Тема 6. Экология и онтогенез.

В настоящее время необходимо выявлять в рамках экологии человека особый раздел «экология роста и развития» или «экология онтогенеза», в котором изучались бы взаимоотношения между растущим человеческим организмом и теми условиями, в которых происходит его развитие. Онтогенез -процесс индивидуального развития организма от момента его зарождения до смерти. Термин «онтогенез» введен известным немецким ученым Э. Геккелем (1866 г) в связи с формулировкой основного биогенетического закона, согласно которому онтогенез есть краткое и сжатое повторение филогенеза- процесса исторического развития органического мира (отдельных типов, классов, отрядов, семейств, родов, видов живых организмов). Системный и онтогенетический принцип исследования проблемы «Человек - окружающая среда» позволяет утверждать, что организм приобретает присущие ему биологические свойства не просто в результате развертывания генетической программы, но и процессе тесного его взаимодействия с окружающей средой. Отсюда необходимо учитывать следующие обстоятельства;

1) Онтогенез - это функция целостной биологической системы (полный цикл индивидуального развития), какой является человек. В его основе лежит цепь строго определенных последовательных биохимических, физиологических и морфологических изменений, специфических для каждого из периодов индивидуального развития организма.

2) Организм как биологическая система по отношению к окружающей среде проявляет три важнейших свойства:

а) относительную независимость;

б) жесткую детерминированность функционального состояния организма от факторов окружающей среды;

в) различную степень резистентности в различные периоды онтогенеза от воздействия негативных (экопатогенных) факторов окружающей среды.

Особенности реакций растущего организма на действие экопатогенных факторов:

• существование критических периодов развития нервной, иммунной, репродуктивной систем и метаболизма, когда чувствительность организма к действию экопатогенных факторов резко повышается;

• особенности процессов обмена растущего организма, незрелость ряда ферментных систем детоксикации, ограниченные функциональные способности печени и почек, направленные на элиминацию ксенобиотиков и радиоизотопов;

• интенсивные процессы формирования межнейрональных связей в мозге и миелинизации нейронов, повреждение которых тяжелыми металлами, токсическими радикалами или нейротропными пестицидами влечет за собой задержку нервно-психического развития и энцефалопатии;

• увеличение в процессе роста массы жировой и костной ткани, что создает условия для депонирования ксенобиотиков и радионуклеидов;

• позднее развитие репродуктивной сферы, которое может быть нарушено многими экопатогенами, что проявляется синдромами андрогении у девочек, позднего полового созревания у мальчиков (17).

Большинство современных школьников имеют дисгармоничное физическое развитие за счет дефицита массы тела, сниженные показатели мышечной силы, жизненной емкости легких, что в совокупности определяется как синдром астенизации физического развития детей и подростков. Число детей с нормальным физическим развитием снизилось за последние 10 лет с 24,3% в 1982 г до 13,5% в 1992 г. за счет увеличения числа детей с резко выраженным дефицитом массы тела. В самом общем виде можно считать, что рост и развитие обусловлены действием генетических (наследственных, внутренних, эндогенных факторов) и средовых (внешних, экзогенных факторов), причем их реализация на каждом этапе онтогенеза есть результат вероятностного процесса и существенно зависит от благоприятного и неблагоприятного воздействия условий среды, называемых также «модификаторами». В целом спектр и приблизительное ранговое положение факторов, влияющих на достигнутые величины антропометрических данных, следующее:

• питание (интенсивность, сбалансированность);

• наличие или отсутствие клинически выявляемых признаков дисплазии, хронических заболеваний или интоксикаций;

• ростовые характеристики родителей или принадлежность к этнической группе с высоким или относительно низким ростом,

• пол;

• рост и масса тела при рождении;

• питание в предшествующие периоды жизни и особенно вскармливание на первом году жизни;

• психический климат в семье;

• режим жизни, двигательная активность или нагрузки,

• наличие неблагоприятных факторов (поллютанты, ксенобиотики и др.), не вызывающих явной клинической картины болезни или интоксикации) (21)

Особая сложность решения проблемы - многофакторность влияния на детский организм факторов окружающей среды. Анте- и перинатальные факторы, наследственность, профессиональные вредности у родителей, качество жилища, вредные привычки, а в настоящее время социально-экономическая нестабильность, могут экранировать или, наоборот, потенцировать отрицательное влияние факторов окружающей среды на растущий организм.

Биогеографические природные факторы. Эта группа факторов включает такие характеристики как температура, влажность, количество кислоро да во вдыхаемом воздухе, химический состав воды и почвы, инсоляция, естественная радиация, электромагнитный фон и др. В ряде исследований показана справедливость основных экологических правил Бергмана и Аллена для человеческих популяций, суть которых заключается в следующем: люди живущие в более жарком климате в среднем меньше ростом, легче, характеризуются более грацильным телосложением по сравнению с живущими в более северных областях (23). Имеется ряд исследований о влиянии на соматическое развитие таких биогенных факторов как циклы солнечной активности, естественная инсоляция и ее продолжительность. Сообщается о сезонных вариациях биологических циклов и связанной с этим сезонностью рождаемости, о сезонности наступления первой менструации, о сезонных вариациях в скорости роста. Установлено влияние высокогорной гипоксии. Выявлено, что дети высокогорья по основным антропометрическим признакам отстают от своих сверстников из низкогорья) замедление ростовых процессов выражено для продольных, поперечных, обхватных размеров, показателей массивности скелета и процессов жироотложения). Подростки высокогорья (Тянь-Шань, Памир) отстают не только по уровню физического развития, но и по срокам полового созреваниями (59). В последние годы большое внимание уделяется геохимической характеристике природных зон и исследованиям организмов проживающих в пределах этих зон. Установлена непосредственная связь морфологических признаков с концентрацией микроэлементов в окружающей среде, в частности в почвах. Повышенная концентрация определенных химических элементов (например, железа, алюминия, фосфора, кальция) способствует ростовым процессам, пониженная напротив их угнетает (6). Дефицит йода в природной среде, высокий уровень струмогенных факторов в пище и воде, как результат деятельности промышленных и сельскохозяйственных производств, а также повышение радиационного фона значительно ухудшает морфофункциональное состояние эндокринной системы (прежде всего щитовидной железы), что уже в настоящее время отрицательно воздействует на показатели физического, полового интеллектуального развития детей и подростков.

Урбанизация и рост.Комплекс условий, свойственных современному городу, образует экосистему, специфические особенности которой состоят в противоборстве положительных (сбалансированное питание, благоустройство, более высокий уровень медицинской помощи и т. д.) и отрицательных (загрязнение среды, стрессы и др.) воздействий на организм. В исследованиях последних лет по-прежнему отмечается превосходство городских детей над сельскими до длине и массе тела, развитию жирового компонента и другим антропометрическим показателям. Отмечено также более позднее половое созревание у сельских школьников по сравнению с городскими сверстниками (1, 30, 59).

Процесс урбанизации неразрывно связан с другой отрицательной тенденцией нашего времени - загрязнением окружающей среды. Прослеживается хоть и не абсолютное, но более или менее отчетливое нарастание доли детей с пониженным весом по мере ухудшения экологической ситуации. Так, например, в Прокопьевске, Екатеринбурге, Череповце, Электростали, Нижнем Тагиле, Ухте, Казани, Северодвинске этот показатель колеблется от 6,8 до 11,3%, тогда как в Курске, Челябинске, Ом ске, Подольске - от 2,2 до 2,9% (41). Эпидемические исследования, проведенные в США, ФРГ и других странах, установили связь между степенью загрязнения атмосферного воздуха в крупных городах (сероводородом, сернистым ангидридом, окисью углерода, свинцом, пылью, сажей) и уменьшением массы тела при рождении, что подтверждает вышеприведенные данные. В отечественной литературе высказывается мнение о том, что с нарастанием уровня загазованности до умеренного происходит активизация внутриутробного роста плода, а дальнейшее повышение этого уровня приводит к замедлению роста (Никитюк Б. А.). При гладко протекающей беременности по мере повышения уровня химических загрязнений атмосферного воздуха установлено достоверное снижение массы и длины тела новорожденного, ухудшение по шкале Апгар, учащение частоты обвитий пуповины. У детей до года, проживающих в районах с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха наблюдается снижение росто-весовых показателей, ухудшение психомоторного развития, увеличение частоты заболеваемости в 1,4 раза (Ч. Агаджанян и др., 1994). Данные о влиянии специфических загрязнений атмосферного воздуха на соматическое развитие тесно коррелируют с проблемой содержания микроэлементов в разные периоды жизни. Наименее изучен этот вопрос применительно к внутриутробному периоду. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что в процессе онтогенеза определенные органы и ткани способны избирательно концентрировать различные микроэлементы, а их обмен в раннем возрасте менее совершенен чем у взрослых. Так, загрязнение свинцом может быть причиной умственной отсталости, а поступление ртути ведет к нервно-психическим нарушениям, поражениям иммунной системы (17).