102. Влияние факторов гидросферы на здоровье человека. Факторы воды, вызывающие заболевания человека. Основные источники антропогенного загрязнения водоемов.

Вода очень быстро заражается при воздействии внешних факторов: она растворяет и содержит в себе соли тяжелых металлов, радиоактивные вещества, в ней размножается губительная для здоровья человека органика, болезнетворные микроорганизмы.

В питьевой воде было найдено более 700 химикатов!

Некачественная вода способна в течение довольно короткого времени полностью подорвать иммунитет человека и вызвать заболевания всех систем человека – особенно пищеварительной и мочеполовой.

Запомните: вода может быть питьевой и непитьевой. Питьевая вода характеризуется довольно большим перечнем характеристик. А потому мало пить 1-2 л воды в день, для здоровья\ надо пить 1-2 л в день именно питьевой воды. В противном случае будет только вред. Кипятить хлорированную воду - категорически нельзя с целью пить ее потом. Пить воду из-под крана тоже не хорошо. Вода из колодца гораздо полезнее. но требует оценки чистоты и экологичности

. Заболевания, вызванные контаминантами сточных вод промышленности

Сточные воды промышленности, недостаточно очищенные, содержат тяжелые металлы, радиоактивные элементы, полициклические ароматические углеводороды, фенолы, нефтепродукты и т.д.

К тяжелым металлам (исключая благородные и редкие) относятся металлы, плотность которых превышает 8000 кг/куб.м. Это свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, висмут, ртуть, олово, ванадий, хром, железо, марганец и др., а также мышьяк. Многие из них способны вызвать серьезные заболевания внутренних органов, а также злокачественные новообразования.

В зависимости от степени опасности тяжелые металлы подразделяются на классы. К первому (самому опасному) классу относятся мышьяк, ртуть. селен. свинец, цинк; Ко второму классу - кобальт, никель, медь, молибден, сурьма, хром; к третьему классу - ванадий, вольфрам, марганец, стронций. Чем выше класс опасности тяжелого металла, тем меньше его доза вызывает токсический, мутагенный или канцерогенный эффект, тем меньше его предельно допустимая концентрация в атмосфере, почве, воде, пище.

Перечень всех синтезированных органических веществ составил бы многие миллионы наименований. Значительная часть этих веществ, как уже точно известно, обладает канцерогенными и мутагенными свойствами. Наиболее известным из класса полиароматических углеводородов (ПАУ) является бенз(а)пирен. Это вещество образуется в процессе сгорания органических топлив. Поэтому его концентрация вокруг предприятий топливно-энергетического комплекса, котельных станций теплоснабжения, в местах скопления или движения автомобильного транспорта особенно высока. Это вещество относится к первому классу опасности и вызывает онкологические заболевания, особенно при высоких концентрациях его в окружающей среде.

Заболевания, вызванные контаминантами сточных вод сельского хозяйства

В сельскохозяйственном производстве широко используются минеральные удобрения. Это способствует повышению урожая, но в то же время приводит к увеличению концентрации нитратов, фосфатов и калия в почвах и водных объектах. Нитраты попадают в организм человека с водой, а также с фруктами и овощами. До 65% нитратов в пищеварительном тракте человека превращаются в нитриты, которые попадают в кровь и ткани организма. К нитритам особенно чувствительны дети грудного возраста (в 100 раз более, чем взрослые), что обусловлено их недостаточно развитой ферментной системой, большей подверженностью гемоглобина окислению нитритами.

Специфическое действие нитритов проявляется в заболевании метгемоглобина, не способного переносить кислород к органам и тканям. Это вызывает нарушение транспортной функции крови, угнетает ферментные системы, регулирующие тканевое дыхание. Заболевание проявляется в посинении губ, слизистых оболочек, иногда лица При концентрации нитритов в воде 1,2-2,0 г.л - исход летальный.

Неспецифическое действие нитратов-образование в организме нитрозаминов, которые обладаёт канцерогенным действием и вызывают злокачественные новообразования.

В сельском хозяйстве широко используются ядохимикаты. В настоящее время в мире насчитывается более 1000 наименований ядохимикатов.

Многие из них не разрушаются в течение многих лет, накапливаются и мигрируют в окружающей среде.

Классификация антропогенных стоков и загрязняющих веществ

Загрязнение водоемов обусловлено попаданием в них взвешенных частиц, растворенных соединений, токсичных и нетоксичных, механических загрязнений. Антропогенные стоки поступают в водоёмы со сточными водами населенных пунктов и промышленных предприятий, а также с дождевыми водами. Немалый вред приносит водоемам спуск в них сточных вод с проходящих судов. Атмосферные воды попадают в водоемы после кратковременного контакта с поверхностными слоями почвы. Из почвы вымываются не только легкорастворимые, но и труднорастворимые соединения. Количество взвешенных частиц в дождевом стоке достигает 1 г/л, а если сток идет с территории промышленных предприятий, например сланце перерабатывающего предприятия, то в нем содержится 30 мг/л летучих фенолов и до 70 мг/л нелетучих. Такой сток без предварительной очистки может принести непоправимый вред рыбохозяйственному водоёму (Голубовская, I978). Городские сточные воды состоят в основном из хозяйственно-бытовых и промышленных стоков. Особенностью этих стоков является высокое содержание в них микроорганизмов, могут присутствовать патогенные бактерии. В таких стоках много взвешенных частиц и коллоидных соединений. В них высокий процент содержания растворенных соединений: аминокислот, минеральных солей. Присутствие промышленных сточных вод делает состав воды очень разнообразным. Промышленные сточные воды идут от наиболее активных потребителей воды: черная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая промышленность, пищевая промышленность. Во многих случаях непосредственное попадание сточных вод в водоем может привести к гибели живых организмов, составляющих биоценоз. В настоящее время в промышленных сточных водах содержится около 500 000 веществ, о действии которых биологи очень мало знают и на которые надо установить нормы их содержания в водоемах.

103. Антропогенное загрязнение атмосферного воздуха и его влияние на здоровье человека. Основные источники загрязнения воздуха. Экологические последствия накопления в атмосфере малых газов: парниковый эффект, кислотные дожди.

АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Антропогенное загрязнение окружающей среды оказывает выраженное воздействие на формирование популяционного здоровья населения, особенно в связи с изменением социально–экономических условий. Поэтому проблема неблагоприятного влияния факторов окружающей среды на состояние здоровья с каждым годом приобретает все большую актуальность.

Одним из ведущих факторов антропогенного воздействия на здоровье является аэрогенное. При этом влияние на организм человека может проявляться, в основном, тремя типами патологических эффектов.

1. Острая интоксикация возникает при одномоментном поступлении токсической ингаляционной дозы. Токсические проявления характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами отравления.

2. Хроническая интоксикация обусловлена длительным, часто прерывистым, поступлением химических веществ в субтоксических дозах, начинается с появления малоспецифических симптомов.

3. Отдаленные эффекты воздействия токсикантов.

а) Гонадотропный эффект проявляется воздействием на сперматогенез у мужчин и овогенез у женщин, вследствие чего возникают нарушения репродуктивной функции биологического объекта.

б) Эмбриотропный эффект проявляется нарушениями во внутриутробном развитии плода:

• тератогенный эффект – возникновение нарушений органов и систем, проявляющиеся в постнатальном развитии;

• эмбриотоксический эффект – гибель плода, или снижение его размеров и массы при нормальной дифференцировке тканей.

в) Мутагенный эффект – изменение наследственных свойств организма, за счет нарушений ДНК.

г) Онкогенный эффект – развитие доброкачественных и злокачественных новообразований.

Результаты медико–экологических и гигиенических исследований убедительно свидетельствуют, что загрязнение атмосферного воздуха вызывает те или иные проявления токсических реакций у населения, начиная с ранних этапов онтогенеза.

Источники загрязнения атмосферного воздуха

Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.

Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым - трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу.

К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.

Парниковый эффект

В настоящее время, наблюдаемое изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» — диоксида углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и др.

Парниковые газы, и в первую очередь СО2, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой — почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

Кислотные дожди

Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — рН=2,3. Суммарные мировые антропогенные выбросы двух главных загрязнителей воздуха — виновников подкисления атмосферной влаги — SO2 и NO составляют ежегодно — более 255 млн. т. По данным Росгидромета, ежегодно на территории России выпадает не менее 4.22 млн.т серы, 4.0 млн.т. азота (нитратного и аммонийного) в виде кислотных соединений, содержащихся в атмосферных осадках. Как видно из рисунка 10, наибольшие нагрузки серы наблюдаются в густонаселенных и индустриальных регионах страны.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров. Отмечены и частные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье Таймыра и Якутии.

104. Биологические ритмы человека. Хронобиологические основы здоровья человека. Основы хронодиагностики и хрономедицины. Околосуточные (циркадианные) ритмы человека, их медицинское значение. Десинхронозы, причины и механизмы возникновения, основные меры профилактики.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ. Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. Примеры быстрых ритмов – сокращения сердца или дыхательные движения с периодом всего в несколько секунд. У других жизненно важных ритмов, например чередования бодрствования и сна, период составляет около суток. Если биологические ритмы синхронизированы с наступлением приливов и отливов (каждые 12,4 часа) или только одной из этих фаз (каждые 24,8 часа), их называют приливными. У лунных биологических ритмов период соответствует продолжительности лунного месяца, а у годичных – года. Сердечные сокращения и другие формы быстрой ритмичной активности, не коррелирующей с естественными изменениями в окружающей среде, обычно изучаются физиологией и в этой статье рассмотрены не будут.

Биологические ритмы интересны тем, что во многих случаях сохраняются даже при постоянстве условий среды. Такие ритмы называют эндогенными, т.е. «идущими изнутри»: хотя обычно они и коррелируют с ритмичными изменениями внешних условий, например чередованием дня и ночи, их нельзя считать прямой реакцией на эти изменения. Эндогенные биологические ритмы обнаружены у всех организмов, кроме бактерий. Внутренний механизм, поддерживающий эндогенный ритм, т.е. позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами.

Работа биологических часов сейчас хорошо изучена, однако внутренние процессы, лежащие в ее основе, остаются загадкой. В 1950-х годах советский химик Б.Белоусов доказал, что даже в однородной смеси некоторые химические реакции могут периодически ускоряться и замедляться. Аналогичным образом, спиртовое брожение в дрожжевых клетках то активируется, то подавляется с периодичностью ок. 30 секунд. Каким-то образом эти клетки взаимодействуют друг с другом, так что их ритмы синхронизируются и вся дрожжевая суспензия дважды в минуту «пульсирует».

Считается, что такова природа всех биологических часов: химические реакции в каждой клетке организма протекают ритмично, клетки «подстраиваются» друг под друга, т.е. синхронизируют свою работу, и в результате пульсируют одновременно. Эти синхронизированные действия можно сравнить с периодическими колебаниями часового маятника.

Классификация ритмов базируется на строгих определениях, которые зависят от выбранных критериев.

Ю. Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы:

1. по их собственным характеристикам, таким как период; 2. по их биологической системе, например популяция;

3. по роду процесса, порождающего ритм;

4. по функции, которую выполняет ритм.

Биологические ритмы, совпадающие по кратности с геофизические ритмами, называются адаптивными (экологическими). К ним относят суточные, приливные, лунные и сезонные ритмы. В биологии адаптивные ритмы рассматриваются с позиций общей адаптации организмов к среде обитания, а в физиологии — с точки зрения выявления внутренних механизмов такой адаптации и изучения динамики функционального состояния организмов на протяжении длительного периода времени.

Биологические ритмы, циклические колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций, в основе которых лежат изменения обмена веществ биологических систем человека, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов.

К внешним факторам влияющим на биологические ритмы человека относятся:изменения освещенности (фото-периодизм), температуры (термопериодизм), возможно, магнитного поля, интенсивности космических излучений; приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния.

Внутренние факторы - это нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме. Как в организме человека, так и во всем живом мире, повторяются определенные явления, знаменуя собой наступление следующего отрезка времени. Цветение растений, се¬зонные миграции животных и птиц, чередование сна и бодрствования и многие др. циклические процессы в природе - все это проявление биологических ритмов или ход так называемых биологических часов. Под биологическими часами понимают еще и способность организма чувствовать и измерять время. Этой способностью обладают практически все живые существа от растения до человека. Именно это свойство помогало многим организмам выжить в борьбе за существование. Выживали те, у кого определенное состояние функций совпадало во времени с конкретными ситуациями внешней среды. Полагают, что существует полуторачасовой, суточный, недельный, месячный, годовой ритмы.

Изучение хронофизиологических аспектов адаптации является актуальным и позволяет по-новому подойти к решению ряда теоретических и практических вопросов медицины, связанных с действием стрессогенных факторов, диагностикой функционального состояния организма и прогноза адаптации к экстремальным условиям. Как известно, многие патологические процессы сопровождаются изменениями временной организации физиологических функций, а нарушение координации эндогенных ритмов физиологических функций является одной из причин развития патологий функциональная Хронодиагностика" (С.И. Степанова). При этом учитывается изменение в суточном ритме резистентности организма как человека, так и животных к возмущающим воздействиям (сила тяжести, физические, химические и другие агенты).

Широко обсуждается диагностическое значение информации об изменениях амплитудно-фазовых характеристик и их взаимной координации. Оказалось, что в большинстве случаев биоритмологические изменения носят неспецифический характер и отражают лишь состояние десинхронизации ритмов при стрессе. Подобно стрессу, вызванному экстремальными воздействиями внешней среды, в изменениях биологических ритмов при патологии важное значение имеет нарушение ритмов показателей гипоталамо-гипофизо-над-почечной системы. Вероятно, поэтому как метод дифференциальной диагностики анализ суточных и сезонных ритмов человека не нашел широкого применения. По мнению академика В.В.Парина, нарушение временной координации функций организма является одним из первых изменений в цепи событий, приводящих к развитию патологии. В рамках этой концепции было показано, что учет изменения биоритмов имеет большое значение при оценке предпатологи-ческих состояний и в прогнозе развития заболевания (В.П. Казначеев и др., 1988).

Хрономедицина ставит целью использовать закономерности биоритмов для улучшения профилактики, диагностики и лечения болезней человека. Исключительно важная роль принадлежит методологии и методическим подходам, основывающимся на представлении о живом организме и текущих в нем процессах (как в норме, так и при патологии) в плане изменений всех функций во времени. К главным разделам хрономедицины относятся хронопатология, хронофармакология, хронодиагностика и хронотерапия. В последние годы в хронобиологии и хрономедицине большое значение приобрело понятие хронобиологической нормы.

Циркадные (циркадианные) ритмы (от лат. circa — около, кругом и лат. dies — день) — циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Несмотря на связь с внешними стимулами, циркадные ритмы имеют эндогенное происхождение, представляя, таким образом, «внутренние часы» организма. Циркадные ритмы присутствуют у таких организмов как цианобактерии[1], водоросли, грибы, растения, животные. Период циркадных ритмов обычно близок к 24 часам.

Циркадные ритмы и цикл сон — бодрствование у человека

Периоды сна и бодрствования у человека сменяются с циркадной периодичностью. При исследовании связи периодичности сна и бодрствования с внешними стимулами изучалось изменение продолжительности периода данных колебаний у человека. В отсутствие таких стимулов как свет, который позволяет человеку судить о времени суток, подопытные всё равно ложились спать и пробуждались в обычное время; таким образом, период ритма сон — бодрствование не изменялся и в течение некоторого времени оставался равным 24 часам, правда через некоторое время он увеличился до 36 часов. Когда подопытные возвратились в нормальные условия, то 24 часовой цикл был восстановлен. Таким образом, у человека и у многих других животных есть внутренние часы, которые идут даже в отсутствии внешних сигналов. Одним из наиболее распространенных внешних сигналов является свет. У человека рецепторы, находящиеся в сетчатке, реагируют на свет и посылают сигнал в супрахиазмальное ядро. Дальнейшее распространение сигнала приводит к выработкегормонов регулирующих циркадную активность организма. Однако при этом такие органы как сердце, печень, почки имеют свои «внутренние часы» и могут выбиваться из ритма, устанавливаемого супрахиазматическим ядром. Сигнал, поступающий в шишковидную железу, вызывает синтез и выделение в кровоток вызывающего сон нейрогормона мелатонина(N-ацетил-5-метокситриптамин). У пожилых людей выделяется меньше мелатонина что, вероятно, объясняет, почему старые люди чаще страдают бессонницей. Большая часть исследователей полагает, что супрахиазматическое ядро отвечает за циркадные ритмы и за колебания параметров, связанных с циклом сон — бодрствование, таких как температура тела, давление и продукция мочи.

Циркадианные ритмы: медицинское значение ритмов

Диагностика и лечение часто бывают более успешными, если врач понимает и учитывает роль циркадианных ритмов в патогенезе заболеваний.

Так, в ранние утренние часы ускорена агрегация тромбоцитов - в это же время наиболее высока вероятность инфаркта миокарда ,внезапной сердечной смерти , инсульта - ведущих причин смертности в США.

Учет циркадианных ритмов помогает понять механизмы обострений хронических заболеваний , таких, как ИБС .

От времени суток зависят результаты диагностических исследований - например, показатели АД , температуры , пробы с дексаметазоном , уровень кортизола в плазме. Немногие врачи представляют себе, насколько даже самые простые измерения зависят от того, в какое время они сделаны и в каком состоянии находился больной - спал или бодрствовал.

В течение суток меняется эффективность и токсичность лекарственных средств . Например, смертность крыс, которым в разное время суток вводили одно и то же токсическое вещество, различалась более чем в пять раз. От времени введения препаратов зависитэффективность химиотерапии и особенно эффективность действия анестетиков .

И наконец, время суток определяет риск несчастных случаев , причина которых - в непреодолимой сонливости. Дорожно-транспортные происшествия, ошибки и аварии на производстве чаще всего происходят во второй половине ночи, когда потребность во сне максимальна. Врач должен помнить, какую опасность для здоровья и жизни человека несут в себе требования живущего по часам общества.

Десинхронозы — различные расстройства биоритмов организма, заключающиеся в нарушении направленности и степени сдвига того или иного основного показателя колебательного процесса.

- Как правило, десинхронозы проявляются изменением (увеличением или уменьшением) длительности периода, частоты, амплитуды, акрофазы, батифазы того или иного биоритма.

- Десинхронозы характеризуются рассогласованием ранее синхронизированных внутри- или межсистемных ритмов.

- При рассогласовании ритмов организма с ритмами внешней среды формируется внешняя десинхронизация.

- При рассогласовании ритмических процессов внутри организма (на уровне органов, формирующих ту или иную функциональную систему) развивается внутренняя десинхронизация.

Механизмы возникновения десинхронозов

- Рассогласование между жизненными (поведенческими) и временными стереотипами организма и существенно изменёнными условиями жизни, работы и отдыха.

- Неспособность организма адаптироваться к существенным изменениям электромагнитных влияний Земли и Космоса, другим стрессовым факторам.

Профилактика десинхронозов

• Соблюдение режимов сна-бодрствования, активности-отдыха, питания. Рациональная организация режима работы. Поддержание пси хоэмоционального состояния на оптимальном уровне. И в выходные, и в рабочие дни необходимо поддерживать постоянное время засыпания и пробуждения.

• Физическая активность, закаливание, пребывание на свежем воз духе, рациональное и полноценное питание, т. е. профилактика забо¬ леваний, так как любое заболевание обязательно сопровождается де-синхронозом.

• При необходимости перемещений через несколько часовых по ясов - принятие заблаговременных мер, облегчающих адаптацию к новому суточному режиму. После прибытия в место назначения следу ет соответствующим образом организовать свой режим дня, чтобы ус¬корить восстановление «внутренней временной организации». При коротких поездках - 1-2 дня - целесообразно принять меры, предотв¬ ращающие перестройку биоритмов, так как времени для полной адап¬ тации все равно не хватит, а возвращение в свой часовой пояс только усилит десинхроноз.

• При сменной работе рекомендуется применять соответствующие меры для облегчения адаптации.