19

(слайд 1) Лекция: Окружающая среда и ее влияние на организм человека

На вводных лекциях по гигиене Вас уже познакомили с предметом и задачами этой научной дисциплины, но для более правильного восприятия нашей сегодняшней темы я повторю некоторые определяющие понятия, которые позволят Вам более грамотно ориентироваться в терминологии и понятиях, которые сегодня довольно вольно используются и в публикациях и в нашей разговорной речи.

Итак,

(слайд 2) Эколо́гия - (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — При дословном переводе экология занимается изучением «природного дома», т.е.наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов».

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»).

Наш с Вами курс называется «Гигиена с основами экологии человека». Здесь тоже не все просто с понятиями и определениями.

(слайд 3) Гигиена – медицинская наука, изучающая закономерности воздействия на организм факторов окружающей среды с целью предупреждения заболеваний и улучшения самой окружающей среды. Факторы окружающей среды изучают и другие дисциплины. Особенность гигиены состоит в том, что она изучает влияние факторов внешней среды на здоровье человека, его работоспособность и продолжительность жизни, разрабатывает нормативы, требования и санитарные мероприятия, направленные на оздоровление населенных мест, условий жизни и деятельности людей.

Существует несколько авторитетных определений понятия «экология человека»:

(слайд 4) Экология человека – комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида (биологической особи) и личности (социального объекта) с окружающей его природной и социальной средой (Т.А.Акимова, В.В.Хаскин).

Экология человека – это комплексная наука, изучающая закономерности взаимодействия человека и окружающей его космопланетарной среды (В.П.Казначеев, А.Л.Яншин).

Экология человека – это наука, изучающая закономерности воздействия на человека природных, социально-бытовых, производственных факторов, включая культуру, обычаи и религию (Б.Б.Прохоров).

Экология человека – это наука, изучающая закономерности взаимодействия человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с динамичной, постоянно усложняющейся средой обитания, проблемы сохранения и укрепления здоровья.

Уже из этих формулировок понятий совершенно ясно, что эти две науки (Гигиена и Экология человека) изучают по своей сути одни и те же явления, а именно - влияние факторов среды на человека. Тем не менее, (слайд 5) В отличие от "экологии человека" гигиена не только фиксирует характер взаимодействия внешней среды и человека и его возможное влияние на здоровье, но и разрабатывает мероприятия, направленные на усиление положительного влияния и снижение вредного воздействия. Гигиеническая наука призвана изыскивать пути охраны здоровья человека от вредного влияния физических и химических факторов среды путем научно обоснованного гигиенического нормирования содержания вредных веществ в окружающей среде.

Таким образом,   предметом гигиены являются окружающая среда и здоровье. Что они из себя представляют?

  (слайд 6) Окружающая среда – это совокупность элементов физического, химического, биологического, психологического, экономического, культурно-этнического характера, которые составляют единую, непрерывно изменяющуюся экологическую систему (экосистему).

В более широком представлении под ок­ружающей средой подразумевают биосферу, учение о которой создал великий российский ученый – Владимир Иванович Вернадский (1863 –1945).

 (слайд 7) По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает в себя:

1. живое вещество, образованное совокупностью организмов;

2.биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.); 3. косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы);

4. биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы); а также

5. радиоактивное вещество;

6. вещество космического происхождения (метеориты и др.) и

7. рассеяные атомы.

Все эти семь типов веществ геологически связаны между собой.

Сущность учения В. И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. По словам В. И. Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Вторым главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды.

(слайд 8) «Организм, — писал В. И. Вернадский, — имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена и к нему» (В. И. Вернадский, 1934). В. И. Вернадский обосновал также важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов, т. е. миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др. В сжатом виде идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом: (слайд 9) 1. Вначале сформировалась литосфера — предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше — биосфера. 2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т. е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох. 3. Живые организмы — главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» (В. И. Вернадский, 1934). 4. Грандиозный геологический эффект деятельности организмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени. 5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества. Венцом творчества В. И. Вернадского стало учение о ноосфере, т. е. сфере разума. В целом, учение о биосфере В. И. Вернадского заложило основы современных представлений о взаимосвязи и взаимодействии живой и неживой природы.

Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни. Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека.

Так вот, еще раз возвращаясь к предмету гигиены, напоминаю, что это – окружающая среда (о которой мы с вами уже проговорили) и здоровье.

 (слайд 10)  Определение здоровья наиболее адекватно современным условиям дается экспертами Всемирной организации здравоохранения. Здоровье – это состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов.

Задача гигиены состоит в том, чтобы сделать развитие человека наиболее совершенным, жизнь – сильной, а смерть – наиболее отдаленной

Итак, Влияние среды на организмы обычно оценивают через отдельные факторы (лат. делающий, производящий).

Существует несколько классификаций факторов окружающей среды. Я Вам приведу некоторые из наиболее общепринятых (слайд11): Чаще всего факторы делят на три группы. 1. Факторы неживой природы (абиотические, или физико-химические). К ним относятся климатические (годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха) атмосферные, почвенные (эдафические- механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы), геоморфологические (орографические -рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона), гидрологические (солевой состав воды, концентрация, кислотность) и другие (шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения). 2. Факторы живой природы (биотические) - влияние одних организмов или их сообществ на другие. Эти влияния могут быть со стороны растений (фитогенные), животных (зоогенные), микроорганизмов, грибов и т. п. 3. Факторы человеческой деятельности (антропогенные). В их числе различают прямое влияние на организмы (например, промысел) и косвенное - влияние на местообитание (например, загрязнение среды, уничтожение кормовых угодий, строительство плотин на реках и т. п.). Есть и другая классификация, которая, не исключая первую, делит факторы внешней среды на:

(слайд №12 )

1. Физические: температура, влажность, движение воздуха, солнечная радиация, радиоактивность. Могут оказывать и отрицательное и положительное воздействие.

2. Химические: химические вещества, элементы, содержащиеся в воде, воздухе, пищевых продуктах. Среди них многие необходимы для жизни.

3. Биологические: бактерии, вирусы, грибы, гельминты. Вызывают различные заболевания.

4. Психогенные: слово, речь, взаимоотношения с людьми.

На мой взгляд, наиболее полно роль разнообразных факторов на формирование здоровья населения представлена на следующей схеме:

(слайд 13)

Среди факторов, формирующих здоровье населения, гигиеническая наука выделяет:

Наследственные (генетически обусловленные факторы, формирующие наследственные заболевания-гемофилию, дальтонизм, атаксию, альбинизм, многие психические расстройства и др.);

Эндемические (обусловленные биогеохимическими особенностями местности, приводящими к эндемическим заболеваниям- флюороз, кариес, эндемический зоб и др.);

Природно-климатические (характерные для определенных климатических зон, вызывающие рост простудных заболеваний в зоне холодного климата и кожных заболеваний – в условиях жаркого климата);

Эпидемиологические (региональные особенности местности, приводящие, в частности, к возникновению природно-очаговых заболеваний – холера, гепатит, для нашей области – туляремия, ГЛПС);

Профессиональные (факторы производственного процесса, способные привести к профессиональным заболеваниям);

Социальные (питание, материальное благополучие, образ жизни и т.д.);

Психоэмоциональные (обусловлены воздействием на человека различного рода стрессовых ситуаций);

Экологические (любой элемент или условие среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями, или адаптациями. За пределами приспособительных реакций лежат летальные (гибельные для организмов) значения факторов).

Вклад каждого из этих факторов в развитие заболеваний очень из­менчив и зависит от анализируемого вида заболеваний, конкретных географичес­ких, экономических и многих других особенностей исследуемого ре­гиона.

(слайд №14) По данным Ю.П. Лисицына и соавт. (2002г.), средний удельный вес влияния отдельных факторов на состояние здоровья населения со­ставляет: ■ образ жизни (курение, употребление алкоголя, наркотиков, зло­употребление лекарствами, характер питания, условия труда, гиподинамия, материально-бытовые условия, семейное поло­жение и др.) —50%; ■ генетические и биологические факторы — 20%; ■ состояние здравоохранения (своевременность и качество меди­цинской помощи, эффективность профилактических меропри­ятий)-10-15%; ■ окружающая среда (природно-климатические факторы, качест­во объектов окружающей среды) — 20-25%.

Таким образом, на 70 % уровень здоровья человека зависит от тех моментов, которые напрямую связаны с гигиеной. Это здоровый образ жизни человека, качество окружающей среды. Этой тематике и будет посвящен практически весь наш лекционный курс вместе с практическими занятиями.

(слайд №15) Выявление роли тех или иных воздействий факторов окружа­ющей среды в нарушении состояния здоровья населения затруд­нено огромным многообразием потенциально вредных факторов, с которыми контактирует человек в условиях населенных мест и в производственных условиях. Так, по данным Службы химической информации США (CAS), в мире к 2002 г. было зарегистрировано свыше 35 млн. химических соединений, и некоторые из них могут представлять потенциальную угрозу для здоровья человека. Кроме того, выявление вклада факторов окружающей среды в возникнове­ние заболеваний у человека нередко затрудняется большим числом вызываемых ими вредных эффектов, многие из которых встречают­ся среди населения и без воздействия анализируемых факторов ок­ружающей среды.

  (слайд 16)  Окружающая среда оказывает влияние на основные показатели здоровья населения (продолжительность жизни, показатели рождаемости, уровень физического развития, заболеваемость и смертность). Более того, существует целый ряд заболеваний, которые носят ярко выраженный характер в зависимости от экологических условий, т.е. обусловленные определенными параметрами окружающей среды. Они могут быть представлены двумя группами:

1. Это экологически обусловленные болезни, т.е. болезни, возникающие в результате воздействия экологической составляющей в качестве этиологии заболевания. К ним относятся эндемические заболевания, природно-очаговые инфекции, заболевания, обусловленные радиационным воздействием (лейкозы, злокачественные новообразования); острые и хронические отравления выбросами химических веществ в окружающую среду; злокачественные новообразования, обусловленные выбросами в окружающую среду канцерогенов; заболевания, обусловленные воздействием биологических факторов и т.д.

2. Экологически зависимые заболевания – заболевания неспецифического характера, возникающие на фоне существенно измененной внешней среды. При этом экологические причины выступают в качестве пусковых механизмов. Это рост общей и детской заболеваемости, рост частоты патологии беременности, увеличение частоты нарушений внутриутробного развития плода и др.

Как уже было отмечено, на практике выявление точного вклада того или иного фактора в развитие заболевания в силу их сложных взаимодействий между со­бой нередко представляет очень трудную задачу. Например, резуль­таты исследований по проекту генома человека показали, что суще­ствуют более 200 генов, контролирующих восприимчивость человека к заболеваниям, связанным с воздействием факторов окружающей среды. Индивидуальные различия в чувствительности к большин­ству ранее изученных вредных факторов, как правило, не превышают 5-10 раз, в то время как к действию канцерогенов чувствительность индивидуумов может различаться в тысячи раз. На слайде (слайд №17) представлен спектр биологического ответа популяции на воздействие факторов окружающей среды. Как видно из рисунка, у наибольшей части популяции в результате экспозиции возникают скрытые формы заболеваний и донозологические состояния, не выявляемые по обращаемости за медицинской помощью. Только целенаправленное и углубленное медицинское обследование способно оценить истинное состояние здоровья в экспонированной популяции.

Современное здравоохранение делает все больший акцент на выявлении предболезненных (преморбидных) состояний. Предмет исследования донозологической диагностики — это здоровье, его величина (Г.И. Сидоренко, М.П. Захарченко, В.Г. Маймулов, Е.Н. Кутепов).

(слайд 18) Донозологическая диагностика проводится до обращения к врачу и ее цели — оценка состояния адаптационных систем, раннее выявление напряжения или нарушения адап­тационных механизмов, которые в дальнейшем могут привести к болезни. Методы диагностики преморбидных состояний весьма разнообразны и вклю­чают в себя изучение иммунного статуса человека, состояния регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы, процессов свободнорадикального и перекисного окисления (состояние антиоксидантных систем и перекисного окисления липидов), состояния ферментных систем, психодиагностическое тестирование, применение биомаркеров. Преморбидные состояния отмечают­ся у относительно большого числа «практически здоровых» людей: у 37,9% обследованных выявляется напряжение механизмов адаптации, у 25,8% — не­удовлетворительная адаптация, а у 8,9% — срыв адаптации.

Проведение донозологической диагностики- Задача создаваемых в системе здравоохранения Центров здоровья.

Теперь перейдем к краткой характеристики основных вредных факторов химической, биологической и физической природы, влияющих на здоровье населения в современных условиях.

Химические загрязнения среды и здоровье человека.

(слайд №19) Химическое загрязнение – формируется в результате изменения естественных химических свойств окружающей среды при поступлении в нее способных к реакциям химических веществ, не свойственных ей, а также в концентрациях, превышающих фоновые. Наиболее массовыми химическими загрязнителями являются оксиды углерода (СО_х), серы (SО_х), азота (NО_х), углеводороды (С_хН_y), соли кислот и щелочей, соединения серы, фтора, фосфора, фенолы и др.

Химические загрязнители по характеру своего воздействия на здоровье людей делятся на следующие группы: токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию. В организм человека загрязнители проникают через кожу, слизистые оболочки, органы дыхания, желудочно-кишечный тракт. В настоящее время известно > 3 млн. химических соединений, ежегодно синтезируется более 100000 новых веществ, в результате этого человечество находится под угрозой ~ 50000 химических соединений разного класса, не свойственных естественным условиям окружающей среды.

Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух или воду, переходят по экологическим звеньям из одной биологической цепи в другую, попадая в конце концов в организм человека.

(слайд 20) В качестве наиболее опасных веществ, загрязняющих окружающую среду (по согласованию стран, участвующих в мероприятиях ООН по улучшению и охране окружающей среды), выделяют:

• сернистый газ (SО₂);

• взвешенные частицы;

• оксид и диоксид углерода (СО и СО₂);

• оксиды азота (N₂O, NO, NO₂ );

• фотоокислители и реакционно-способные углеводороды;

• ртуть (Hg);

• свинец (Pb);

• кадмий (Cd);

• хлорированные органические соединения (ДДТ – дихлордифенилтрихлорэтан, ПХБ – полихлорбифенилы);

• нефть;

• микотоксины;

• нитраты (NO₃-), нитриты (NO₂-), нитрозамины;

• аммиак (NH₃);

• отдельные микробные загрязняющие вещества;

• радиоактивные вещества.

Химическое загрязнение вод

Загрязняющие химические вещества, поступая в природные воды, вызывают:

• изменение химических свойств воды (нарушение первоначальной прозрачности и окраски, появление неприятного запаха и привкуса);

• изменение количества и состава уже присутствующих вредных веществ;

• сокращение количества растворенного кислорода;

• появление новых видов бактерий, в том числе и болезнетворных;

• появление плавающих веществ на поверхности воды и отложений на дне.

В результате химического загрязнения такие воды уже непригодны для питья, купания, водного спорта и других нужд. Особенно это пагубно влияет на рыб, водоплавающих птиц, животных и другие организмы.

(слайд 21) На качество и количество воды в водоемах оказывает влияние:

• миграция химических загрязнений из атмосферы;

• поверхностный сток (дождевые и талые воды);

• поступление загрязняющих веществ с бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными стоками.

Ежегодно отраслями промышленности в воды гидросферы сбрасывается более 7 млрд. м³ токсичных сточных вод, под действием которых гибнут большие количества животных, рыб, птиц и даже людей.

Химическое загрязнение почв

По своему положению и свойствам почва фактически является конечным местом сосредоточения всех природных и антропогенных загрязнений. (слайд 22) Накопление загрязняющих веществ в почве происходит в результате:

• непосредственного внесения в почву или на нее удобрений, пестицидов;

• поступления из атмосферы аэрозолей тяжелых металлов, радионуклидов, летучей золы, газов и т.д.;

• поступление загрязнителей в почву с поверхностными стоками;

• выпадение загрязнителей с атмосферными осадками.

Применение минеральных удобрений приводит к высоким содержаниям в почве азота в нитратных и аммиачных соединениях, ионов хлора, фосфора. При поливах сточными водами в почву попадают патогенные микроорганизмы, личинки гельминтов, канцерогенные вещества.

Среди загрязнителей значительное место занимают тяжелые металлы.

К тяжелым металлам отнесена группа элементов, имеющих большое биохимическое и физиологическое значение. Это так называемые микроэлементы – медь (Cu), цинк (Zn), молибден (Mo), кобальт (Co), марганец (Mn).

В зависимости от концентрации в природной среде их определяют или как микроэлементы, или как тяжелые металлы. Однако существует группа металлов, за которыми закрепилось только одно определение – «тяжелые» в смысле «токсичные». К ним относятся ртуть (Hg), кадмий (Cd), свинец (Pb), таллий (T l) и некоторые другие элементы. Их считают наиболее опасными загрязнителями окружающей среды наряду с такими металлоидами, как мышьяк (As), селен (Se), теллур (Te).

Основные источники антропогенного поступления тяжелых металлов в природную среду – тепловые электростанции, металлургические предприятия, карьеры и шахты по добыче полиметаллических руд, транспорт, химические средства защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей. Наиболее мощные потоки тяжелых металлов возникают вокруг предприятий черной, особенно цветной металлургии, в результате атмосферных выбросов. Вследствие несовершенства технологических процессов и средств очистки выбрасываемых газов загрязняются атмосфера, почвенный и растительный покровы.