1.4. Окружающая среда и продолжительность жизни

Продолжительность жизни человека напрямую зависит от качества окружающей среды. Согласно современной тео­рии старения организмов одной из причин этого явления может быть недостаточная проточность системы, т.е. «за­грязнение» организма. Известные специалисты в области ге­ронтологии (науки о старении) Б. Гомперц и У. Мейкем вы­вели математическое выражение, связывающее смертность человека и многих видов животных с возрастом:

т(1) =А + К₀- ехр(аг),

где т(1) — смертность; А — константа, отражающая интен­сивность смертности в зависимости от внешних условий; К₀ — начальный уровень смертности; а — показатель, отра­жающий скорость нарастания смертности с возрастом; г — возраст.

Как видно, смертность существенным образом зависит от аддитивной константы А, не зависимой от возраста ком­поненты фоновой смертности, связанной с влиянием внеш­ней среды. Эта величина может изменяться при улучшении условий жизни, и, следовательно, соответственно ей будет уменьшаться смертность.

Экологические факторы. Патогенетические механизмы действия физических факторов на организм человека

2.1. Общие представления

Любой организм в среде обитания подвергается одновре­менному воздействию самых разнообразных условий окру­жающей среды, которые рассматриваются в качестве эколо­гических факторов.

Экологический фактор—любое условие среды, которое может оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы.

Экологические факторы делятся на несколько групп.

1. Абиотические факторы (факторы неживой природы):

• физические:

• лучистая энергия, освещенность;

• температура;

• влажность воздуха;

• атмосферное давление;

• магнитное поле Земли;

• ионизирующие излучения;

• рельеф местности;

• химические.

2. Биологические факторы (факторы живой природы):

• фитогенные;

• микробогенные,-

• зоогенные;

• антропогенные (социально-культурные).

2.2. Лучистая энергия. Освещенность

Вся энергия, получаемая поверхностью Земли, исходит от Солнца. Поверхности Земли достигают видимые лучи — 0,17-4,0 мкм (48%), инфракрасные лучи — 0,75-0,001 мкм (45%), ультрафиолетовые лучи - свыше 0,4 мкм (7%).

Одна из сторон воздействия лучистой энергии на орга­низм — освещенность. Установлено, что видимая область спектра .солнечного света очень важна для нормального протекания физиологических процессов. С освещенностью связывают заболевание, называемое зимней депрессией, эмо­циональным сезонным заболеванием или аффективным сезон­ным расстройством (англ. 8АБ — 8еа80па1 АЙесиуе Бхкогйег). По статистическим данным, примерно 5—10% людей, три четверти из которых женщины, страдают этим заболевани­ем. Чем меньше естественная освещенность местности, тем чаще встречается данный симптомокомплекс.

Основные признаки этого заболевания:

• депрессия (чувство вины, безнадежности, отчаяния, апатия, потеря чувства собственного достоинства и др.);

• снижение работоспособности;

• увеличенная потребность в углеводах (сладости или мучные изделия);

• увеличение веса;

• трудности с пробуждением;

• стремление к уменьшению социальных контактов.

Эта признаки исчезают в весенние и летние месяцы, ког­да значительно увеличивается продолжительность светово­го дня. Симптоматика может сопровождаться снижением активности иммунной системы, что будет сопряжено с уве­личенной восприимчивостью к инфекцирнным и вирусным заболеваниям.

Реализация действия видимой области спектра на орга­низм человека происходит путем модуляции активности циркадианных циклов, или биологических часов.

Данный цикл выражается в изменении физиологических и поведенческих реакций. У молодых людей продолжитель­ность циркадианного цикла составляет 25-26 ч; в зрелом возрасте — приблизительно 24 ч; в пожилом - менее 24 ч.

Непосредственные <<вр^щтели»_^^очног^цикла-_- лва судрахиазматдчехжих-ядра, гжсполрже_нных.:в_щпоталамусе. Именно в нервных клетках этих образований происходит циклический процесс, работающий по принципу отрица­тельной обратной связи, приводящий к синтезу специфи­ческих белков и блокированию протеинами активности ге­нов, их кодирующих. Известны четыре гена, ответственных за периодичность процесса: РЕК (англ — репой), ТШ (ите-1е88), СЬК (с1оск) и СУС (сус1е). Они располагаются на Х-хромосоме и кодируют полипептидную последователь­ность одноименных белков. Транскрипция указанных про­теинов с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) начина­ется рано утром, что ведет к медленному накоплению пРНК (рис. 2.1). К вечеру в цитоплазме на сформированной мат­рице начинается синтез двух белков и, когда количество их нарастает, они формируют РЕК/ТШ-комплекс. Протеины СЬК и СУС способствуют продукции в клетке этих белков.

К концу светового дня указанный комплекс, во-первых, входит в ядро и начинает блокировать транскрипцию собственных мРНК, концентрация которых к утру постепен­но уменьшается. Во-вторых, нахождение в клетке РЕК/Т1М-комплекса приводит к другому, очень важному явлению — косвенной стимуляции через шейные ганглии посредством выброса норадреналина другого образования головного мозга — эпифиза. В ответ на это в его клетках начинается

Триптофан

| Триптофангидроксилаза б-Гидрокситриптофан

| 5-гидрокситриптофандекарбоксилаза Серотонин

| Ы-ацетилтрансфераза М-ацетил серотонин

| Оксииндол-О-метилтрансфераза Мелатонин

Рис. 2.2. Схема синтеза мелатонина

экспрессия гена, кодирующего аминокислотную последова­тельность оксииндол-О-метилтрансферазы (ОИМТ), одного ,' из ферментов цепи синтеза мелатонина (рис. 2.2). Исход­ный субстрат — аминокислота триптофан, поступающая из крови. При помощи триптофангидроксилазы происходит окисление триптофана до 5-гидрокситриптофана, далее — декарбоксилирование с образованием серотонина. Следу­ющий шаг — ацетилирование промежуточного продукта и образование 14-ацетилсеротонина, превращение которого катализируется 14-ацетилтрансферазой. На последнем этапе происходит реакция метилирования с участием оксииндол-О-метилтрансферазы, ведущая к образованию мелатонина (рис. 2.3). Этот продукт путем простой диффузии проника­ет в кровеносное русло.

Максимальные уровни мелатонина обнаруживаются в крови людей в период между 23 и 5 ч. Днем этот гормон почти не определяется.

Следовательно, в темноте больше образуется мелатони­на, который тормозит выработку тропных гормонов гипо­физа и имеет отношение к таким функциям организма, как

СН₂— СН₂—N1—СНз

частота дыхания, давление крови, температура, сон, поло­вые функции, обмен воды, жиров, и к другим, метаболиче­ским процессам.

Так реализуется свободный, т.е. естественный, ход биоло­гических часов. Синхронирующий фактор этого механиз­ма — начало светового дня. Через сетчатку глаза утренний свет воздействует на клетки супрахиазматического ядра ги­поталамуса. Под действием нервных импульсов в данных клетках происходит окончательный распад РЕК/ТМ-комплек-са. Этот момент — точка отсчета, которая и настраивает биологические часы. Подсчитано, что приблизительно 7% людей нуждаются в подобном ежедневном синхрони-рующем импульсе, который устанавливает циркадианные циклы.

В условиях недостаточной освещенности в зимнее время года (рано темнеет и поздно светает) начало рабочего дня люди проводят при искусственном освещении. При этом от­сутствует главный фактор, способствующий распаду РЕК/ТТМ-комплекса, — необходимая освещенность. Именно поэтому в клетках супрахиазматических ядер белковый комплекс будет существовать более продолжительный про­межуток времени, обусловливая симптоматику, описанную выше.

Свободный ход часов может отличаться от суточного ритма. Он зависит от возраста и пола (рис. 2.4). При длительном пребывании в темноте продолжительность сво­бодного хода биоритма составляет менее 24 ч, напротив, при постоянной освещенности этот промежуток времени превышает 24 ч.

Зимняя депрессия хорошо лечится только светом. Поло­жительный эффект в лечении этой патологии дает светоте-рапия в утренние часы с интенсивностью в 10 ООО лк. Это приблизительно в 20 раз превышает интенсивность обычно­го внутреннего освещения. Выпускаются специальные ис­точники света, имеющего близкий к солнечному спектраль­ный состав. Время световой терапии выбирается индиви­дуально.

Для большинства пациентов продолжительность данной процедуры составляет 15 мин. В это время можно выпол­

нять любую домашнюю работу, принимать пищу, читать. Большая часть больных отмечает положительный эффект уже через несколько дней после начала процедур, с полным исчезновением симптомов в течение последующих двух не­дель. Побочными эффектами светотерапии могут быть го­ловные боли.

Медикаментозное лечение может включать назначение антидепрессантов: лустрал, прозак. Хорошим дополнитель­ным средством является психотерапия.

Установлено также, что при смене часовых поясов, т.е. при ломке циркадианных циклов (например, при осеннем и весеннем переводе часов), хороший результат дает пребыва­ние человека на солнечном свету в течение 2 дней по 3 ч.

Помимо этого, следует иметь в виду, что мелатонин в ор­ганизме — антираковый фактор в силу того обстоятельства, что он способен снижать уровни эстрогенов в крови жен­щин. Он обладает физиологическими функциями, является антиоксидантом и иммуностимулятором (рис. 2.5).

Трансмиттер Антиоксидантное действие Ловушка радикалов Гормон
Синхронизирующее действие
Ритмы сна и бодрствования