3. Заболевания геохимической природы

Отклонения в поступлении в организм химических элементов, со­держащихся в воде и в почве, могут оказывать влияние на целый ряд заболеваний, проявляющихся в их учащении у групп населения, про­живающих на данных территориях. Заболевания геохимической при­роды, возникающие на определенной территории, называются геохи­мическими эндемиями.

Среди наиболее известных заболеваний, связанных с естественной биогеохимической обстановкой, — эндемический зоб, кариес зубов, флюороз, уровская болезнь, уролитиаз, врожденный вывих бедра и др.

Эндемический зоб — самое распространенное проявление йодной недос1^:аточности, так как йод является важной составной частью гор­монов щитовидной железы — тироксина и трийодтирозина. При недо­статочном поступлении йода в организм происходит компенсаторное увеличение массы щитовидной железы — Формируется зоб. Гормоны щитовидной железы играют важную роль в процессах обмена веществ, развитии нервной системы у детей, особенно во внутриутробном пери­оде развития и в первые месяцы жизни. Нехватка гормонов щитовид­ной железы приводит к появлению тяжелого заболевания — гипоти­реоза. Это заболевание проявляется комплексом симптомов: отстава­нием в росте, двигательными нарушениями, ухудшением зрительной и слуховой памяти, задержками физического и умственного развития вплоть до кретинизма. Недостатки физического развития сопровожда­ются своеобразно уродливой внешностью, сопровождаемой вялостью, неуклюжестью, расстройством координации движений, косноязычием, в некоторых случаях — глухонемотой. У школьников с эндемическим зобом снижена работоспособность и успеваемость, у подростков име­ют место нарушения полового созревания. Распространенность зоба и гипотиреоза сочетается с увеличением частоты выявления многих хро­нических заболеваний: тонзиллита, фарингита, гастрита и др. У людей с проявлением йодной недостаточности отмечаются: сухость кожи, ломкость ногтей, выпадение волос, мышечная слабость, боли в суста­вах и др. Быстрая утомляемость сопровождается снижением жизнен­ного тонуса, трудоспособности и интеллекта.

Содержание йода в географической среде тысячелетиями форми­ровалось в результате глобальных геохимических процессов, что при­вело к образованию эндемичных по йоду биогеохимических террито­рий (зон и провинций). Отмечается распространение эндемического зоба по всему земному шару, особенно в горных странах (Гималаи,

Альпы, Карпаты, Урал и др). Это заболевание регистрируется во всех частях света от субарктического до экваториального поясов, в глуби­нах континентов и на побережьях морей. Всего в мире болеют около 200 млн человек. Повышенная заболеваемость отмечается в лесной зоне (лесные районы Сибири), реже — в лесостепи. Свободны от эн­демического зоба зоны пустынь, полупустынь, сухих степей. Исследо­вания специалистов Эндокринологического центра Российской акаде­мии медицинских наук позволили выявить распространенность и сте­пень тяжести йоддефицитных заболеваний в средней полосе России, Сибири и на Дальнем Востоке. Эти исследования показали, что часто­та зоба у жителей соответствует уровню йодной недостаточности в природной среде. В Москве у 60-80% детей установлено снижение содержания йода в организме, а у 10-15% диагностирован зоб, что расценивается как легкая степень зобной эндемии. На территории ЯНАО и ХМАО в Тюменской области регистрируется повышенная заболева­емость йоддефицитными эндемиями (в первом районе в 4, а во втором в 2 раза больше, чем в целом по России).

Йодная недостаточность сопровождается дисбалансом многих жиз­ненно необходимых химических элементов, в частности, сниженным содержанием марганца, меди, кобальта, молибдена, что усугубляет проявление йодной эндемии. С другой стороны, недостаток йода мо­жет быть сбалансирован присутствием других элементов, замещаю­щих йод (кобальт, медь, марганец, ртуть и др.).

.Флюопоз. К числу распространенных химических элементов зем­ной коры относится фтор. При гигиенической оценке поступления фтора в организм важное значение имеет содержание микроэлемента в су­точном рационе, а не в отдельных пищевых продуктах. В суточном рационе должно содержаться 0,54-1,6 мг фтора. Как правило, с пище­выми продуктами в организм человека поступает в 4-6 раз меньше фтора, чем при употреблении питьевой воды, содержащей оптималь­ное его количество (1 мг/л). Фтор обнаруживается в поверхностных, грунтовых и морских водах. Колебание содержания фтора в природ­ных водах очень большое: от 0,01 до 27,0 мг/л. Воды поверхностных источников характеризуются преимущественно низким (0,3-0,4 мг/л) содержанием фтора. Высокие концентрации фтора в поверхностных водах являются следствием сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или контакта вод с породами, богатыми соединениями фтора. Установлено закономерное нарастание содержания фтора в воде с севера на юг. Максимальные (до 27 мг/л и более) концентрации фтора определяют в артезианских и минеральных водах, контактиру­ющих с фторсодержащими породами (южные районы Средней Сиби­ри, Кольский полуостров, Южный Урал, Коломенский район Москов­ской области, территории Рязанской и Вологодской областей.

При систематическом использовании питьевой воды, содержащей избыточное количество фтора, у населения развивается эндемический флюороз. Внесение под посевы удобрений с высоким содержанием фтора (например, из хибинских апатитов) приводит к повышению со­держания фтора в зерне, что также ведет к заболеванию. Отмечается характерное поражение зубов (крапчатость) — эмаль становится хруп­кой, зубы деформируются, приобретают изъеденный вид, легко кро­шатся и стираются. Происходит нарушение процессов окостенения скелета, истощение организма, в тяжелых случаях — костные отло­жения на ребрах, трубчатых костях, окостенение суставов. В столице Республики Мордовия г. Саранске флюороз наблюдается у 72% детей школьного возраста.

Влияние фтора на организм объясняется его большой химической активностью и взаимодействием с соединениями кальция, магния, железа и других элементов.

Избыточное количество фтора снижает обмен фосфора и кальция в костной ткани, нарушает углеводный и белковый обмен и др.

Кариес зубов. Это заболевание вызывается дефицитом фтора в питьевой воде (менее 0,5 мг/л) в сочетании с другими факторами (несбалансированное питание, неблагоприятные условия труда и быта). Заболевание проявляется в разрушении твердых тканей зубов — эма­ли и дентина — из-за нарушения соотношения между неорганически­ми (известковыми) и органическими (белковыми) компонентами тка­ни эмали и дентина.

В результате нарушения обмена происходит размягчение твердых тканей зубов, что делает их доступными для микроорганизмов. Недо­статок фтора сказывается на процессе общего обмена веществ (чаще всего у детей 9-15 лет).

Оптимальные концентрации фтора в питьевой воде обладают про- тивокариозным свойством. Эта биологическая особенность фтора по­служила научной основой для разработки эффективного метода про­филактики кариеса зубов — фторирования питьевой воды. Установле­но, что систематическое использование населением фторированной воды приводит к снижению заболеваемости кариесом зубов (в различных возрастных группах на 25-82%). Повышению эффективности проти- вокариозного действия фторированной воды способствует реализация и других профилактических мероприятий — обеспечение сбалансиро­ванного питания, улучшение труда и быта населения, гигиена зубов и др.

Повышенное распространение кариеса зубов связано с использо­ванием для питья мягкой воды в гумидных районах (Карпаты, припо­лярные районы, Дальний Восток). Дефицит фтора в питьевой воде является фактором повышенной заболеваемости кариесом зубов в Ле­нинградской и Архангельской областях, Краснодарском крае, Респуб­лике Коми, Кабардино-Балкарии.

Уролитиаз. Это мочекаменная болезнь, связанная с образованием камней в почках, мочеточниках, мочевом пузыре. Камни бывают орга­нического соли щавелевой кислоты) и минерального (известково-фос- фатные) состава.

Причины образования камней — разные: нарушение обмена ве­ществ и выделительных функций почек, развитие воспалительных процессов в почках, некоторые заболевания костей, сопровождающие­ся выделением солей, недостаток витаминов, аномалии в строении почек и т.д.

Наряду с этим образование камней связано с употреблением пищи и воды с высоким содержанием солей (жесткой) и малым количеством вводимой в организм воды. Это способствует повышению концентра­ции мочи и выпадению солей (особенно в жарком климате).

Уровская болезнь (полиэлемастоз или болезнь Кашина-Бека), названная по р. Уров в Забайкалье, где она широко распространена, спорадические случаи этого заболевания отмечаются в Японии, Корее, отдельных провинциях Китая, Монголии, Швеции. Возникновение бо­лезни связывают с повышенным содержанием стронция и бария и дефицитом селена в окружающей среде. Развивается у лиц в возра­сте от 4 до 25 лет. Проявляется в поражении костно-суставной сис­темы, клинически выражающемся в симметричном укорочении труб­чатых костей (низкорослость), ограничении подвижности суставов, короткопалости, атрофии скелетных мышц и др. С возрастом костно­суставные изменения нарастают и приводят к резко выраженной де­формации скелета, в первую очередь конечностей (Авцын, 1972). В низкоселеновой провинции Кешан северо-восточной части Китая .^регистрирована эндемическая кешанская болезнь. Это эндемичес­кая кардиомиопатия на фоне очень низких концентраций Se в крови населения, а также в почве и продуктах питания провинции. Это тя­желое заболевание сердца поражает преимущественно детей в возра- ( те до 10 лет. Однако в Китае есть и высокоселеновые территории с исторически наблюдаемой интоксикацией. Хронический селеноз про­является поражением ногтей, выпадением волос, возможностью пора­жения печени.

^Следует отметить, что в районах с выраженным дефицитом селена регистрируется высокая частота селендефицитных заболеваний у сель­скохозяйственных животных, у которых может развиваться алимен­тарная мышечная дистрофия (при недостатке селена в кормах), деге­нерация внутренних органов и др.

В последние годы появляется все больше подтверждений роли де­фицита селена в преждевременном старении организма и возникнове­нии тяжелых болезней: злокачественных новообразований, болезней сердца, сосудов, суставов и пр.

Из окружающей среды селен поступает главным образом с пищей, поскольку концентрация селена в воде и воздухе низкие. Содержание селена в кукурузе, рисе, сое в селендефицитных районах не превыша­ет 0,01 мг/кг, тогда как в высокоселеновых районах это содержание колеблется от 4,0 до 11,9 мг/кг. Богаты селеном некоторые продукты моря: камбала, треска, моллюски, креветки, а также мясо и субпро­дукты (печень, почки).

Врожденный вывих бедра — эндемическое заболевание, отмеча­ющееся в Италии (долина р. По), во Франции, в Болгарии (близ г. Плевен), на территории России в Ямало-Ненецком (долины рек Пур, Таз, отчасти Надым), в Ханты-Мансийском (долина р. Вах) нацио­нальных округах, в Туруханском крае. Характеризуется поражением тазобедренного сустава.

Причины возникновения связаны с геохимическими особенностя­ми среды. В частности, на севере Западной Сибири наблюдается выра­женная недостаточность многих макро- и микроэлементов в тундро­вых, лесотундровых и северотаежных ландшафтах с обширными боло­тами, относящимися к кислому глеевому классу. Кроме того, на таких территориях встречаются' вывихи верхних конечностей, волчья пасть и другие геохимические патологии. По некоторым данным, эти анома­лии здоровья отмечаются только у коренных народов (до 8,7% жите­лей), среди русского населения аномалии не обнаружены.

Анемии связаны с дефицитом во внешней среде элементов, уча­ствующих в кроветворении. В этом процессе участвует около 10 мик­роэлементов, среди которых Fe, Со, Си, Mn, Ni, Zn. Они действуют на разных этапах кроветворения: Мп влияет на образование эритроцитов, Си участвует в синтезе гемоглобина. Велико кроветворное значение Fe, с которым связан красный цвет крови. Анемии, связанные с недо­статком железа во внешней среде, отмечены в Индии, Республике Шри-Ланка, Филиппины, в республике Таджикистан, на территории Европы — в Финляндии, Ирландии и других странах.

Симптомы цинковой недостаточности исследованы в ряде стран — Иран, Египет, Индия. Клинически она проявляется в задер­жке роста и полового развития, сопровождающимися анемиями. Упот­ребление препаратов цинка (например, сульфата цинка) способствует ускорению роста, увеличению массы тела и нормальному течению процессов полового созревания растущего организма человека.

Молибден постоянно определяется в растительных и животных организмах. Молибден питьевой воды способствует снижению заболе­ваемости кариесом зубов. При избыточном поступлении молибдена в организм у человека развивается анемия, наблюдаются поражение суставов и остеопороз. Известный эндемический очаг находится в Армении, где население страдает специфическим заболеванием — эндемической молибденовой «подагрой».

Необходимый для функционирования организма марганец в ос­новном поступает с растительной пищей. В местностях, отличающих­ся низким содержанием Мп, у людей отмечается замедление процес­сов роста, нарушение формирования скелета, что проявляется в утол­щении и укорочении костей нижних конечностей, деформации суставов. Избыточные количества Мп в организме оказывают патогенное дей­ствие. Наблюдаются нарушения в формировании костной ткани. Дей­ствие марганца на процессы роста усиливаются при сочетании его с другими элементами — медью, цинком и кобальтом.

Вопросы и задания:

1. Что относится к геохимическим факторам среды?

2. Каким образом делятся химические элементы по степени при­сутствия в земной коре и по содержанию в продуктах питания?

3. Что такое геохимическая экология? Кто из известных ученых стоял у истоков этой науки?

4. Каковы закономерности распространения химических элемен­тов в пределах географической оболочки?

5. Какова роль для организма человека химических элементов: Са, Р, Mg, Fe, Zn, Se, Си, Со, Мп, J, F, Na, Ci и др.?

6. Что понимают под пороговыми концентрациями химических >лементов? Каково их значение?

7. Каковы проявления недостаточного и избыточного содержания фтора в природной среде?

По свидетельству некоторых специалистов, в развивающихся стра­нах «зеленая революция» последнего двадцатилетия захлебнулась и не принесла желаемых результатов.

Кроме того, ученые предупреждают, что сорта зерновых менее ус­тойчивы к болезням и вредителям. Когда эти сорта станут более рас­пространенными, может наступить период снижения урожайности.

Зеленая революция сдерживается высокими ценами на энергию, которые не позволяют развивающимся странам получать в достаточ­ном количестве удобрения и горючее.

Даже когда они станут доступными, возникнут новые проблемы: люди из сельских районов лишатся работы вследствие внедрения ме­ханизации и т. д.

Вопросы и задания:

1. Что такое питание, каково его значение для организма человека?

2. Чем определяется качество питания для человека?

3. Каковы географические особенности питания? Чем они обуслов­лены?

4. Что понимают под продовольственными ресурсами? Каковы за­кономерности их размещения по земному шару?

5. Как изменилось потребление продовольственных ресурсов в настоящее время?

6. Каковы социальные проблемы питания в развивающихся и раз­витых странах?

7. Какие болезни являются результатом недостатка питания? Как они проявляются?

8. Каковы современные проблемы производства и сохранения про­довольственных ресурсов?

9. Что понимают под «зеленой революцией»? Каковы проблемы ее реализации?

10. Какие проблемы питания можно решить с помощью генной инженерии? Каковы проблемы их применения в свете современных исследований?

11. Для чего нужно создавать банки семян местных сортов пище­вых культур?

А. Объяснить с географической точки зрения различия в рационах питания населения отдельных территорий России: Крайнего Севера, Северного Кавказа, Забайкалья и др.

Б. Предложить пути решения продовольственных проблем разви­вающихся стран тропического пояса.