Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Влияние техногенного загрязнения на эндоэкологический статус организма

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата биологических наук, Абзалилова, Нонна Наильевна, Оренбург

U U -- Ч / А

J v-У / W

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОРЕНБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ КУРС ГИГИЕНЫ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

АБЗАЛИЛОВА Нонна Наильевна

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ЭНДОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ОРГАНИЗМА

11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Н.П.СЕТКО

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор В.П.ТВЕРДОХЛИБ

t

Оренбург - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...............................................4

ГЛАВА 1. Влияние химических факторов окружающей

среды на организм (Обзор литературы)........10

1.1. Адаптационные реакции организма в ответ на неблагоприятное воздействие окружающей среды..... 10

1.2. Биохимический статус организма детей, проживающих в условиях воздействия техногенного загрязнения окружающей среды.....................15

1.3. Влияние химических экзогенных веществ"'на физическое развитие и состояние здоровья детей раннего возраста.................................28

ГЛАВА 2. Объект, объем и методы исследования..........44

ГЛАВА 3. Эколого-гигиеническая .характеристика

среды проживания детей........................51

3.1. Гигиеническая оценка атмосферного воздуха в изучаемых районах................................51

3.2. Гигиеническая оценка питьевой воды в изучаемых районах..........................................54

ГЛАВА 4. Характеристика эндоэкологического статуса детей раннего возраста основной и контрольной группы......................................57

4.1. Содержание микроэлементов в волосах детей........57

4. 2. Биохимический статус организма детей.............62

4.3. Кристаллография слюны детей раннего возраста

основной и контрольной группы....................74

ГЛАВА 5. Состояние здоровья детей раннего возраста

основной и контрольной группы................85

5.1. Характеристика физического развития детей раннего возраста..................................85

5.2. Анализ заболеваемости детей раннего возраста

в динамике за три года.........................93

ГЛАВА 6. Обсуждение полученных результатов.........107

Выводы.............................................121

Литература.........................................123

Приложения.........................................149

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

В последние годы во всем мире особое внимание уделяется ухудшению экологической обстановки, связанной с повышенной загрязненностью воздуха, падением качества питьевой воды, изменением условий питания. В литературе накопилось большое количество данных, позволяющих говорить, что повышенный уровень содержания различных токсических веществ, в том числе и тяжелых металлов в выбросах и стоках промышленных предприятий приводит к их накоплению в окружающей среде городов и поступлению в организм человека (Е.И.Гончарук, Г.И.Сидоренко, 1986, Б.А.Ревич, 1998, Ю. П. Гичев, 1998). По существу, широкое распространение латентных повреждений организма и скрытых проявлений хронических интоксикаций в связи с повышенным загрязнением окружающей среды становится сегодня актуальной экологической проблемой. Химический состав выбросов предприятий содержит большое количество соединений, не имеющих аналогов в природе, а поэтому не имеющих ферментов способных их расщепить до индифферентных для организма веществ. В связи с этим адаптационные механизмы, выработанные эволюционным процессом, часто оказываются неспособными обеспечить гомеостаз организма с техногенно измененной средой (М.П.За-харченко, 1995, Н.П.Сетко, 1998).

Постоянное присутствие в окружающей среде, а потому и воздействие на организм химических веществ на протяжении

всей жизни в концентрациях, наиболее часто встречающихся в реальных условиях, в большинстве случаях вызывает неспецифические реакции разной выраженности, в связи с чем возникает необходимость разработки критериев и методов диагностики различных дифференцированных состояний организма, включая донозологические, т.е. эндоэкологического статуса организма, изучение которого позволит оценить адаптационные резервы организма в изменяющейся экзоэкологической обстановке для своевременного и адекватного проведения профилактических мероприятий.

В настоящее время в литературе часто встречаются сообщения о влиянии техногенного загрязнения на состояние здоровья населения (Е.И.Гончарук, 1990, Т.П.Попова, Л.С.Карпова, Л.М.Цыбалова, В.А.Исаков, Л.В.Осидак, Т.М.Крайнова, К.Б.Фридман, 1994, В.Н.Чернышев, А. А. Сависько, 1995). При этом большинство авторов указывают, что наибольшее распространение получают хронические заболевания тех органов и систем организма, которые в процессе взаимодействия "человек -среда" функционируют в основном как барьерные на границе раздела внешней и внутренней среды, а именно заболевания органов дыхания, пищеварения, печени и иммунной системы (А.А.Насонова, 1991, Л. X. Мухамбетова, 1992, В.В.Юрьев, А.С.Симаходский, 1994). Несмотря на пристальное внимание к проблеме техногенного загрязнения окружающей среды в качестве критериев неблагоприятного экологического воздействия изучен лишь микроэлементный состав волос, а также некоторые биохимические показатели (Б.А.Ревич, 1986, В.И.Балашов, А. А. Резаев, В. В. Ярыга, 1995, Ю. Е. Вельтищев, 1981, И.А.Перес-

легина, Н. Ю. Щельцина, 1995, Т.В.Юдина, 1997).

В литературе имеются лишь единичные работы, посвященные изучению эндоэкологического статуса организма, находящегося в условиях воздействия техногенного загрязнения М.П.Захар-ченко, 1995, Н.П.Сетко, 1998). До настоящего времени не проведены комплексные эколого-биологические исследования эндоэкологического статуса, формирующегося под влиянием экзоэко-логической обстановки; нет достаточных сведений о механизмах нарушения гомеостаза внутренней среды здорового организма при воздействии экзогенных химических веществ; отсутствуют данные по изучению критериев ранних изменений в организме на донозологическом уровне с использованием неинвазивных методов. Необходимость решения вопроса о разработке критериев диагностики ранних изменений в организме при действии экологических факторов и научном обосновании мероприятий по снижению неблагоприятного воздействия химических загрязнителей обусловливает особую актуальность проведенных исследований.

Цель и задачи исследования.

Цель настоящего исследования - определить влияние различного уровня техногенного загрязнения на организм и разработать критерии оценки эндоэкологического статуса.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

1. Дать комплексную эколого-гигиеническую оценку условиям среды обитания детей основной и контрольной группы.

2. Оценить уровень накопления загрязнителей в организме детей исследуемых групп путем определения микроэлементов в волосах.

3. Дать сравнительную характеристику некоторых биохимических и гематологических констант организма, кристаллографических показателей слюны у детей, проживающих в условиях воздействия различного уровня техногенной нагрузки.

4. Оценить уровень физического развития и состояния здоровья детей двух групп, проживающих в условиях различной техногенной нагрузки.

5. Оценить с помощью статистического анализа степень зависимости изменений между показателями внутренней среды здорового организма и уровнем техногенной нагрузки.

Научная новизна.

Впервые дана дифференциальная и интегральная оценка влияния техногенного загрязнения окружающей среды на организм на уровне адаптационных реакций.

Впервые для характеристики адаптационных реакций в организме клинически здоровых детей, проживающих в условиях воздействия различной техногенной нагрузки был использован метод кристаллографии слюны.

Впервые установлены критерии оценки эндоэкологического статуса организма клинически здоровых детей раннего возраста, проживающих в условиях разного техногенного загрязнения окружающей среды на основании определенной зависимости изменений кристаллографических показателей слюны от значений биохимических, гематологических констант, а также уровня физического развития.

Научно-практическая значимость.

Результаты проведенных исследований использованы в определении информативных критериев и неинвазивных методов гигиенической диагностики ранних донозологических изменений в организме, происходящих под воздействием различного уровня техногенного загрязнения окружающей среды, которые нашли свое отражение в информационно-методическом письме "Диагностика ранних донозологических изменений в организме детей, проживающих в условиях повышенного техногенного загрязнения окружающей среды".

По результатам исследования оформлена заявка на изобретение "Способ диагностики донозологических изменений в организме детей" (номер гос. регистрации N 98101940).

Результаты исследований включены в лекционный курс и практические занятия курса гигиены детей и подростков, кафедры поликлинической педиатрии и кафедры биохимии Оренбургской государственной медицинской академии.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Эколого-гигиеническая ситуация в изучаемых районах достоверно отличается по уровню техногенного загрязнения окружающей среды.

2. В условиях воздействия на организм различного уровня техногенной нагрузки микроэлементный состав волос, биохимические, гематологические константы и кристаллографические показатели слюны имеют достоверные отличия и, определяя стадии адаптации, характеризуют эндоэкологический статус организма.

3. Техногенное загрязнение окружающей среды оказывает

неблагоприятное влияние на физическое развитие и состояние здоровья детей раннего возраста.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практической конференции "Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии (Санкт-Петербург, 1996), на Всероссийской научной конференции "Экологические интоксикации" (Чита, 1996), на III Всероссийском конгрессе "Экология и здоровье детей - основа устойчивости развития общества" (Санкт-Петербург, 1997), на региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1997), на конференции "Жизненная защищенность человека" (Оренбург, 1997), на конгрессе молодых ученых Урала и Поволжья "Проблемы региональной экологии (0ренбург,1997), на международном медицинском конгрессе "Экология и здоровье населения" (Сочи, 1998), на региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1998).

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

- 10 -

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМ (Обзор литературы).

1.1. Адаптационные реакции организма в ответ на неблагоприятное воздействие окружающей среды.

Здоровье и жизнь человека могут быть сохранены при соблюдении' допустимых физико-химических параметров не только окружающей среды, но и внутренней среды его организма, что не стало пока предметом обязательного клинического анализа и интерпретации данных медико-биологических исследований. По существу, широкое распространение латентных повреждений организма в связи с повышенным загрязнением окружающей среды становится сегодня актуальной эколого-гигиенической и клинической проблемой. Поэтому внедрение биомониторинга, нацеленного на контроль и определение концентрации тяжелых металлов, токсических веществ в биосредах организма, продуктов их метаболизма и показателей биотрансформационной активности печени делается неотложной задачей экологической медицины, тем более, если учесть, что токсическое действие тяжелых металлов может проявляться на популяционном уровне и в последующих поколениях (Гичев Ю.П., 1996, Abbritti G., 1989, Ash-ton J., Kato Т., 1989, Laura R., 1989, Lynch S.M., Strain J.J., 1989, Bokori J., 1990, Huebers H., 1991, Leonard A., 1991, Lass R., 1992, Alexander J., 1993).

Адаптационные возможности организма отражают уровень его здоровья, устойчивость к воздействию факторов окружающей среды. В связи с этим здоровье человека, по мнению P.M.Баев-ского (1979), Н.А.Агаджаняна и Л.Г. Кузьменко (1995), можно рассматривать как индикатор "качества" окружающей среды.

Адаптационные перестройки, вызываемые воздействием ок-

ружающей среды, существенно смещают традиционные представления о норме и патологии, поскольку во многих случаях способствуют как негативным, так и позитивным изменениям в организме человека. Область перехода между нормой и патологией представляют собой не однородное третье состояние, а серию альтернативных состояний, различающихся по степени адаптации организма к условиям окружающей среды (Саноцкий И. В. с соавторами, 1979, СельеГ., 1987, Захарченко М.П., Кошелев Н. Ф., РомашовП.Г., 1996, Ключников С.0., Демин В.Ф., Кантимиро-ваЕ.А., 1995). Действительно, в соответствии с данными С.Л.Авалиани и соавт., (1997), за стадией адаптации следует зона высокой резистентности, обеспечиваемой, по-видимому, включением биосистем различных уровней организации. Перенапряжение систем регуляции может приводить к срыву адаптации с неадекватным изменением уровня функционирования основных систем организма и появлением патологических синдромов и заболеваний. В процессе адаптации может произойти и приспособление организма к новым условиям. На смену напряженному состоянию функциональной системы приходит ее адаптационная перенастройка. В практическом плане исключительно важное значение имеет распознавание степени адаптации организма в конкретных условиях его деятельности, т.к. при этом определяется состояние организма, предшествующие развитию определенных нозологических форм заболевания (Баевский P.M., 1979, Билин-кис В.М., 1989, Винокур И. Л, с соавт. 1997, Павловская H.A., Данилова Н.И., 1997, Аверьянова Н. И., 1998, Kagan V.Е., 1988, Billinder D., Levitón A., Sloman J., 1990, Manzo L., at all., 1992).

Химический состав выбросов многих промышленных предпри-

ятий содержит соединения не имеющие аналогов в живом организме, а поэтому не имеющих и ферментов, способных их расщепить до безопасных для организма веществ. В связи с этим адаптационные механизмы, выработанные эволюционным процессом, часто оказываются неспособными обеспечить гомеостаз. Постоянное воздействие техногенных факторов на организм в настоящее время обусловливает необходимость исследования эн-доэкологического статуса, который позволит оценить адаптационные резервы организма в изменяющейся экзоэкологической обстановке (Захарченко М.П., Кошелев Н. Ф., 1993, Сетко Н. П. ,1998, Gardner H.W., 1979, Halliwell В., Guterridge J., 1985, GillK., Pal R., Nath R., 1989, Scheinberg I. H., 1991). Растущий и развивающийся организм наиболее чувствителен к внешним воздействиям. Это связано с рядом физиологических особенностей детского организма: незрелостью ферментных систем печени, низкой величиной клубочковой фильтрации почек, повышенной проницаемостью кожи, слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей, гематоэнцефаличес-кого барьера, низкой кислотностью желудочного сока, незрелостью системного и местного иммунитета (Гольберг Е.Д., Тар-лова P.M., 1972, Верешкович Л. В., Юрко Г.П., 1983, Иванов А.Г., 1993, Машкеев А.К., Омарова К.0., 1992, Ключников С. 0., Демин В. Ф., Кантимирова Е.А. и др., 1995, Mostardi R.A., Woenkl'uberg N.R., 1981). В первую очередь это относится к организму детей первых лет жизни, когда осуществляется наиболее интенсивное развитие. В процессе роста ребенка и увеличении физической массы тела в его организме накапливаются многие ксенобиотики, при этом они избирательно депонируются в определенных тканях и органах. Генотоксическое, ферментотоксическое и мембранотоксическое влияние ксенобио-

тиков возникает на фоне изменяющихся с возрастом генной и нейроэндокринной регуляции процессов обмена веществ, энергии, становления и развития иммунной системы. В отличие от взрослых повышенная чувствительность нейроэндокринной системы к вредным агентам сохраняется на протяжении всего периода роста. Установлены критические периоды развития иммунной системы, когда воздействие ксенобиотиков приводит к изменению или извращению иммунных реакций, что приводит к формированию аллергии, пара- и псевдоаллергии или к угнетению иммунных реакций, т.е. формированию вторичных иммунодефицитов (Раманаускайте М.Б., Пташекас P.C., Пташекас Ю.Р., 1994, Фо-кеева В.В., 1995, Луцкий Я.М., Таболин В.А., Неудахин Е.В., Юрьева Э.А., 1995, Агаджанян H.A., Кузьменко Л.Г., 1995). Кроме этого, особенностью метаболизма растущего организма ребенка является анаболическая направленность, которая определяет специфичное функционирование генного аппарата и возрастающее в процессе роста регуляторное влияние нейроэндокринной системы. Особенностью растущего организма является его способность стабилизировать темпы роста и обмена веществ, возвращаться к предопределенной программе роста даже в тех случаях, когда динамика развития нарушена под влиянием различных факторов. Это свойство названо гомеорезисом - поддержанием постоянства "внутренней среды" в развивающихся системах в отличие от гомеостазиса взросл