Природные геохимические аномалии как причина нарушений в здоровье населения



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Природные геохимические аномалии как причина нарушений в здоровье населения



Значение минеральных элементов для здоровья человека. Региональная специфика содержания химических элементов в природной среде определяет биотические и абиотические процессы на локальных территориях, в частности урожайность и качество сельскохозяйственных культур, продуктивность и заболеваемость животных, а также заболеваемость населения через трофические цепи: растения — животные — человек.

Природно-антропогенные биогеохимические круговороты химических веществ являются причиной многочисленных изменений в состоянии здоровья населения, приводя к развитию эндемических, т. е. массовых, заболеваний, специфичных для определенной местности. Убедительно доказаны причинно-следственные связи между заболеваемостью населения и дефицитами в природной среде йода, селена, фтора. Эти дефициты сопровождаются дисбалансом многих других жизненно необходимых химических элементов в объектах природной среды, что в свою очередь усиливает неблагоприятные тенденции в здоровье населения.

В организме человека и животных с помощью современных аналитических методов обнаружено около 70 химических элементов. Эти элементы в зависимости от их биологического значения условно разделены на следующие группы:

• незаменимые элементы, входящие в состав ферментов, гормонов и витаминов: — О, С, Н, Са, Р, К, S, Cl, Na, Mg, Zn, Fe, Cu, I, Mn, V, Mo, Co, Se;

• постоянно определяемые в животных организмах элементы, биологическое значение которых изучено еще недостаточно: Sr, Cd, F, Br, В, Si, Cr, Be, Ni, Li, Cs, Sn, Al, Ba, Rb, Ti, Ag, Ga, Ge, As, Hg, Pb, Bi, Sb, U, Th, Ra;

• обнаруживаемые в организме животных и человека элементы, в отношении которых данные о количественном содержании в тканях, органах и биологической их роли отсутствуют: Nb, La, Рг, Sm, Tb, W, Re, Au.

Человек и животные получают микроэлементы из продуктов питания, воды и атмосферного воздуха.

Микроэлементы являются экзогенными химическими факторами, играющими значительную роль в таких жизненно важных процессах, как рост, размножение, кроветворение, клеточное дыхание, обмен веществ и др. Микроэлементы образуют с белками организма специфические металлорганические комплексные соединения, являющиеся химическими регуляторами биохимических реакций. Входя в состав ферментов, гормонов и витаминов, микроэлементы выполняют роль катализаторов биохимических процессов. В случае аномального содержания или нарушенного соотношения микроэлементов в окружающей среде (в воде, пищевых продуктах) в организме человека могут развиваться нарушения с характерными клиническими симптомами.

На современном этапе актуальность проблемы микроэлементов возрастает в связи с нарастающим загрязнением окружающей среды такими химическими элементами, как свинец, фтор, мышьяк, кадмий, ртуть, марганец, молибден, цинк и др. Токсические вещества в процессе технологической переработки с газообразными, жидкими и твердыми промышленными отходами попадают в атмосферный воздух, почву и грунтовые воды, что способствует формированию в городах и промышленных комплексах искусственных (техногенных) биогеохимических провинций, создает потенциальную возможность развития хронических интоксикаций и эндемических заболеваний населения.

К числу распространенных химических элементов земной коры относится фтор. При гигиенической оценке поступления фтора в организм важное значение имеет содержание микроэлемента в суточном рационе, а не в отдельных пищевых продуктах. В суточном рационе должно содержаться 0,54...1,6 мг фтора (в среднем — 0,81 мг). Как правило, с пищевыми продуктами в организм человека поступает в 4...6 раз меньше фтора, чем при употреблении питьевой воды, содержащей оптимальное его количество (1 мг/л).

Фтор обнаруживается в поверхностных, грунтовых и морских водах. Питьевая вода с концентрацией фтора более 0,2 мг/л является основным источником его поступления в организм. Воды поверхностных источников характеризуются преимущественно низким (0,3...0,4 мг/л) содержанием фтора. Высокие концентрации фтора в поверхностных водах являются следствием сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или контакта вод с почвами, богатыми соединениями фтора. Установлено закономерное нарастание содержания фтора с севера на юг в поверхностных и грунтовых водах. Максимальные (5...27 мг/л и более) концентрации фтора определяют в артезианских и минеральных водах, контактирующих с фторсодержащими породами.

При систематическом использовании питьевой воды, содержащей избыточное количество фтора, у населения развивается эндемический флюороз. Отмечается характерное поражение зубов (крапчатость эмали), нарушение процессов окостенения скелета, истощение организма.

Флюороз зубов проявляется в виде непрозрачных опалесцирующих меловидных полосок или пятнышек. При развитии заболевания флюорозные пятна увеличиваются, появляется пигментация эмали темно-желтого или коричневого цвета, наступают ее необратимые изменения. В тяжелых случаях отмечаются генерализованный остеосклероз или диффузионный остеопороз, костные отложения на ребрах, трубчатых костях, костях таза, оссификация связок и окостенение суставов. Избыточное количество фтора снижает обмен фосфора и кальция в костной ткани, нарушает углеводный, фосфорно-кальциевый, белковый и другие обменные процессы, угнетает тканевое дыхание и пр.

Если избыточное количество фтора в питьевой воде вызывает эндемический флюороз, то дефицит (менее 0,5 мг/л) этого микроэлемента в сочетании с другими факторами (нетрадиционное питание, неблагоприятные условия труда и быта) вызывает кариес зубов, который способствует развитию различных заболеваний (тонзиллит, нарушение процесса пищеварения и др.)

Если аномальное количество фтора вызывает патологические нарушения в организме (эндемический флюороз, кариес зубов), то оптимальные концентрации этого микроэлемента обладают противокариозным свойством. Эта биологическая особенность фтора послужила научной основой для разработки эффективного метода профилактики кариеса зубов — фторирования питьевой воды.

Установлено, что систематическое использование населением фторированной воды приводит к снижению заболеваемости кариесом зубов (в различных возрастных группах на 25... 82 %). Повышению эффективности противокариозного действия фторированной воды способствует реализация и других профилактических мероприятий — обеспечение сбалансированного питания, улучшение условий труда и быта населения, плановая санация полости рта, гигиеническое содержание зубов и полости рта и др. При длительном употреблении фторированной воды снижается не только пораженность кариесом зубов, но и уровень заболеваний, связанных с последствиями одонтогенной инфекции.

Кобальт улучшает всасывание железа в кишечнике, катализирует процесс перехода депонированного железа в состав гемоглобина, стимулирует скорость образования эритроцитов, созревание базофильных нормобластов и поступление зрелых эритроцитов в кровеносное русло. Являясь составной частью витамина В12, кобальт имеет важное значение в синтезе этого витамина, способствует депонированию в тканях никотиновой кислоты, витамина А. Препараты кобальта с успехом используют для лечения железодефицитных анемий у человека. В условиях недостаточного содержания в организме этого микроэлемента снижается усвоение кальция и фосфора.

Основным источником поступления марганца в организм являются пищевые продукты растительного происхождения. Марганец депонируется преимущественно в печени, а также в костной ткани, головном мозге, почках, селезенке. В местностях, отличающихся низким содержанием марганца, у людей отмечается замедление процессов роста, нарушение формирования скелета. Это проявляется в утолщении и укорочении костей нижних конечностей, деформации суставов. Избыточные количества марганца в организме оказывают патогенное действие. Наблюдаются нарушения процессов кальцификации, внутренней структуры костей. Действие марганца на процессы роста и развития организма усиливается при сочетании его с другими микроэлементами — медью, цинком и кобальтом.

Молибден широко распространен в природе, он постоянно определяется в растительных и животных организмах. Молибден питьевой воды способствует снижению заболеваемости кариесом зубов. В сочетании с фтором молибден оказывает синергическое противокариозное действие (повышает усвояемость и задержку фтора тканями организма). При избыточном поступлении молибдена в организм у человека развиваются диарея, анемия, поражение суставов, остеопороз. Эндемический очаг находится в Армении. Население страдает специфическим заболеванием — эндемической молибденовой «подагрой».

Необходимым для человека микроэлементом является цинк. Симптомы цинковой недостаточности у человека исследованы в ряде стран (Иран, АРЕ, Индия). Клинически она проявляется в задержке роста и полового развития (синдром карликовости и гипогонадизма), гепатоспленомегалии и анемии. Применение препаратов цинка (например, сульфата цинка) способствует ускорению роста, увеличению массы тела и нормальному течению процессов полового созревания растущего организма человека. Суточная потребность в цинке детского (6... 12 мг) и взрослого (12...16 мг) организма обеспечивается за счет пищи.

Существуют местности с выраженным дисбалансом минеральных элементов, что также способствует развитию эндемических заболеваний. К их числу относится полиэлемастоз (болезнь Кашина-Бека), связанный с повышенным содержанием стронция и дефицитом селена в окружающей среде. Болезнь Кашина-Бека — это системное костно-суставное заболевание, развивается в возрасте от 4 до 25 лет. Клинически проявляется в симметричном укорочении трубчатых костей (низкорослость), утолщении контрактурных суставов, короткопал ости, атрофии скелетных мышц. Заболевание начинается с поражения суставного хряща, болевых ощущений в области суставов, утолщения и ограничения их подвижности. В дальнейшем нарушаются процессы окостенения (порозность костной ткани, размягчение эпифизов трубчатых костей и др.). В наиболее тяжелых случаях наступает задержка роста, атрофия мышц, гипохромная анемия.

Мероприятия по предупреждению избыточного или недостаточного поступления микроэлементов в организм. К специфическим профилактическим мероприятиям относятся биогеохимическое районирование региона, установление гигиенических нормативов микроэлементов в объектах окружающей среды, проведение специальных мероприятий по предупреждению избыточного и недостаточного поступления микроэлементов в организм.

При биохимическом районировании изучают геохимические условия местности и реакции организма человека на геохимический состав среды. Эти сведения необходимы для научного обоснования профилактических мероприятий.

Гигиенические нормативы (минимальные, оптимальные и максимальные уровни) микроэлементов устанавливают в экспериментальных условиях. Обоснованность экспериментально установленных гигиенических нормативов проверяется клинико-физиологическими исследованиями.

К мероприятиям по предупреждению избыточного или недостаточного поступления микроэлементов в организм относятся использование препаратов и биологически активных добавок, содержащих микроэлементы (медь, йод, молибден, цинк и др.), фторирование и дефторирование воды, обезжелезивание воды, обогащение микроэлементами сельскохозяйственных земель, а также разработка комплексных мероприятий (в первую очередь технологического характера) по предупреждению загрязнения окружающей среды металлами.

Общегигиенические профилактические мероприятия состоят в повышении резистентности организма человека к отрицательным факторам окружающей среды. К ним относятся улучшение социальных условий жизни (жилищные условия, сбалансированное питание, включая и микроэлементы, условия водоснабжения и др.) и труда населения. При внедрении профилактических мероприятий необходимо учитывать, что основным источником поступления микроэлементов в организм человека являются пищевые продукты. Значение водного фактора в этом отношении (за исключением фтора) невелико. Реализация комплексных оздоровительных мероприятий предупреждает эндемические болезни, повышает сопротивляемость организма к другим заболеваниям, улучшает показатели физического развития детей.

Профилактика йоддефицитных нарушений. Йоддефицитные изменения в состоянии здоровья населения — это обширный перечень донозологических проявлений недостаточности функций щитовидной железы, а также таких тяжелых заболеваний, как эндемический зоб, гипотиреоз, кретинизм и пр.

Содержание йода в объектах биосферы тысячелетиями формировалось в результате глобальных геохимических процессов, что привело к образованию эндемичных по йоду биогеохимических территорий. Эпидемиологические исследования специалистов Эндокринологического центра Российской академии медицинских наук позволили выявить распространенность и степень тяжести йоддефицитных заболеваний в средней полосе России, Сибири и на Дальнем Востоке. Эти исследования с использованием критериев ВОЗ показали, что частота зоба у жителей соответствует уровню йодной недостаточности в природной среде.

В Москве у 60...80 % детей установлено сниженное содержание йода в организме, а у 10...15 % диагностирован зоб, что расценивается как легкая степень зобной эндемии.

Репрезентативными исследованиями в 1960-е и 1990-е гг. определено, что значительная территория Нижегородской области эндемична по йоду. Это подтверждено распространенностью эндемического зоба среди населения в связи с разной насыщенностью йодом почвы, воды и продуктов питания. Йодная недостаточность сопровождается дисбалансом многих жизненно необходимых химических элементов, в частности сниженным содержанием марганца, меди, кобальта и молибдена, что усугубляет проявления йодной эндемии.

Эндемический зоб — самое распространенное проявление йодной недостаточности, поскольку йод является важной составной частью гормонов щитовидной железы — тироксина и трийодти-розина. При недостаточном поступлении йода в организм происходит компенсаторное увеличение массы щитовидной железы — формируется зоб. Некоррегируемый дефицит йода инициирует дальнейшие морфологические нарушения тиреоидной ткани с развитием тяжелых заболеваний щитовидной железы: тиреоидиты, узловой зоб, диффузный токсический зоб, рак щитовидной железы.

Гормоны щитовидной железы играют важную роль в развитии нервной системы у детей, особенно во внутриутробном периоде и в первые месяцы жизни. Нехватка гормонов щитовидной железы в эти критические периоды развития приводит к появлению тяжелого заболевания — гипотиреоза, который проявляется комплексом симптомов: отставанием в росте, двигательными нарушениями, задержкой физического и умственного развития вплоть до кретинизма. У каждого третьего дошкольника с субклиническим гипотиреозом снижен уровень психического развития: от ухудшения зрительной и слуховой памяти до выраженных проявлений умственной отсталости. У школьников с эндемическим зобом снижена работоспособность и успеваемость, у подростков имеют место нарушения полового созревания.

Среди детей с пониженным содержанием йода в моче как проявлением общей иммунной недостаточности отмечена повышенная заболеваемость острыми респираторными инфекциями; распространенность зоба и гипотиреоза сочетается с увеличением частоты выявления многих хронических заболеваний: тонзиллита, фарингита, гастрита, дуоденита, ожирения, болезни зубов и пр.

В йоддефицитных регионах у женщин чаще обнаруживают нарушения репродуктивной функции, увеличение количества выкидышей и мертворождений. Все это приводит к ухудшению показателей воспроизводства населения, в частности возрастает перинатальная и младенческая смертность.

Взрослые с субклиническим гипотиреозом, который не всегда диагностируется, постоянно недомогают и предъявляют многочисленные жалобы: на сухость кожи, ломкость ногтей, выпадение волос, мышечную слабость, неприятные ощущения в суставах, запоры, пониженную температуру тела. Быстрая утомляемость сопровождается снижением жизненного тонуса, трудоспособности и интеллекта.

Поскольку геохимическую структуру почв и вод изменить невозможно, на эндемичных территориях следует увеличить потребление населением йода и сбалансировать рацион питания по эссенциальным микронутриентам. Международный совет по контролю за йоддефицитными состояниями рекомендует следующие нормы ежедневного потребления йода, мкг/сут: дети первого года жизни — 50, дошкольники — 90, дети 7...12 лет — 120, взрослые и дети старше 12 лет — 150, беременные и кормящие женщины — 200.

Растительная и животная продукция, выращенная на эндемичных территориях, не может обеспечить суточную потребность человека не только в йоде, но и в других элементах, в частности кобальте и марганце, что приводит к еще большему напряжению функций щитовидной железы.

В рацион питания следует включать продукты моря, которые по своему природному составу богаты йодом, многими другими микроэлементами, витаминами, пищевыми волокнами. К таким продуктам относятся морская капуста, рыба, кальмары и пр. Йодом богаты грецкие орехи, чеснок, арбузы, дыни, некоторые травы, выращенные не на эндемичных территориях.

Однако регулярное и достаточное употребление в пищу природно богатых йодом продуктов недостижимо для большинства населения. Перспективна массовая профилактика йоддефицитных состояний продуктами, обогащенными йодом. Приоритетными продуктами массового ежедневного потребления стали йодированная соль и йодированные хлебобулочные изделия.

Соль пищевая йодированная является лечебно-профилактическим продуктом при регламентированном уровне обогащения 40 мкг высокостабильного йодата калия на 1 г соли. Срок годности такой соли не менее 12 мес, она не отличается от обычной соли по органолептическим свойствам и может использоваться при варке, выпечке и пр.

Опыт применения йодированной соли во многих странах мира показал высокую эффективность массовой профилактики йоддефицитных состояний среди всех слоев населения. В России широкое использование йодированной соли в 1920—1960-х гг. весьма успешно обеспечивало коррекцию нарушений в состоянии здоровья населения. Прекращение производства профилактической соли и ее поставок пагубно сказалось на эндокринном статусе россиян, а также значительно снизило грамотность населения в вопросах первичной профилактики.

В 1990-е гг. разработаны технологии по обогащению йодом хлеба, муки, кондитерских изделий, напитков, молочных продуктов, но массовое производство этих ценных лечебно-профилактических продуктов недостаточно, а население о них мало информировано. Весьма перспективен выпуск продуктов, обогащенных морской капустой — ламинарией. Использование биологически сбалансированных природных добавок из ламинарии обогащает рацион йодом в виде органических соединений, витаминами А, В1, В12, D, пищевыми волокнами, кальцием, марганцем, цинком, фосфором, железом и прочими жизненно необходимыми элементами.

Эндемичные территории должны обеспечиваться йодированной солью высокого качества и продуктами, обогащенными йодом. Массовую профилактику необходимо начинать с образовательных и лечебно-профилактических учреждений, предприятий, воинских контингентов.

Эффективность профилактической работы во многом определяется правильно организованной пропагандой употребления населением здоровых продуктов питания и в целом гигиенической грамотностью населения. Только на этом фоне возможна активная индивидуальная защита здоровья. Современный рынок насыщен разнообразными качественными биологически активными добавками к пище, регулярное применение которых позволит до минимума снизить заболеваемость населения эндемическим зобом и сопутствующим ему комплексом йоддефицитных состояний.

Профилактика селендефицитных нарушений. Биологическое значение селена обусловлено его антиоксидантным действием. Данный эффект широко используется в профилактике и терапии многочисленных заболеваний, в патогенезе которых важную роль играет генерирование свободно-радикального окисления и угнетение антипероксидазной защиты. Эти механизмы провоцируются природно-антропогенным неблагополучием биосферы, а также стресс-факторами социальной природы.

В природных условиях селен распространен повсеместно, но неравномерно по поверхности Земли.

Низкое содержание селена обнаружено в отдельных провинциях Китая, Америки, Финляндии, Новой Зеландии, России (Западная и Восточная Сибирь) и многих других стран. Однако в том же Китае есть высокоселеновые территории с исторически наблюдаемой интоксикацией. Хронический селеноз человека проявляется поражением ногтей, выпадением волос, возможностью поражения печени.

Большую опасность дефицит селена представляет для здоровья животных. У коров и овец, выращенных в регионах с низкими концентрациями водорастворимого селена в почве и соответственно в кормах, развивается алиментарная мышечная дистрофия, описаны некротические изменения печени у свиней, экссудативный диатез и дегенерация поджелудочной железы у цыплят. Эти эндемические заболевания, сопровождающиеся массовой гибелью скота, могут быть предупреждены добавлением в корма соединений селена и витамина Е. Эти два компонента обеспечивают активность фермента глютатионпероксидазы, которая подавляет каскад свободно-радикального окисления в организме.

В низкоселеновой провинции Кешан северо-восточной части Китая зарегистрирована эндемическая кешанская болезнь. Это эндемическая кардиомиопатия на фоне очень низких концентраций селена в крови населения, а также в почве и пищевых продуктах провинции. Это тяжелое заболевание сердца поражает преимущественно детей в возрасте до 10 лет. Следует отметить, что в районах с выраженной эндемией зарегистрирована высокая частота селендефицитных заболеваний у сельскохозяйственных животных. Предполагают, что в возникновении кешанской болезни важную роль играет также дефицит в рационе белка, липидов, тиамина, магния, молибдена. С недостатком селена связана болезнь Кашина-Бека — эндемическая остеоартрозопатия, однако этиопатогенез данного заболевания более сложен, чем чисто селеновая недостаточность.

В последние годы появляется все больше подтверждений роли дефицита селена в преждевременном старении организма и возникновении тяжелых заболеваний: злокачественных новообразований, болезней сердца, сосудов, суставов и пр.

Из окружающей среды в организм селен поступает преимущественно с пищей, поскольку концентрации селена в воде и воздухе низкие.

Содержание селена в растительных и животных продуктах определяет насыщенность почв его водорастворимыми формами. В низкоселеновом округе Китая с наличием кешанской болезни среди населения содержание селена в кукурузе, рисе, сое не превышает 0,01 мг/кг, в районе с адекватным содержанием селена эта концентрация повышалась до 0,036...0,069 мг/кг. В высокоселеновом районе с проявлениями хронического селеноза среди жителей содержание селена достигало в кукурузе 8,1 мг/кг, в рисе — 4,0 мг/кг, в сое — 11,9 мг/кг.

Существенно различаются по содержанию селена зерновые культуры, в частности, в пшенице содержится 0,04...21,4 мг/кг. По содержанию селена приоритетны американские и канадские зерновые. Те же закономерности прослежены по продуктам животного происхождения: мясо, молочные продукты, яйца. Это доказывает, что селен легко переходит в организм человека по пищевой цепи: почва -> растения -> животные -> человек.

Богаты селеном некоторые продукты моря, в частности камбала, треска, моллюски, креветки, а также мясо и субпродукты (печень, почки).

Ощутимый вклад в потребление человеком селена вносят зерно и зернопродукты, молоко и молокопродукты. Во фруктах и овощах, исключая чеснок, повсеместно обнаруживают низкие концентрации селена, в чесноке и грибах он содержится в умеренных концентрациях. Обнаруживают селен и в лесных ягодах — голубике, землянике, бруснике.

В суточном рационе питания человек может получать от 20 до 300 и даже до 500 мкг селена. Насыщение организма селеном через питьевую воду и при дыхании не превышает нескольких микрограммов в день.

Пределы безопасного и адекватного суточного потребления селена для взрослых — 50...200 мкг, детей 4...6 лет — 20...30 мкг, детей старше года — 20...80 мкг, младенцев — 10...40 мкг (по данным Национального научно-исследовательского совета США, 1980 г.).

Диагностика насыщенности организма селеном может проводиться по многим биосубстратам: крови, моче, волосам. За норматив принято содержание селена в крови человека 0,44 мг/л.

Эпидемиологические исследования сотрудников Института питания РАМН показали, что обеспеченность селеном 80 % населения России ниже оптимальной, что требует коррекции селенового статуса населения. Для индивидуальной и популяционной профилактики целесообразно использовать биологически активные добавки к пище, обогащенные легкоусвояемым органическим селеном в комплексе со свободными аминокислотами, олиго- и макропептидами, витаминами группы В, макро- и микроэлементами. Передозировки селена токсичны, что определяет необходимость соблюдения возрастных суточных нормативов. Антиоксидантное действие селена усиливают витамины: аскорбиновая кислота, бета-каротин, токоферол.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные проявления экологически обусловленных изменений в здоровье человека.

2. Каковы особенности влияния экологического фактора риска на здоровье детей?

3. Дайте характеристику диоксинов как фактора риска здоровью населения.

4. Охарактеризуйте токсическое действие различных тяжелых металлов на организм человека.

5. Перечислите биосубстраты, которые используются для обнаружения токсических веществ в организме человека.

6. Перечислите генетические экопатогенные эффекты.

7. Охарактеризуйте канцерогенные вещества и признаки их ранжирования.

8. Какова роль природных геохимических аномалий в нарушении здоровья населения?

9. Опишите методы профилактики йоддефицитных и селендефицитных нарушений в здоровье населения.

10. Каковы проявления недостаточного и избыточного содержания фтора в природной среде?

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-12-12; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 100.25.42.117 (0.021 с.)