С курсом профессиональных болезней

Кафедра экологии человека

С курсом профессиональных болезней

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО КУРСУ ЭКОЛОГИИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ

Новосибирск - 2003

Учебно-методическое пособие предназначено для использования в курсе практических занятий по экологии человека студентами второго курса лечебного и педиатрического факультетов.

Издание 2-е, переработанное и дополненное.

Авторы составители:

д.б.н., профессор кафедры экологии человека

с курсом профессиональных болезней ФУВ Н.Г. Никифорова,

к.м.н., доцент кафедры экологии человека

с курсом профессиональных болезней ФУВ Д.А. Ерзин,

зав. кафедрой нормальной физиологии, д.м.н., профессор В.Ю. Куликов

Редактор:

Зав. кафедрой экологии человека

с курсом профессиональных болезней ФУВ д.м.н., профессор Е.Л. Потеряева

Рецензенты:

Доцент кафедры педагогики и медицинской психологии В.В. Меркушев

Зав. кафедрой нормальной физиологии д.м.н. В.Ю. куликов

Учебное пособие рекомендовано к изданию на заседании ЦКМС НГМА

СОДЕРЖАНИЕ

ЧАСТЬ I. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ БОЛЕЗНЕЙ.. 4

I. Исторические аспекты экологической патологии.. 5

2. Взаимосвязь между состоянием окружающей среды и болезнями.. 7

3. Классификация экологически значимых заболеваний 9

ЧАСТЬ II. МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ.. 11

КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. 12

1. Классификация, основанная на количественном признаке. 12

2. Классификация, основанная на биологической роли элементов. 13

Биогеохимические провинции и цепи химических элементов 15

Взаимодействие минеральных элементов между собой и с другими питательными веществами.. 17

1. Взаимодействия между минеральными элементами. 17

2. Взаимодействие минеральных элементов с другими веществами. 22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ.. 22

КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ.. 23

ДИАГНОСТИКА МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ.. 26

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. 26

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ.. 36

ЛИТЕРАТУРА.. 38

ЧАСТЬ I.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ БОЛЕЗНЕЙ

ЧАСТЬ II

МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ

КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Классификация, основанная на количественном признаке.

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 об­наружен в организме человека.

Все минеральные элементы делят на три группы в соответствии с их содержанием в организме: макроэлементы, микроэлементы (МЭ) и ультрамикроэлементы.

Среднее содержание минеральных элементов в организме

Система классификации по количественному признаку проста и удобна, но она не дает ответа на главный вопрос – какова биологическая роль того или иного элемента в организме. Кроме того, количественное содержание некоторых элементов в организме может значительно варьировать в зависимости от среды обитания человека, питания, трудовой деятельности.

По мнению некоторых ученых, микро- и ультрамикроэлементы вообще не следует отождествлять с минеральными веществами по той причине, что в организме они содержаться главным образом в виде органических соединений или комплексов, обладающих биологической активностью.

Однако это не является основанием для обособления микроэлементов в особую группу биологически активных веществ. Метаболизм любого элемента нельзя рассматривать лишь в аспекте динамики его неорганических солей. С точки же зрения науки о питании микроэлементы являются столь же необходимыми компонентами питания, как и другие минеральные элементы, независимо от того, в какой форме они поступают в организм.

Взаимодействие элементов

Цинк (Zn)

Цинк найден более чем в 200 металлоферментах, участвующих в самых различных метаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

При стрессах различного рода, например, при инфекциях, травмах, низком содержании белка в пище, отмечается снижение концентрации цинка в плазме крови и перераспределение его между органами и тканями.

Уровень цинка в организме могут снижать продукты распада тканей, образующихся при упомянутых стрессовых состояниях.

Избыток цинка может представлять мутагенную и онкогенную опасность.

Симптомами недостааточности цинка могут быть: угри и другие кожные заболевания, задержка полового созревания, хроническая усталость, замедление роста, выпадение волос, аллергические заболевания, бесплодие, импотенция. Специфически снижается Т-клеточный иммунитет, поэтому люди с дефицитом цинка обычно часто и длительно болеют простудными, инфекционными заболеваниями. На фоне дефицита Zn может происходить задержка полового развития у мальчиков и потеря сперматозоидами способности оплодотворения яйцеклеткй у мужчин.

Нередко снижение содержания цинка в организме является следствием избыточного поступления в организм меди, кадмия, свинца, являющихся функциональными антагонистами цинка, особенно на фоне неполноценного (дефицит белка) питания, а также хронического злоупотребления алкоголем. Роль Zn при алкогольной интоксикации обусловлена его участием в метаболизме алкоголя (молекула алкогольдегидрогеназы содержит 4 атома Zn), поэтому у детей и подростков при дефиците цинка повышается предрасположенность к алкоголизму. Дефицит цинка может приводить к усиленному накоплению кадмия, свинца, железа и меди.

При дефиците селена в рационе питания в организме могут возникать следующие изменения: снижение иммунитета, повышение склонности к воспалительным заболеваниям; снижение функции печени; кардиопатия; болезни кожи, волос и ногтей; атеросклероз; катаракта; репродуктивная недостаточность; замедление роста.

Выявлена зависимость между частотой возникновения рака и дефицитом Se в рационе питания. (Самая высокая корреляция отмечается между дефицитом Se и раком желудка, простаты, толстого кишечника, молочной железы). Дефицит Se ускоряет развитие атеросклероза, ИБС, вероятность возникновения инфаркта миокарда. Отмечена взаимосвязь между дефицитом селена и частотой внезапной "колыбельной" смерти у детей.

При дефиците селена возрастает вероятность мужского бесплодия, т.к. селен обладает выраженным защитным действием по отношению к сперматозоидам и обеспечивает их подвижность.

Селен входит в фермент глутатионпероксидазу, который разрушает образовавшиеся в ходе перекисного окисления липидов эндоперекиси, действуя в синергизме с витамином Е.

Селен - антагонист ртути и мышьяка, способен защищать организм от этих элементов и кадмия, в меньшей степени - от свинца и таллия (в последнем случае особое значение имеет и дефицит витамина Е).

Повышенные концентрации селена обладают политропным действием. Селен относится к тиоловым ядам (угнетает активность SH-групп ферментов). В больших дозах он обладает иммунотоксическим, эмбриотоксическим, тератогенным эффектами, угнетает митотическую активность и репродуктивную функцию.

В России к селен-дефицитным провинциям относятся, в первую очередь, Северо-Западные регионы (Карелия, Ленинградская область), Верхнее Поволжье - Ярославская, Костромская и Ивановская область, а также Удмуртия и Забайкалье.

При дефиците селена в организме усиленно накапливаются мышьяк, кадмий и ртуть. В свою очередь, мышьяк, кадмий и ртуть усугубляют дефицит селена в организме.

Источниками поступления селена в организм являются чеснок, лук репчатый, петрушка, молочные продукты, печень, морепродукты, смородина черная. Селен содержится в следующих лекарственных растениях: ромашка аптечная, алоэ, шиповник, боярышник, мать-имачеха, женьшень, мелисса, крапива, малина (листья).

Медь (Си)

Медь участвует в биохимических процессах как составная часть электронпереносящих белков, осуществляющих реакции окисления органических субстратов молекулярным кислородом.Избыток свободной меди угнетает активность окислительных ферментов, что приводит к гибели клеток. Медь участвует в метаболизме жирных кислот, синтезе соединительнотканных структур, обладает антиоксидантным действием.

Дефицит меди отрицательно сказывается на кроветворении, всасывании железа, состоянии соединительной ткани, процессах миелинизации в нервной системе, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопатиям, витилиго и многим другим заболеваниям, нарушает менструальную функцию женщин.

Повышенное содержание меди в организме отмечается при острых и хронических воспалительных заболеваниях, бронхиальной астме, заболеваниях почек, печени, в том числе у детей, инфаркте миокарда, и некоторых злокачественных новообразованиях.

Хроническая интоксикация медью и ее солями может приводить к функциональным расстройствам нервной системы, печени и почек, изъязвлению и перфорации носовой перегородки, аллергодерматозам.

Избыток меди приводит к дефициту цинка и молибдена.

Следует знать, что:

- Недостаток меди, как правило, встречается у беременных, при употреблении большого количества липидов, у новорожденных детей, у больных энтеритом.

- Дефицит меди способствует повышению холестерина и триглицеридов крови.

- Уровень меди в организме человека тесно связан с уровнем цинка и витамина С, соответственно при снижении их уровня в организме уменьшается и концентрация меди.

Самое высокое содержание меди в печени, гречневой крупе, орехах фундук, бобовых, сое, огурцах, землянике, крыжовнике.

Кобальт (Со)

Кобальт - составная часть молекулы витамина В₁₂ (кобаломин), недостаток которого наиболее ощутим в местах быстрого деления клеток, например, в кроветворных тканях костного мозга и нервных тканях. Кроме того, орга­низм нуждается в кобальте для включения в фермент глицил-глицилиндипептидазу, а также для стимуляции эритропоэза. Наиболее характерными проявлениями дефицита кобальта и его органически связанной формы - витамина B₁₂ являются анемии. При исключи­тельно вегетарианской диете и недостаточном поступлении кобаломина у женщин может нарушаться менструальный цикл, у наблюдаемых пациентов были отмечены дегенера­тивные изменения в спинном мозге, нервные симптомы. При дефиците кобаломина может отмечаться гиперпигментация кожи. Следует отметить, что часто анемии и проявления не­достаточности кобальта и кобаламина вызваны не их дефи­цитом, а снижением их усвоения, которое, как правило, зави­сит от наличия мукопротеина, синтезируемого в слизистой оболочке желудка.

Биогеохимические провинции с эндемическим дефицитом кобальта (что имеет место на территории России) являются местами эндемического распространения акобальтоза среди животных. У детей в этих районах отмечается снижение функции щитовидной железы, а также анемические состояния.

При избытке кобальта в окружающей среде проявляется раздражающее и аллергическое действие. Хронические ин­токсикации характеризуются хроническими заболеваниями верхних дыхательных путей, бронхов. Могут развиваться аллергические симптомы: бронхиальная астма и аллергодерматозы, а также так называемая «кобальтовая кардиомиопатия». Дефицит железа может приводить к усиленной аб­сорбции кобальта в пищеварительном тракте.

Продукты, содержащие кобальт: печень, бобовые, чеснок, молоко, рыба, свекла, салат, петрушка, малина, смородина черная.

Марганец (Мп)

Марганец играет важную роль в метаболизме клетки. Он входит в состав активного центра многих ферментов, являет­ся также компонентом супероксиддисмутаз, играющих опре­деленную роль в защите организма от свободных радикалов.

Повышение концентрации марганца может приводить к нарушению углеводного обмена, задержке роста волос и ногтей, повышению судорожной готовности, аллергозам, дерматитам, нарушению образования хрящей, остеопорозу. При хронической интоксикации марганцем харак­терными являются астенические расстройства: повышенная утомляемость, сонливость, снижение активности, круга ин­тересов, ухудшения памяти.

Недостаточность марганца фиксируют при различных формах анемии, к задержке ро­ста, уменьшению массы тела.

При развитии остеопороза прием кальция усугубляет дефи­цит марганца, т.к. затрудняет его усвоение в организме. Кишеч­ной абсорбции препятствует также фосфаты и железо. По­требление продуктов, содержащих значительное количество танина и оксалатов (например, чая и шпината) может пре­пятствовать усвоению Мп.

Мышьяк (As)

Главными осложнениями острой интоксикации являются внутрисосудистый гемолиз, острая почечная, печеночная недостаточность, кардиогенный шок. Отдаленными послед­ствиями острых отравлений у детей может быть значи­тельное снижение остроты слуха. Поражение нервной си­стемы проявляются в виде токсической энцефалопатии (нарушение речи, координации движений, эпилептических судорог, психозов). Среди типичных причин бытовой интоксикации мышьяком следует упомянуть табакокурение и злоупотреб­ление виноградным вином.

Мышьяк усиленно накапливается при недостатке се­лена и может способствовать дефициту этого микроэлемен­та.

Свинец (Рb)

При свинцовом токсикозе поражаются, в первую очередь, органы сердечно-сосудистой системы и кроветворения (раннее развитие артериальной гипертензии и атеросклероза, анемия), нервная система (энцефалопатия и нейропатия), почки (нефропатия). При начальных формах хронического сатурнизма (отравления свинцом) отме­чаются изменения в порфириновом обмене, ретикулоцитоз (до 20 - 25 %), уве­личение количества эритроцитов с базофильной зернис­тостью до 25 - 40 %, но при этом уровень гемоглобина и количество эритроцитов обычно в пределах нормы.

Для всех регионов России свинец - основной антропогенный загрязнитель из группы тяжелых металлов, что связано с высо­ким индустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензи­не.

Ртуть (Hg)

При хроническом отравлении ртутью развиваются психические нарушения, тремор, лабильный пульс, тахикардия, гингивит, изменения со стороны крови.

При пероральном поступлении ртути наблюдаются язвен­но-некротический гастроэнтерит, в дальнейшем развивает­ся некротический нефроз с гибелью эпителия проксимальных отделов почечных канальцев.

Отравление органическими соединениями ртути приво­дит к энцефалопатии, нарушению зрения и слуха.

Техногенные локусы избыточного присутствия в почве и в воде ртути встречаются при несоблюдении технологии ути­лизации ламп «дневного света», при производстве красителей. Меркуриализм - это профессиональное заболевание зеркальщиков, ювелиров, скорняков. Важным источником поступления алкилированной ртути являются фунгициды, применяющиеся для про­травливания семян.

Алюминий

Роль избытка алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, особенно минеральный (в частности, вызывает на­рушения фосфорно-кальциевого обмена и снижает абсорб­цию железа); на функции нервной системы (снижение или потеря памяти, судороги и т.д.); в способности действовать не­посредственно на клетки - их размножение и рост; длительное вдыхание соединений алюминия ведет к фиброзированию ле­гочной ткани. Высокая способность А1 образовывать ком­плексные соединения обусловливает его роль в снижении ак­тивности многих ферментов и их систем. Установлено, что алюминий аккумулируется в плазме крови и тканях и оказы­вает отравляющее действие на больных с хронической почеч­ной недостаточностью.

Важную роль в патогенезе интоксикации А1 играют конкурентные отношения его с фосфором, кальцием и железом.

Техногенные и аномальные геохимические локусы избыточ­ного присутствия алюминия в почве и питьевой воде часто встречаются при низкой концентрации кальция и магния в этих средах. Подвижность ионов алюминия резко возрастает при увеличении кислотности (рН) природных сред, в результате, на­пример, воздействия «кислотных дождей». К основным источни­кам поступления алюминия в среду и, затем, в организм человека являются выбросы в районах расположения алюминиевых заводов и сточные воды горнорудного производства, лакокрасочных, бу­мажных, текстильных и ряда других производств.

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1.

В одном из экологически чистых районов города врачи-педиатры отметили рост почечной патологии различного характера. У многих детей отмечалось низкое содержание гемоглобина в крови, было снижено содержание селена и цинка. Обычная терапия не давала стойкого эффекта. Расследование комитета по экологии выявило нарушения в системе водоснабжения данного района (в результате аварии вода подавалась, минуя очистные сооружения).

Какой токсичный элемент содержался в воде? Дать обоснование.

Задача 2.

Девочка 12 лет предъявляет жалобы на выпадение волос, ломкость и расслоение ногтей, частые простудные заболевания, зуд и покраснение кожи на локтевых сгибах.

Дефицит каких элементов можно предположить?

Задача 3.

Мальчик 11 лет обратился по поводу алопеции (облысения). Предъявлял жалобы на плохой сон, раздражительность, частые головные боли. При осмотре обнаружена бледность кожных покровов. Анализ крови показал уменьшение количества эритроцитов, низкий уровень гемоглобина, повышение количества эритроцитов с базофильной зернистостью. Анализ минерального состава волос показал дефицит кальция и цинка и значительное повышение концентрации одного из токсичных элементов.

Что это за элемент?

Задача 4.

Женщины врачи-лаборанты, работающие в одном кабинете (к работе приступили одновременно) обратились с жалобами на повышенную утомляемость, раздражительность, ухудшение памяти и внимания, нарушение сна. При обследовании у обеих женщин выявлены тахикардия, лабильность пульса, тремор при выполнении произвольных движений. На вопрос, не было ли каких-либо чрезвычайных происшествий на работе, ответили, что во время ремонта был опрокинут сушильный шкаф. У женщин был обнаружен дефицит селена и избыточное содержание одного из токсичных элементов.

Что это за элемент?

Задача 5.

Назовите возможные нарушения у новорожденного, возникающие при дефиците в организме беременной женщины следующих микроэлементов: цинк, селен, железо, магний, йод, медь, марганец.

ЛИТЕРАТУРА

1. Преображенский В.Н., Ушаков И.Б., Лядов К.В. Активационная терапия в системе медицинской реабилитации у лиц опасных профессий. - М.: «Паритет Граф». – 2000. – 320 с.

2. Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение). – М.: Научный мир, 1999. – 96 с.

3. Шалмина Г.Г., Новоселов Я.Б. Безопасность жизнедеятельности (эколого-геохимические и эколого-биохимические основы). - Новосибирск: 2002. – 433 с.

Кафедра экологии человека

с курсом профессиональных болезней

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО КУРСУ ЭКОЛОГИИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ

Новосибирск - 2003

Учебно-методическое пособие предназначено для использования в курсе практических занятий по экологии человека студентами второго курса лечебного и педиатрического факультетов.

Издание 2-е, переработанное и дополненное.

Авторы составители:

д.б.н., профессор кафедры экологии человека

с курсом профессиональных болезней ФУВ Н.Г. Никифорова,

к.м.н., доцент кафедры экологии человека

с курсом профессиональных болезней ФУВ Д.А. Ерзин,

зав. кафедрой нормальной физиологии, д.м.н., профессор В.Ю. Куликов

Редактор:

Зав. кафедрой экологии человека

с курсом профессиональных болезней ФУВ д.м.н., профессор Е.Л. Потеряева

Рецензенты:

Доцент кафедры педагогики и медицинской психологии В.В. Меркушев

Зав. кафедрой нормальной физиологии д.м.н. В.Ю. куликов

Учебное пособие рекомендовано к изданию на заседании ЦКМС НГМА

СОДЕРЖАНИЕ

ЧАСТЬ I. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ БОЛЕЗНЕЙ.. 4

I. Исторические аспекты экологической патологии.. 5

2. Взаимосвязь между состоянием окружающей среды и болезнями.. 7

3. Классификация экологически значимых заболеваний 9

ЧАСТЬ II. МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ.. 11

КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. 12

1. Классификация, основанная на количественном признаке. 12

2. Классификация, основанная на биологической роли элементов. 13

Биогеохимические провинции и цепи химических элементов 15

Взаимодействие минеральных элементов между собой и с другими питательными веществами.. 17

1. Взаимодействия между минеральными элементами. 17

2. Взаимодействие минеральных элементов с другими веществами. 22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ.. 22

КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ.. 23

ДИАГНОСТИКА МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ.. 26

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. 26

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ.. 36

ЛИТЕРАТУРА.. 38

ЧАСТЬ I.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману