Давыдова. Экология, обмен веществ и здоровье

действующего фактора (т.е. от дозы), от устойчивости организма, резервов его компенсаторно-приспособительных механизмов и адаптационных возможностей.

Наиболее распространенными и значимо опасными факторами загрязненной атмосферы являются пары и аэрозоли химических веществ (аэрозоль – взвесь очень мелких твердых или жидких частиц в воздухе), а также запыленность воздуха. Особенности воздействия пыли на организм человека зависят от ее размера, формы, удельного веса, химического состава, величины заряда частиц, происхождения (промышленного, животного, растительного и т.д.).

Наибольшую опасность для человека представляет пыль с размерами частиц от 0,25 до 5 мкм, глубоко проникающая в дыхательные пути и достигающая альвеол. Частицы более 5 мкм задерживаются слизистой оболочкой верхних дыхательных путей и бронхов. Неблагоприятное действие пыли может усиливаться за счет осаждения на поверхности частиц газов, паров, радиоактивных частиц, бактерий, вирусов и грибков.

Первоначально считалось, что размер частиц не имеет существенного значения, однако дальнейшие исследования показали, принципиальное отличие в механизмах воздействия частиц разных размеров: чем меньше их размер, тем глубже они проникают в альвеолярные отделы дыхательного тракта, и тем больше их опасность для здоровья.

ВРоссии влияние повышенных концентраций взвешенных частиц, содержащихся в атмосферном воздухе, по данным на 2004 г. испытывает более 70 млн человек, т.е. каждый второй житель страны,

причем более 2,4 млн человек подвергаются воздействию высоких концентраций – более 300 мкг/м3 и 20 млн человек – концентрации выше ПДК, равной 150 мкг/м3 [12].

Впроцессе эволюции человек выработал защитные приспособительные реакции, направленные на удаление пыли – кашель и чихание. В альвеолах пылевые частицы поглощаются лейкоцитами. Однако пылевое воздействие высокой интенсивности может вызывать патологические изменения.

Пыль органического происхождения нередко становится аллергеном, вызывает возникновение аллергических заболеваний (аллергический ринит, аллергический бронхит, бронхиальная астма и др.). Наличие в пыли микроорганизмов и вирусов может приводить к инфекционным заболеваниям.

91

Следует отметить, что пыль может содержать такие химические вещества, которые при всасывании способны вызвать отравления. Радиоактивная пыль может быть причиной лучевых поражений, а наличие канцерогенных веществ – онкологических заболеваний.

Влияние взвешенных частиц на здоровье проявляется широким спектром биологических эффектов – от увеличения частоты кашля и других симптомов со стороны верхних и нижних дыхательных путей, обострения бронхиальной астмы, возрастания частоты случаев бронхита до увеличения случаев смертности от заболевания органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. При возрастании в атмосферном воздухе концентрации мелкодисперсных взвешенных частиц на каждые 10 мкг/м3 обращаемость населения по поводу заболеваний органов дыхания увеличивается на 0,5-3,4%.

На систему дыхания в разной степени могут воздействовать физические (климатические и механические), химические и биологические неблагоприятные факторы среды. Кроме того, на систему дыхания оказывают влияние всевозможные виды физических и нервнопсихических нагрузок и стрессов, вызывая неспецифические и специфические изменения.

При действии климатических факторов на дыхательную систему, таких как газовый состав и относительная влажность атмосферного воздуха, его температура, в первую очередь проявляются компенса- торно-приспособительные реакции и адаптационные изменения. При этом дыхательная система выполняет роль стабилизатора, позволяющего сохранить постоянство внутренней среды организма человека.

Влияние температуры: при действии низких температур увеличивается влагопотеря, в том числе и через легкие из-за насыщения водяными парами сухого холодного воздуха. Повышаются энергозатраты: продукция тепла увеличивается на 200-300% и более. Кроме того, при низких температурах отмечается кашель, сухость носоглотки, одышка в покое и при легкой работе. При высоких температурах более 250С при перегревании отмечаются учащение дыхания, оно становится поверхностным, частота может достигать 35-40 вдохов в минуту. Также одышка увеличивается при сочетанном действии высокой температуры и влажности.

Влияние орографических факторов: важна защитная роль дыхательной системы в обеспечении нормальной жизнедеятельности человека в условиях средне- и высокогорья, когда в организме развивается экзогенная гипоксия (состояние кислородного голодания орга-

92

низма), обусловленная уменьшением парциального давления кислорода в воздухе и, соответственно, снижением напряжения кислорода в артериальной крови.

У людей, вновь прибывших в горные районы или длительно проживающих в этих условиях, формируется целый комплекс адаптационных изменений в организме, направленных на усиление кисло- родно-транспортных систем. При адекватных режимах физической активности такое воздействие оказывает положительный эффект и используется в лечебных целях для больных с легочной или сердечной патологией.

Вместе с тем нерациональное поведение может приводить к обострению заболевания или развитию симптоматики горной болезни даже у здоровых лиц. В возникновении горной болезни наряду с недостатком кислорода играют также роль такие добавочные факторы, как физическое утомление, охлаждение, обезвоживание организма, ультрафиолетовое излучение, тяжелые погодные условия (ураганные ветры и т.п.), резкие перепады температур в течение дня (от +30 днем до −20 ночью) и т. д. Но основным патологическим фактором горной болезни является гипоксия. Симптомы горной болезни чаще вызывают небольшой дискомфорт, но иногда могут угрожать жизни человека. В особо тяжелых случаях горная болезнь приводит к нарушению функций нервной системы, повреждению легких, мышц, сердца. В большинстве случаев однако симптомы горной болезни незначительны и переносятся сравнительно легко. К таким симптомам относятся: нарушение сна (неспособность быстро заснуть), головокружение, усталость, головная боль, утрата аппетита, тошнота, рвота, учащенное сердцебиение, одышка. На более тяжелый приступ горной болезни указывают следующие симптомы: изменение цвета кожи на синюшный (цианоз), ощущение сдавленности грудной клетки, кашель, кровохаркание, спутанность сознания, дезориентация, бледная, сероватая кожа, неспособность идти прямо (или идти вообще), одышка даже в состоянии покоя. Очень важно распознать симптомы горной болезни на ранней стадии, поскольку лучше всего эта болезнь поддается лечению в самом начале. Первое, что необходимо сделать при обнаружении симптомов горной болезни – вернуться на нормальную высоту: продолжать восхождение ни в коем случае нельзя, это может оказаться опасным для жизни. В особо тяжелых случаях горной болезни требуется госпитализация с предоставлением дополнительного кислорода.

93

Влияние угарного газа (СО): одним из таких вредных факторов является оксид углерода (СО). Опасные для здоровья и жизни концентрации СО могут возникать в гаражах, туннелях от работы транспорта, при неисправности печного отопления. Наиболее распространенной причиной образования СО является курение. Патогенетическое значение СО состоит в том, что его сродство к гемоглобину по сравнению с кислородом выше в 240 раз. При этом ухудшается снабжение тканей кислородом.

Влияние углекислого газа (СО2): при увеличении содержа-

ния в воздухе СО2 основная реакции отмечается со стороны легочной вентиляции. При концентрации СО2 во вдыхаемой смеси меньше или близкой к норме (40 мм рт. ст.) организм увеличивает минутный объем дыхания (МОД) за счет увеличения объема вдоха. При этом увеличение МОД ограничено величинами порядка 60-70 л/мин. При больших концентрациях СО2 возрастает частота дыхания, при этом используются дополнительные дыхательные мышцы.

В городах с содержанием оксида углерода в атмосферном воздухе 3,1-6,0 мг/м3 проживает до 4,7 человек. Действие высоких концентраций СО2 приводит к острому отравлению, при хроническом воздействии наблюдается уменьшение транспорта кислорода к тканям из-за увеличения содержания в крови карбоксигемоглобина, изменение психомоторных реакций, особенно у детей. Появились сведения о негативном воздействии СО2 на репродуктивное здоровье женщин. Хроническое воздействие СО2 ведет к увеличению частоты обращаемости по поводу заболеваний дыхательных путей и сердечнососудистой системы.

Влияние оксида (NO) и диоксида азота (NO2): оксид азота всегда сопутствует диоксиду и сочетание этих веществ принято называть оксидами азота и обозначать NOx. Основными источниками являются металлургические производства, выхлопные газы автотранспорта, тепловые электростанции и различные отопительные системы. Выброс диоксида азота от стационарных источников ежегодно сокращается, а от автотранспорта постоянно растет. Так, за последние годы выбросы оксидов азота от автотранспорта увеличились на 30-40%, наиболее высокие концентрации регистрируется в крупнейших городах. В городах России с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха диоксидами азота (свыше 40 мкг/м3) проживает до 6 млн человек, или 6% горожан, в т.ч. 3,6 млн человек – при воздействии

94

концентраций от 60-70 мкг/м3 и около 2 млн человек – при концентрации от 70 до 120 мкг/м3.

Диоксид азота обладает раздражающим действием на слизистые оболочки органов дыхания. Длительное воздействие повышенных концентраций оксидов азота вызывает широкий спектр ответных реакций, прежде всего, со стороны дыхательной системы. Так, среди 3,6 млн человек, подвергающихся воздействию диоксидов азота в концентрациях до 70 мкг/м3, наблюдается увеличение на 20% частоты заболеваемости нижних дыхательных путей и на 11% – верхних дыхательных путей.

Влияние диоксида серы (SO2): поступает в воздух при сжигании топлива на ТЭЦ, в котельных, с выбросами металлургических и горнодобывающих производств, дизельных двигателей. Обладает выраженным раздражающим действием, сочетающимся с резким неприятным запахом. Поражает органы дыхания, глаза, ЦНС, кожу, угнетает окислительные процессы. Увеличение среднесуточной концентрации в атмосферном воздухе на 10 мкг/м3 приводит к увеличению смертности на 0,6%.

Влияние гипердинамии: к неспецифическим реакциям дыхательной системы на влияние факторов среды можно отнести снижение резервных возможностей человека на интенсивную физическую нагрузку. Способность выполнять аэробную работу и достижение ее предельной мощности определяется возможностями потребления ки-

слорода – максимальное потребление кислорода (МПК) – это наи-

большее количество кислорода, которое во время мышечной активности может быть поглощено из вдыхаемого воздуха, транспортировано к работающим мышцам и использовано в окислительных процессах. Уровень МПК зависит от пола, возраста, массы и роста тела, индивидуальных особенностей и степени тренированности. Гиподинамия как один из неблагоприятных факторов среды обитания и образа жизни людей в условиях урбанизации имеет большое значение в снижении резервных возможностей человека, при этом неблагоприятное воздействие загрязненного атмосферного воздуха усиливает этот эффект.

2.6.Влияние факторов среды на пищеварительную систему

Впроцессе адаптации человека к изменяющимся условиям среды основная нагрузка приходится на нервную, эндокринную и иммунную системы. Органы желудочно-кишечного тракта, содержащие

95

в слизистой оболочке большое количество эндокринных клеток и имеющие прямой контакт с внешней средой, также принимают участие в приспособлении функций организма к воздействию экологических факторов. При этом изменяется функциональное состояние самих органов пищеварения.

Особенностью желудочно-кишечного тракта как системы является непосредственный контакт с наружной средой. В отличие от легких и кожи на характер взаимодействия здесь влияет секреторная деятельность многочисленных желез, компоненты химуса (жидкое или полужидкое содержимое желудка или кишечника), деятельность микроорганизмов и т.д. В желудочно-кишечный тракт поступает пища, а также чужеродные для человеческого организма химические вещества, не имеющие пищевого значения – ксенобиотики (чужеродные для организма человека химические вещества, естественно не входящие в биотический круговорот. К ним относят: пестициды, некоторые моющие средства, радионуклиды, синтетические красители, ароматические углеводороды, пищевые добавки и др.).

Пищевые добавки – вещества, которые в технологических целях добавляются в пищевые продукты в процессе производства, упаковки, транспортировки или хранения для придания им желаемых свойств, например, определённого аромата (ароматизаторы), цвета (красители), длительности хранения (консерванты), вкуса, консистенции и т. п. Отдельные виды пищевых добавок затрудняют усвоение различных веществ организмом человека, некоторые добавки вызывают сильные аллергические реакции или же оказывают неблагоприятное действие на пищеварительный тракт. Существует специальный комитет по пищевым добавкам при Всемирной организации (ВОЗ) и все прошедшие тесты на отсутствие опасности для организма человека добавки получают индекс Е. После такой индексации наличие добавки должно обязательно указываться на продуктах. Характеристика основных пищевых добавок представлено в таблице 11.

На территории России использование пищевых добавок контролируется национальными органами Роспотребнадзора и нормативными актами и санитарными правилами Минздрава России (в СССР

первые такие правила вступили в силу с 1978 года). Основными документами являются: 1) Федеральный закон «О санитарно-эпиде- миологическом благополучии населения» от 30.03.1999 г. N 52-ФЗ; 2) Федеральный закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» от 02.01.2000, N 29-ФЗ; 3) Федеральный закон «Основы законо-

96

дательства Российской Федерации об охране здоровья граждан» от 22.07.1993; 4) СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок» – c 12 июня 2003 года.

Таблица 11

Характеристика основных пищевых добавок [30]

Запрещённые добавки – это добавки, достоверно приносящие вред организму:

•E 121 – Цитрусовый красный 2 (краситель)

•E 123 – Красный амарант (краситель)

•E 128 – Красный 2G (краситель)

•E 216 – Пара-гидроксибензойной кислоты пропиловый эфир, группа парабенов (консервант)

•E 217 – Пара-гидроксибензойной кислоты пропилового эфира натриевая соль (консервант)

•E 240 – Формальдегид (консервант)

Неразрешённые добавки – это добавки, которые не тестировалисьили проходят тестирование, ноокончательногорезультатапоканет:

•E 127 – Эритрозин – запрещен в ряде стран

•E 154 – Коричневый FK

•E 173 – Алюминий

•E 180 – Рубиновый литол ВК

•E 388 – Тиопропионовая кислота

•E 389 – Дилаурилтиодипропионат

•E 424 – Курдлан

•E 512 – Хлорид олова (II)

•E 537 – Гексацианоманганат железа

•E 557 – Силикат цинка

•E 912 – Эфиры монтаниновой кислоты

•E 914 – Окисленный полиэтиленовый воск

•E 916 – Кальция йодат

•E 917 – Калия йодат

•E 918 – Оксиды азота

•E 919 – Нитрозил хлорид

•E 922 – Персульфат калия

•E 923 – Персульфат аммония

•E 924 b – Бромат кальция

•E 925 – Хлор

•E 926 – Диоксид хлора

•E 929 – Перекись ацетона

Разрешены в России, но запрещены в Евросоюзе:

•E 142 – синтетический пищевой краситель Зелёный S

•E 425 – конжак, конжаковая мука, конжаковая камедь и конжаковый глюкоманнан.

99

Пищевые добавки используются для улучшения стабильности и сохранности продуктов питания, для сохранения пищевой ценности продукта, для различных целей при производстве, обработке, упаковке и хранении. Однако определенные концентрации некоторых из них наносят вред здоровью, что не отрицается ни одним производителем. Периодически появляются сообщения, что, к примеру: «добавка Е*** – вызывает раковые опухоли, аллергию или расстройство желудка и другие неприятные последствия». Однако нужно понимать, что влияние любого химического вещества на организм человека зависит как от индивидуальных особенностей организма, так и от количества вещества. Для каждой добавки, как правило, определяется допустимая суточная доза потребления, превышение которой влечёт негативные последствия. Для некоторых веществ, применяемых в качестве пищевых добавок, такая доза составляет несколько миллиграмм на килограмм тела (например, E 250 – нитрит натрия), для других (например, Е 951 – аспартам или E 330 – лимонная кислота) – десятые доли грамма на килограмм тела.

Более подробно действие некоторых пищевых добавок на организм человека представлено на рисунке 8.

На рисунке 8 напротив пищевой добавки Е указан характер ее вредного воздействия в соответствии с указанными под таблицей обозначениями. Например: Р – ракообразующая канцерогенная пищевая добавка Е.

Еще одним из распространенных вредных экологических факторов является повышенный уровень ионизирующего излучения, возникающий вследствие испытаний оружия, аварий на атомных станциях, неправильного захоронения радиоактивных отходов и т.д. Это имеет непосредственное значение для органов пищеварения, т.к. наиболее значимая для жизнедеятельности организма часть его – тонкая кишка – является органом с высокой обновляемостью клеток и, следовательно, с высокой чувствительностью к воздействию ионизирующего излучения.

Воздействие других факторов среды – температуры воздуха, шума, вибрации, гипокинезии, статического и динамического напряжения осуществляется через регулирующие нейро-гуморальные системы. Более подробно характеристика неблагоприятных факторов среды на пищеварительную систему человека представлена в

таблице 12.

100