Давыдова. Экология, обмен веществ и здоровье

наблюдается выраженное ухудшение показателей состояния организма 2-3 дня. Однако при вылетах в ночные часы, т.е. при удлинении ночи работоспособность существенно не изменяется по сравнению с данными до полета. В целом, можно сказать, что все перемещения в западном направлении переносятся легче, чем перелеты на восток.

Влияние температуры и влажности воздуха: их влияние вы-

зывает реакции приспособления, главную роль в которых занимает вегетативная нервная система. Особенностью действия низких температур (00С, +50С, +80С) на организм в покое является торможение терморегулирующих реакций, что проявляется уменьшением чувствительности холодовых рецепторов, повышением порога холодового ощущения, сужением кожных сосудов, уменьшением частоты пульса и лабильность кожных сосудов. Действие чрезмерно высоких температур (в условиях пустынь и тропиков) на состояние систем регуляции оценить сложно, поскольку в таких условиях происходит нарушение электролитного, водного и энергетического обмена.

Значительная сухость воздуха (ниже 50%) вызывает раздражение органов дыхания и нервной системы: головных болей, депрессии, чрезмерного утомления, раздражительности и расстройства психики. Значительное повышение влажности воздуха (выше 73%) приводит к неблагоприятным реакциям нервной системы и увеличению выработки адреналина, что связано с адаптационными механизмами.

Механические факторы вызывают травму, тяжесть которой может колебаться в широких пределах, от несущественных повреждений до крайне тяжелых, угрожающих жизни человека. Негативные механические воздействия по своему происхождению можно разделить на: неантропогенные (землетрясения, извержение вулканов, обвалы и снегопады в горах и т.д.) и антропогенные (автомобильные, железнодорожные и авиакатастрофы, взрывы на атомных электростанциях, нефте-газопроводах, шахтах и т.д.). Расстройства деятельности систем регуляции могут возникать вследствие непосредственной травмы самого органа, например, сотрясение и ушиб головного мозга, и опосредованного нарушения функций систем регуляции при разнообразных механических повреждениях периферических тканей и органов.

Влияние вибраций: основным источником вибраций по интенсивности колебаний для человека является рельсовый транспорт (метрополитен, железнодорожный и трамвайный транспорт), а также территория, находящаяся в непосредственной близости от промыш-

61

ленных предприятий, эксплуатирующих мощное компрессорное оборудование. Вибрации от метрополитена (уровень виброскорости равен 40 дБ) ухудшает самочувствие у 57,6% и нарушает сон у 45,7% опрошенных жителей.

Влияние шума: шум, являясь стимулятором стресса, вызывает изменения в работе нервной системы, надпочечников, гипофиза, что сказывается на развитии приспособительных и регуляторных реакций организма. На шумовое ощущение у различных людей влияет степень физического и умственного напряжения, степень его психической неустойчивости. Например, абсолютный порог слуха изменяется в широких пределах вследствие болезни, возраста, характера воздействующего шума – разница может превышать 30 дБ. По результатам опроса о субъективном восприятии шума выявлено, что сверхчувствительных к шуму лиц – 30%, лиц с нормальной чувствительностью – 60%, нечувствительных – 10%. Разница в физиологически действующих уровнях шума между «нечувствительными» и «чувствительными» людьми составляет 10 дБ, а между «нечувствительными» и «сверхчувствительными» – 30 дБ. Динамические наблюдения показали, что среди проживающих вблизи аэропорта число «нечувствительных» уменьшилось на 15,2%, количество «чувствительных» увеличилось – на 6,7%, а «сверхчувствительных» – на 8,5%.

Одним из серьезных проявлений влияния шума на организм человека является нарушение сна. Так, отмечено неблагоприятное воздействие шума на способность к засыпанию и пробуждению. 58% опрошенных отметили, что ночью часто просыпаются от шума, причем в 42% случаев – более 3 раз, после чего медленно засыпают (32%) и плохо себя чувствуют после сна (63%).

Неоднозначные данные получены при изучении влияния шума на работоспособность. Так, городской шум уровней 60-70 дБ улучшал показатели умственной работоспособности, шум уровнем 80 дБ снижал внимание и уменьшал производительность труда. Одновременно, при опросе населения, проживающего вблизи промышленных предприятий, выявлено: шум мешает читать в 66% случаев, заниматься – в 54%, сосредоточиться при выполнении работы дома – в 26% случаев. Таким образом, конечный результат показателей умственной работоспособности зависит не только от уровня и продолжительности воздействия шума, но и от состояния нервной системы человека.

Влияние инфразвука: звуковые колебания с частотой ниже 16-20 Гц получили название инфразвука. Звук низкой частоты, не вос-

62

принимаемый органом слуха, вызывает резонанс в различных органах человека, колебания передаются в нервные центры и вызывают ответные реакции. Энергия инфразвука может трансформироваться в тепловую и, реже, в энергию биоэлектрических процессов, способствуя возникновению болевых и других неприятных ощущений. Физиологически наиболее активным для человека является диапазон частот от 2 до 17 Гц из-за резонансных явлений со стороны внутренних органов. Частота 17 Гц совпадает с альфа-ритмом биоэлектрической активности мозга.

Наиболее значимыми космическими факторами являются солнечная активность и межпланетное магнитное поле, а поскольку они влияют на человека через изменение электрического и магнитного полей Земли, то их рассматривают как гелиогеофизические. Показано, что наибольшей чувствительностью к изменениям солнечной активности обладает нервная система. Так, возникновение автомобильных катастроф чаще всего регистрируют на второй день сильной солнечной активности. Установлено, что при выполнении корректурных проб во время магнитных бурь резко увеличивается число ошибок, появление которых свидетельствует о преобладании возбудительного процесса в ЦНС. Обнаружена зависимость обострения таких заболеваний, как шизофрения, маниакально-депрессивные состояния от солнечной активности. Значительные изменения состояния ЦНС являются, по-видимому, причиной увеличения количества несчастных случаев и травм во время магнитных бурь.

Влияние электромагнитных излучений (ЭМИ): человек су-

ществует в условиях воздействия естественного электромагнитного фона (электрические, магнитные и электромагнитные поля низкой интенсивности), которые имеют гелиогеофизическое происхождение. В современных условиях человек подвергается действию искусственных ЭМИ антропогенной природы.

Основные источники антропогенных ЭМИ считают: производственные воздействия, воздушные линии электропередач сверхвысокого напряжения, радио-, телевизионные и радиолокационные установки, некоторые типы медицинского и бытового оборудования, спутниковая и сотовая связь, электротранспорт.

Для внепроизводственных воздействий ЭМИ характерно преимущественно изолированное (от одного источника) или комбинированное (от нескольких источников) влияние. В зависимости от режима генерации и работы источника ЭМИ воздействие на человека мо-

63

жет быть непрерывным или импульсным, постоянным или прерывистым. Реакция организма на воздействие ЭМИ зависит от частотного диапазона действующего излучения, режима генерации и работы, интенсивности и продолжительности воздействия, пространственного ориентирования тела по отношению к источнику ЭМИ, а также от индивидуальной чувствительности организма в целом.

Основными системами организма человека, реагирующими на воздействие ЭМИ, считаются нервная, эндокринная, сердечнососудистая системы и система крови. Все наблюдаемые реакции организма человека на внепроизводственные воздействия ЭМИ невелики, имеют функциональный характер и не могут быть расценены как патологические или предпатологические. Характер реакций организма определяется, в первую очередь, частотным диапазоном ЭМИ и зависящим от него механизмом биологического действия.

Действие ионизирующей радиации: нервные клетки в по-

стэмбриональный (после рождения) период развития имеют очень низкую радиочувствительность из-за отсутствия митотической активности. По морфологическим критериям нейроны поражаются преимущественно при дозах порядка нескольких десятков грей (церебральная форма лучевой болезни), в основном вторично, из-за опосредованного влияния других поврежденных органов.

Вместе с тем функциональные реакции нервной системы можно наблюдать и при существенно более слабых воздействиях. Так, при общем облучении тела взрослого человека или головы ребенка в дозах 1,0-2,5 грей спустя несколько часов возникают слабость, сонливость, апатия, головная боль, тошнота, рвота, повышенная утомляемость, нарушение эмоциональной сферы.

Психологические и психофизиологические реакции человека на ионизирующее излучение носят неспецифический и лабильный характер. Хотя неоднозначными являются данные о последствиях облучения головы у детей при лечении эпидермофитии (грибковое заболевание кожи). Спустя несколько лет у таких детей выявлено незначительное снижение умственных способностей и повышение вероятности психических заболеваний. Пороговой дозой для указанных эффектов являлась величина в 1 грей.

Особый интерес представляет влияние ионизирующей радиации на эмбриональную нервную ткань. Японские ученые после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки собрали большой материал о жителях, подвергнувшихся внутриутробному облучению. Обнару-

64

жено, что наиболее чувствительными оказались первые стадии внутриутробного развития, особенно до периода имплантации. Позднее было показано, что высокий риск появления умственной отсталости встречается при облучении в период 8-25 недели, особенно 8-15 недели беременности. При облучении после 26 недель беременности частота постнатальных повреждений нервной системы уменьшается во много раз, а в случае облучения в первые семь недель практически равна нулю.

Воздействие химических факторов

Экзогенные (приникшие извне) химические вещества оказывают рефлекторное действие на различные уровни ЦНС, которая реагирует на любой токсический агент независимо от того, проникает он через гематоэнцефалический барьер или нет. Гематоэнцефалический барьер – физиологический механизм, избирательно регулирующий обмен веществ между кровью и центральной нервной системой и обеспечивающий постоянство внутренней среды головного и спинного мозга.

Реакция наступает на все нарушения, происходящие в организме, связанные с метаболизмом даже микроэлемента, не поступившего в количествах, удовлетворяющих физиологические потребности организма.

Влияние гипоксии (недостатка кислорода): гипоксия обыч-

но наблюдается при быстром подъеме в горы на высоту выше 1,5 км, реже – при разгерметизации салона самолета. Наиболее чувствительны к кислородному голоданию нейроны головного мозга.

На высоте 1,5-5 км возникает ощущение хорошего настроения, общего возбуждения, восторженного отношения к окружающему, т.е. признаки эйфории, постепенно сменяющиеся заторможенностью и сонливостью. У некоторых людей проявления эйфории бывают кратковременными или полностью отсутствуют. Примерно на 8-9-е сутки пребывания в горах происходит достоверное повышение показателей нервной системы.

Индивидуальная чувствительность к кислородному голоданию определяется функциональными особенностями ЦНС. При врожденной слабости внутреннего торможения гипоксия переносится значительно хуже. Повышенная чувствительность к кислородному голоданию наблюдается также у людей, страдающих вегето-сосудистой дистонией.

65

Влияние угарного газа (оксида углерода – СО): образуется в результате сгорания углерода или его соединений при недостатке воздуха и в значительных количествах присутствует в топочных газах, выхлопных газах автомобилей (2-10 объёмных %), табачном дыме (0,5-1 объёмных %), являясь источником загрязнения атмосферы. Наиболее важный источник СО – выхлопные газы, причем воздействию СО подвергаются как работники, так и пассажиры транспорта.

Угарный газ образует сильную связь с атомом железа в молекуле гемоглобина с образованием карбоксигемоглобина (HbCO), также включается в окислительные реакции, нарушая биохимическое равновесие в тканях.

Естественное содержание СО в окружающей среде низкое (0,01-0,9 мг/м3) и зависит в основном от плотности автотранспортного потока. При содержании 0,08% СО во вдыхаемом воздухе человек чувствует головную боль и удушье. При повышении концентрации СО до 0,32% возникают паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут). При концентрации выше 1,2% сознание теряется после 2-3 вдохов, человек умирает менее чем через 3 минуты.

При влиянии на системы регуляции показано, что оксид углерода в концентрациях, вызывающих повышение карбоксигемоглобина до уровней, не превышающих 20%, не оказывает влияние на координацию движений, физическую ловкость, способность сохранять устойчивость положения тела в пространстве.

Влияние углекислого газа (СО2): углекислый газ – один из конечных продуктов метаболизма человека, играющий наряду с кислородом важную роль в регуляции гомеостаза. СО2 находит применение в медицинской практике: стимуляция дыхания во время наркоза, снижение интенсивности кашля, устранений некоторых психических нарушений.

Действие СО2 на системы регуляции во многом не выяснено. Показано, что небольшая концентрация СО2 (1,5-3,0%) переносится людьми при кратковременном воздействии хорошо, при длительном – обнаруживаются отрицательные влияния. Так, через короткий отрезок времени от начала вдыхания газовой смесью, содержащей 6-7% СО2, активность нейронов мозга усиливается, а при длительном дыхании – снижается.

Весьма существенное влияние оказывает СО2 на вегетативную нервную систему. Так, под влиянием СО2 повышается тонус периферических сосудов, которое наблюдается в том случае, если концентра-

66

ция СО2 во вдыхаемом воздухе увеличивается до 3-6%. При вдыхании меньших концентраций СО2 может увеличиваться глубина дыхания и замедляться частота сердечных сокращений.

Влияние хлор- и фторсодержащих соединений: свободный хлор выделяется при использовании в быту дезинфицирующих и отбеливающих средств (хлорная известь, хлорамин и т.д.), а также добавляется в водопроводную питьевую воду: концентрация в воде остаточного хлора до 2,5 мг/л считается безвредной.

Концентрация свободного хлора в воздухе до 0,001-0,0006 мг/л оказывает раздражающее действие на верхние дыхательные пути, вызывая рефлекторные изменения со стороны дыхательной и сердечнососудистой систем. Возможны головная боль и кожный зуд. Концентрация 0,1-0,2 мг/л опасна для жизни. При этом основное патогенное действие, особенно в случаях хронического отравления, оказывает не сам хлор, а образующиеся хлорсодержащие соединения.

Огромное значение имеет прием с пищей хлоридов, суточная потребность в которых у взрослого человека составляет 6-12 г. Обмен хлоридов связан с обменом ионов калия и натрия и оказывает большое влияние на процессы возбуждения и торможения, на водно-солевой обмен. При переизбытке ионов хлора возникают жажда, чувство страха, психическая депрессия, двигательное возбуждение, мышечное подергивание.

Фтор вследствие высокой химической активности встречается только в ионной форме или в виде неорганических и органических фторидов. Острое отравление солями фтора обычно связано с суицидальным или случайным приемом фторсодержащих веществ. Наиболее часто наблюдаются отравление фторидом натрия, используемым в качестве инсектицида. При этом у человека наблюдаются рвота, боли в животе, цианоз (посинение покровов), мышечная слабость, спазмы, параличи, судороги, сердечнососудистые расстройства. Первые признаки острого отравления (рвота и тошнота) появляются при приеме внутрь 140-210 мг фторидов на 70 кг массы тела.

Влияние пестицидов: пестициды крайне широко распространены в разных экологических средах, и человек может подвергаться их действию в процессе производства, хранения, расфасовки и транспортировки, использования в сельском хозяйстве и в быту, при попадании в пищевые продукты и водные источники. В последние годы синтезировано много новых пестицидов, главным образом хлор- и

67

фосфорорганических соединений, однако наряду с их широким применением, использование давно известных препаратов не снижается.

Хлорорганические соединения (гексахлорциклогексан, ДДТ, гептохлор и пр.) обладают средней или высокой токсичностью и высокой кумулятивностью (способны накапливаться). В организм человека поступают через желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути и кожу. Они преимущественно поражают нервную систему и паренхиматозные органы.

Фосфорорганические соединения (хлорофос, карбофос и др.) имеют низкую и среднюю летучесть, легко проникают через кожу. При попадании через дыхательные пути на первый план выступают расстройства нервной системы, бронхо-легочного аппарата; при попадании через кожу – интоксикация растянута во времени, наблюдаются усиление потоотделения, подергивание близко расположенных мышц без признаков раздражения кожи; при попадании через желудочнокишечный тракт – тошнота и рвота, спазмы в кишечнике, боли в области живота, диарея.

Влияние тяжелых металлов: системы регуляции всегда затрагиваются при токсических изменениях в организме. При действии металлов страдают сердечнососудистая, выделительная, пищеварительная, эндокринная, иммунная и кроветворная системы. Но для каждого металла характерно наибольшее поражение одной из названных систем. К нейротропным металлам можно отнести ртуть, свинец, марганец, мышьяк, таллий, селен, кадмий.

Наиболее тяжелые поражения нервной системы наблюдаются при действии ядов, проникающих через гематоэнцефалический барьер, непосредственно нарушая обмен мозга: это относится к металлорганическим соединениям.

Общемозговыми симптомами поражения тяжелыми металлами являются: резко нарастающая головная боль, головокружение, тошнота, рвота, полуобморочной или обморочное состояние, а также нарушение сердечной деятельности, падение пульса и артериального давления.

Хроническое поражение систем регуляции наблюдается при действии металлов, обладающих повышенной кумулятивной способностью: ртуть, свинец, марганец, кадмий, селен, мышьяк, таллий. В первую очередь, в нервной системе наступают сдвиги, характеризующиеся явлениями активации симпатических отделов и повышением возбудимости вегетативных отделов, играющих значительную роль в процессах адаптации, одновременно повышается активность эндокринных желез.

68

Влияние лекарственных препаратов и антибиотиков: в

связи с высокой потребностью в животноводстве и медицине большое практическое значение приобретает производство биологически активных соединений с помощью биотехнологии, например, ферментов и гормонов. Негативное действие на организм человека оказывают получаемые на производстве АКТГ, кортикостероиды и инсулин. Длительный контакт с АКТГ приводит к неспецифическим воспалительным заболеваниям верхних дыхательных путей, контакт с андрогенами – у женщин к развитию мужских вторичных половых признаков, инсулином – снижением концентрации глюкозы в крови и соответствующим расстройствам нервной деятельности.

Антибиотики также оказывают опосредованное действие на системы регуляции. По спектру действия антибиотики разделяются на антибактериальные, противогрибковые и противоопухолевые. В организм человека антибиотики могут попадать через дыхательные пути при вдыханииаэрозолей, черезжелудочно-кишечный тракт, режечерезкожу.

Негативные действия антибиотиков связаны с возникающими в организме иммунным дефицитом, аллергией, вторично возникающими инфекциями после прекращения введения антибиотиков, нарушениями кроветворения, функции почек, печени и желудочнокишечного тракта, подавление под влиянием антибиотиков нормальной кишечной флоры может привести к авитаминозам, особенно группы В, которые, в свою очередь, могут стать причиной расстройств. Нарушения деятельности нервной системы могут стать результатом непосредственного действия антибиотиков на нейроны, нервные волокна и исполнительные органы, в результате чего изменяется их реактивность по отношению к нервным клеткам. Для прямого токсического действия антибиотиков на нервную систему характерно развитие хронической усталости, вегето-сосудистой дистонии, множественного воспаления нервов и расстройств органов чувств, особенно со стороны органа слуха, вплоть до развития глухоты.

Действие биологических факторов

Системы регуляции имеют огромное значение в изменении свойств организма человека при его взаимодействии с патогенными вирусами, микроорганизмами и паразитами.

Патогенные для человека вирусы, бактерии и пр. вызывают ряд реакций со стороны систем регуляции, участвующих в формиро-

69

вании многих защитно-приспособительных процессов, Изменения функционального состояния нервной системы при инфекционных заболеваниях в значительной степени обусловлены общей интоксикацией организма. При этом наблюдаются головная боль, потеря аппетита, тошнота и рвота, угнетение общего состояния, депрессия, онемение и покалывания, либо повышенная чувствительность к раздражителям, психоэмоциональные нарушения.

Иногда структуры головного и спинного мозга оказываются пораженными вследствие непосредственного поражения и размножения в них инфекционного заболевания. Обычно возбудитель попадает в нервную ткань через кровеносное русло, размножается, вызывает воспалительные и дегенеративные изменения в структурах головного и спинного мозга, преимущественно серого вещества. Поражение нервных центров обусловливает развитие клинических признаков, которые представлены в таблице 7.

Таблица 7

Характеристика некоторых инфекционных заболеваний ЦНС [2]

	Инфекционное	Источник	Клинические проявления
	заболевание	заражения
	1	2	3
			Вирус вызывает воспалительные и дегенератив-
			ные изменения головного и спинного мозга. Ин-
	Клещевой	иксодовые	кубационный период 8-23 дня. Внезапное начало.
	энцефаломиелит	клещи	Лихорадка до 39-410С в течение 5-10 дней. Силь-
			ные мышечные боли. Затрудненность движения,
			параличи.
			Вирус повреждает нейроны спинного, продолго-
			ватого и промежуточного мозга, мозжечка, мо-
		больной	торных участков коры больших полушарий. Ин-
	Полиомиелит		кубационный период 2-7 дней. Лихорадка до
		человек
			380С, потеря аппетита, рвота, боли в животе.
			Может быть затрудненность движения мышц,
			вялые параличи, паралич дыхательных мышц.
			Вирус поражает нейроны продолговатого мозга, в
			узлах основания мозга, поясничной части спин-
			ного мозга. Это приводит к судорогам с после-
		плотоядные	дующим развитием параличей. Инкубационный
	Бешенство		период 12-90 дней и более. Слюно- и потоотделе-
		животные	ние, водобоязнь, психомоторное возбуждение,
			спазм мышц глотки и гортани, расстройство
			дыхания. Лихорадка, учащенное сердцебиение,
			обезвоживание. Затем паралич.
			70