойствами атмосферных поллютантов: в Восточной Европе преобладают ирританты, раздражающие дыхательные пути (сернистый газ, крупные пылевые частицы — свыше 10 мкм), которые ответственны за частую заболеваемость детей назофарингитами, ОРВИ, бронхитами (в том числе за формирование групп часто и длительно болеющих детей).
В Западной Европе доминируют оксиды азота, летучие органические соединения, озон и мелкодисперсные пылевые частицы (менее 2,5 мкм) — все они представляют собой сильные адъюванты аллергической сенсибилизации и глубоко проникают в дыхательные пути.
Химические ирританты, почти все тяжелые металлы, диоксины, полихлорированные и полициклические углеводороды оказывают угнетающее влияние на местный, а позднее и системный иммунитет ребенка. Поэтому в зонах экологического неблагополучия распространены признаки вторичного иммунодефицита. Однако выраженность иммунологической недостаточности не достигает крайне тяжелых степеней, которые характерны для первичных наследственных имму-нодефицитов. Наиболее информативными проявлениями вторичного иммунодефицита у детей являются не частая их заболеваемость ОРВИ и не спорные отклонения в содержании иммуноглобулинов в крови или снижение Т- или В-лимфоцитов, а частота хронических бронхо-легочных заболеваний и поражения ЛОР-органов.
Значительные различия в частоте заболеваемости хроническим тонзиллитом между загрязненными и контрольными зонами также свидетельствуют о недостаточности системного и местного иммунитета. Это полигенное заболевание развивается у детей с лимфатическим диатезом, который по распространенности уступает место лишь аллергическому диатезу (включая атопию и аутоаллергию).
Отражением гипоиммунного состояния у детей служит сниженная напряженность противоинфекционного иммунитета после вакцинации. Н.А. Агаджанян, Л.Г. Кузьменко (1995) приводят следующие данные: при использовании стандартной противокоревой вакцины защитные титры противокоревых антител у детей из экологически неблагополучных регионов выявлены в 32\% наблюдений, а у детей контрольных регионов — в 86\%. Напряженность противодифтерийного иммунитета составила 36 и 75\% соответственно.
Многие ксенобиотики служат причиной серьезных реакций и поражения ЦНС.
Таким образом, здоровье ребенка в значительной степени зависит от здоровья родителей, и в то же время здоровье взрослого населения закладывается в детском возрасте. С медицинской точки зрения в понятие образа жизни, кроме социально-экономических характеристик, входят и вполне управляемые факторы: санитарная культура, отказ от бесконтрольного приема лекарственных средств, вредных привычек, оздоровление условий труда, быта, адекватная двигательная активность и т.д.