Особенности действия на организм вредных факторов окружающей среды.
Понятие о комбинированном, сочетанием действии и комплексном поступлении вредных веществ в организм.
В зависимости от природы и особенностей биологического действия загрязнителя, длительности и интенсивности его воздействия влияние на здоровье условно можно разделить на острое и хроническое.
Острое действие загрязнителей может проявляться лишь в особых ситуациях: в результате увеличения загрязнения окружающей среды обычными для данного населенного пункта загрязнителями или при временном появлении новых вредных веществ. Периоды повышенного загрязнения окружающей среды могут составлять дни или часы, что определяет степень осреднения материала для характеристики уровня загрязнения. В зависимости от особенностей биологического действия загрязнителя и дозы могут выявляться повышение смертности и общей заболеваемости населения, физиологические и биохимические сдвиги неспецифического характера в организме. Загрязнитель здесь играет роль провоцирующего фактора, так как подобные изменения в здоровье могут наблюдаться и под влиянием многих других факторов.
Типичным примером острого провоцирующего влияния атмосферных загрязнений являются случаи токсических туманов, возникавших в разное время в городах разных континентов мира. Токсические туманы появляются в периоды температурных инверсий с низкой ветровой активностью, т.е. в условиях, способствующих накоплению промышленных выбросов в приземном слое атмосферы. В периоды токсических туманов регистрировалось увеличение загрязнения, тем более значительное, чем длительнее сохранялись условия для воздушного застоя (3—5 суток). В периоды токсических туманов увеличивалась смертность лиц, страдающих хроническими сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, а среди обратившихся за медицинской помощью регистрировались обострения этих заболеваний и появление новых случаев. Вспышки бронхиальной астмы описаны в ряде населенных мест при появлении специфических загрязнений. Можно предположить появление острых случаев аллергических заболеваний при загрязнении воздуха такими биологическими продуктами, как белковая пыль, дрожжи, плесени и продукты их жизнедеятельности. Уровни загрязнения в периоды острых влияний обычно меняются под воздействием метеорологических факторов, поэтому необходимо отдифференцировать возможное неблагоприятное влияние на здоровье смены метеорологических условий. Острое влияние загрязнений окружающей среды на здоровье наблюдается при залповых выбросах или аварийных ситуациях. Оно может происходить на фоне хронического действия более низких уровней загрязнения.
Хроническое действие загрязнений окружающей среды на здоровье является наиболее частым вариантом неблагоприятного влияния. В области изучения этого типа действия загрязнений накоплен определенный опыт. По характеру действия загрязнений окружающей среды можно выделить два подтипа: хроническое неспецифическое (провоцирующее) влияние загрязнений и хроническое специфическое действие, где загрязнитель играет роль этиологического фактора. Для первого подтипа характерно многообразие проявлений влияния веществ, относящихся к разным классам и различных по биологическому действию.
К типичным проявлениям специфического действия загрязнителей можно отнести болезни итай-итай, Мина-мата, Юшо, флюороз, бериллиоз, асбестоз. Специфические для воздействия конкретного загрязнителя заболевания выявляются при специальных медицинских осмотрах. Первые случаи болезни итай-итай (в переводе означает «больно-больно») зарегистрированы в 1959 г. среди японского населения в бассейне реки Джанси префектуры Токио. Начальными симптомами этого заболевания были острые мышечные боли типа люмбаго (чаще в мышцах ног). Вторая стадия характеризовалась альбуминурией, снижением массы тела, глаукомой. Для терминальной стадии характерна деформация скелета. Заболевание длится около 12 лет и заканчивается смертью. Болезнь эта связана с воздействием соединения кадмия. Соединения кадмия имеют высокий коэффициент биологической кумуляции, поэтому длительное поступление даже следовых количеств кадмия по пищевой цепочке привело к появлению заболевания.
Первые случаи болезни Минамата были обнаружены среди семей рыбаков острова Кюсю на окраине города Минамата в 1956 г. Заболевание протекает по типу церебрального паралича. У новорожденных это заболевание характеризуется явлениями спастического паралича, слепотой, а в последующем — отсталостью в умственном развитии. Причиной болезни является метилртуть. В район океана, прилегающего к острову Кюсю, спускало сточные воды предприятие по производству ацетальдегида, использовавшее в качестве катализатора металлическую ртуть. Поступление ртути в океан со сточными водами, накопление ее в природном иле, трансформация в результате деятельности микроорганизмов, накопление органических соединений в биоте моря и возврат загрязнения человеку с пищевыми продуктами — такова экологическая цепочка, приводящая к болезни Минамата. Опасность загрязнения окружающей среды ртутью определяется предполагаемым мутагенным действием ее органических соединений: наряду со случаями болезни Минамата у обследованного населения были обнаружены хромосомные аберрации.
Болезнь Юшо («масляное» заболевание) возникла как эпидемическая вспышка в 1968 г. в Японии в результате использования в пищу растительного масла, загрязненного полихлорированными бифенилами (ПХБ). Они использовались в качестве теплоносителя в производстве растительного масла. Характерными симптомами этого заболевания являются потемнение кожи, появление сыпи, особенно в кожных складках, явления блефароконъюнктивита.
Описаны случаи бериллиоза среди населения, не имевшего профессионального контакта с бериллием. Это хроническое заболевание, проявляющееся характерным узелковым процессом в легких. Хорошо известны случаи флюороза среди детского населения, потреблявшего питьевую воду с высоким содержанием фтора или вдыхавшего соединения фтора в связи с загрязнением атмосферного воздуха.
Большое внимание уделяется присутствию в воздухе пыли асбеста и появлению продуктивного узелкового процесса в легких. Можно назвать еще некоторые загрязнители окружающей среды со специфическими проявлениями действия, аэрозоли марганца, кварцсодержащей пыли (зола), соединений мышьяка, свинца и др.
Присутствие в атмосферном воздухе аэрозолей марганца в повышенных концентрациях может увеличить частоту хронических пневмоний детей. Убедительные данные были представлены отечественными учеными о появлении у детей, живущих в условиях загрязнения золой атмосферного воздуха, не свойственных их возрасту пре-силикотических изменений в легких. При хроническом действии соединений мышьяка и свинца возникают нарушения желудочно-кишечного тракта и нервной системы.
Рассматривая сочетанное действие(Сочетанное действие – влияние на организм факторов различной природы, например, физических (шум) и химических (пестициды) неблагоприятных факторов физической и химической природы, следует отметить, что при высоких уровнях воздействия наблюдаются такие эффекты, как потенцирование ( усиление действия), антагонизм ( ослабление действия) и независимый эффект. При низких уровнях воздействия чаще наблюдается аддитивный ( суммирующий) эффект. Известно усиление эффекта токсического действия свинца и ртути, бензола и вибрации, карбофоса и ультрафиолетового излучения, шума и марганецсодержащих аэрозолей. Шум и вибрация всегда усиливают токсический эффект промышленных ядов. Причиной этого является изменение функционального состояния ЦНС и сердечно-сосудистой системы. Шум усиливает токсичность оксида углерода (угарного газа), крекинг−газа и др. Вибрация, изменяя реактивность организма, повышает его чувствительность к другим факторам, например, к кобальту, кремниевым аэрозолям, дихлорэтану, угарному газу.
Ультрафиолетовое излучение оказывает влияние на взаимодействие газов в атмосферном воздухе и способствует образованию смога. При УФИ возможна сенсибилизация организма к действию некоторых вредных веществ, например, отмечается развитие фотодерматита (заболевание кожи) при загрязнении кожи пековой пылью. Вместе с тем УФИ может понижать чувствительность организма к отдельным ядам, усиливая окислительные процессы в организме и способствуя более быстрому его обезвреживанию. Так, например, токсичность оксида углерода при УФИ снижается.
Большое практическое значение имеет проблема комбинированного (Комбинированное действие вредных веществ – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути поступления.) влияния ионизирующего излучения и химического фактора в окружающей среде. Особенно злободневны два аспекта этой проблемы:
* первый аспект − уменьшить разрушающее действие радиации с помощью вредного вещества, используя явление антагонизма. Например, установлено, что острое воздействие ядов, вызывающее в организме гипоксию (снижение кислорода в тканях) и одновременное и последовательное действие ионизирующей радиации, сопровождается ослаблением тяжести радиационного поражения, т. е. способствует большей радиационной устойчивости организма. Такие вещества называют радиопротекторами. Этот эффект замечен для оксида углерода, анилина, цианидов и др. Защитное действие гипоксии и некоторых веществ наиболее выражено при воздействии гамма −, рентгеновского и нейтронного излучения, а также при облучении тяжелыми ядрами;
* второй аспект − усиление эффекта действия вследствие с синергизма радиационного воздействия и теплоты, радиации и кислорода. К числу радиосенсибилизирующих средств относят ртуть и ее соединения, формальдегид и др. Этот эффект используется при лечении некоторых видов злокачественных опухолей.
КОМПЛЕКСНОЕ действие – когда химическое вещество одновременно воздействует на организм различными путями (ингаляционно, перорально, перкутанно)
Под термином “отдаленный эффект” следует понимать развитие патологических процессов и состояний у индивидуумов, имевших контакт с вредными веществами в отдельные сроки их жизни, а также в течение жизни нескольких их поколений. К нему относятся гонадотропное, эмбриотоксическое, канцерогенное, мутагенное воздействие на организм.
Гонадотропное действие вредных веществ. Гонадотропное действие проявляется нарушением сперматогенеза, овогенеза, появлением выкидышей, ослаблением половой потенции и бесплодия у мужчин и женщин.
Доказано нарушение функции гонад при воздействии бензола и его гомологов, хлорорганических соединений, марганца, хлоропрена, капролактама, борной кислоты, фенола, свинца. Причем выраженность гонадоксичного действия находится в прямой зависимости от концентрации (дозы) химических веществ, вызывающих ускоренное семяизвержение, снижение количества сперматозоидов в эякуляте. У женщин, работающих в производстве изопренового каучука, стирола, при работе с соединениями марганца, свинца, никеля нарушается менструальный цикл, увеличивается количество выкидышей и мертворожденных.
Эмбриотропное действие промышленных ядов
Влияние вредных веществ во время беременности может вызвать в развитии плода различные нарушения:
1) тератогенные - гистоморфологические, биохимические, функциональные и другие нарушения развития органов и систем.
2) эмбриотоксическое – внутриутробная гибель, снижение массы и размеров эмбрионов при нормальной дифференцирование тканей. Тератогенным действием обладают хлоропреновый латекс, фенолформальдегидные смолы, ДДТ, кремнийорганические лаки и эмали, производство синтетического каучука. Химические вещества в дозах, не вызывающих токсический эффект у матерей, могут повредить плоду.
Критические периоды с очень высокой чувствительностью к внешним воздействиям – 3 недели развития (предшествующие имплантации) и 4-7 недели (формирование плаценты).
Эмбриотоксический эффект зависит от степени проницаемости плаценты. Например, никотин делает плаценту проницаемой даже для тех веществ, которые в обычных условиях через неё не проходят. Поэтому дозы химических соединений, недостаточные чтобы вызвать токсический эффект у некурящей матери, у курящей - проникая через плаценту, могут оказывать неблагоприятное влияние на плод.
Мутагенное воздействие Под мутагенным действием химических веществ следует понимать изменение наследственных свойств организма, проявляющихся у его потомства. Мутагенный процесс под влиянием токсинов можно разделить на две группы: -мутагенез в зародышевых клетках; -мутагенез в соматических клетках.
Следствием мутации в зародышевых клетках является образование генетически неполноценных гамет, приводящее к гибели зиготы, эмбриона, плода, рождению ослабленных детей с пороками развития, наследственными болезнями, т.е. воспроизведение мутации из поколения в поколение. Мутации в соматических клетках приводят неизбежно к нарушению генетического гомеостаза.
Мутации, связанные с изменением числа хромосом, относят к геномным, а с изменением структуры хромосом - к хромосомным. Мутационным действием обладает хлоропренвинил хлорид, окись этилена, диметилфталат.
К потенциально опасным мутагенам в окружающей среде относят три группы веществ: - естественные неорганические (оксиды азота, нитриты, нитраты, свинец, радиоактивные материалы); - органические соединения (алкалоиды, гормоны), переработанные природные вещества (продукты нефти, сжигания угля и др.); - химические вещества, не встречающиеся в природе (пестициды, пищевые добавки, лекарственные средства и др).