Организм и внешняя среда.

С первых мгновений жизни и до самой последней минуты орга­низм человека взаимодействует с внешней средой. Она окружает его всегда, везде и всюду. Это взаимодействие есть необходимое ус­ловие для нормального роста и развития человека. Именно под влиянием внешней среды происходит формирование структуры и функций организма человека в различ­ные периоды жизни. Особенно это заметно в раннем детстве, ко­гда совершенствуется деятельность всех систем и органов.

Под влиянием практически любых воздействий в большей или в меньшей степе­ни происходят изменения внутренней среды организма, и все из­вестные реакции его направлены на сохранение или выравнивание ее параметров. Их называют адаптационно-компенсаторными ре­акциями (адаптация - с лат. приспособление, привыкание), в основе которых лежат адаптационно-компенсаторные механизмы. Если интен­сивность или агрессивность фактора не выходит за пределы адап­тационно-компенсаторных реакций, организм справляется без особого ущерба. В том случае, когда интенсивность воздействия очень велика или достаточно продолжительна, напряжение адап­тационно-компенсаторных механизмов достигает значительного уровня. При длительном воздействии происходят разрушение указанных меха­низмов и развитие заболевания.

Внешняя среда как целостная система включает в себя большое число различных элементов или факторов, различающихся между собой в количественном и качественном отношении (рис. 1).

В течение всей жизни на человека оказывают влияние самые разнообразные факторы внешней и внутренней среды организ­ма. Рассмотрим каждый из приведенных факторов в отдельности.

Физические факторы. К физическим факторам относятся все виды электромагнит­ных колебаний естественного или искусственного происхожде­ния.

Самым мощным естественным источником электромагнитных колебаний в природе, конечно, является Солнце. Именно благо­даря солнечной энергии происходят все биологические процессы на Земле. Вся биосфера и сама жизнь существует только за счет солнечной энергии. Диапазон длин волн солнечных излучений простирается от нескольких долей нм (гамма-излучение) до мет­ровых радиоволн.

Глаз человека воспринимает дневной свет, окрашенный в бе­лый цвет. Однако на самом деле белый цвет представляет собой сочетание семи разных цветов - красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Видимая окраска оп­ределяется длиной волны (и, следовательно, частотой колебаний). Красный цвет имеет длину волны 760 нм, желто-зелёный – 556 нм, а фиолетовый - 380 нм.

Из всех излучений Солнца в видимом диапазоне наиболее силь­ное биологическое действие имеет ультрафиолетовое излучение. Оно обладает выраженным эритемным действием, т. е. вызывает покраснение кожи человека с последующим образованием пигмен­та. Это не что иное, как защитная реакция организма от перегрева. Неумеренное пребывание на солнце может вызвать не только по­краснение, но и образование пузырей, другими словами - ожог пер­вой или второй степени. А это требует серьезного лечения. Таким образом, прямое воздействие ультрафиолетового излучения на жи­вой организм далеко не безопасно.

Естественные природные источники ЭМП можно разделить на две группы. К первой относятся постоянное электрическое и маг­нитное поля Земли, ко второй - радиоволны, генерируемые кос­мическими источниками (Солнце, звезды), а также электрические процессы в атмосфере, например разряды молний. Диапазон час­тот колеблется в широких пределах.

Возникновение электрического поля Земли связано с наличием отрицательного заряда на ее поверхности. Его напряженность обычно находится в пределах от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличить напряженность поля до сотен кВ/м. Разные люди неодинаково реагируют на ЭМП, так как обладают разной чувст­вительностью к ним. Одни люди совершенно не замечают маг­нитных бурь, другие, напротив, ощущают даже незначительные изменения электромагнитных полей.

Интересно отметить, что, по мнению специалистов, человече­ское тело также излучает электромагнитные поля с частотой свы­ше 300 гГц. При этом плотность потока мощности составляет ве­личину, равную 0,003 Вт/м². Площадь поверхности тела равна около 2м². Таким образом, общая излучаемая энергия равна 0,0054 Вт. Это вполне ощутимая величина.

Искусственными источниками электромагнитных излучений являются радиостанции, радиолокационные станции, высоко­вольтные линии электропередач и многие другие передающие технические средства. Они излучают энергию в очень широком диапазоне длин волн - от миллиметров до нескольких десятков и сотен метров. Особенно сильное воздействие наблюдается вблизи источни­ков излучений.

В наш домашний быт интенсивно внедряются электронные сред­ства связи, радиотелефоны, телевизоры, радиоаппаратура, персональные компьютеры, СВЧ-печи. На улице мы подвергаемся элек­тромагнитному воздействию электротранспорта (трамвай, трол­лейбус), различных линий электропередач, трансформаторных подстанций, излучающих радио- и телевизионных антенн. Все эти виды электромагнитных излучений оказывают постоянное (в дневное и в ночное время) воздействие на человека.

Химические факторы. Химические вещества широко используются человеком на производстве и в быту (консервирующие, моющие, чистящие, де­зинфицирующие средства, а также средства для покраски и склеи­вания различных предметов).

Все химические вещества, используемые в быту, в небольших количествах безопасны для здоровья. Однако нарушение правил их применения может оказать неблагоприятное воздействие на организм.

К химическим веществам следует также отнести и лекарствен­ные препараты, которые назначаются врачами при различных за­болеваниях. Многие современные лекарства выпускаются в виде разно­цветного драже, имеют очень привлекательный вид, поэтому дети нередко путают их с конфетами. Между тем достаточно и одной таблетки, чтобы вызвать у ребенка серьезное отравление, опасное для жизни.

Биологические факторы. Формы существования живой материи на Земле чрезвычайно многообразны: от одноклеточных простейших до высокооргани­зованных биологических организмов. Все известные микроорганизмы можно разделить на три группы: со­вершенно безопасные для человека(сапрофиты), мы с ними посто­янно контактируем, но это никогда не вызывает заболеваний; без­условно вредные,т.е. опасные для здоровья человека (встреча с ними всегда чревата развитием инфекционного заболевания, прав­да, это случается тогда, когда организм не имеет соответствующей защиты); условно патогенные(это микроорганизмы, которые в обычных условиях не вызывают каких-либо заболеваний у человека, однако, когда организм ослаблен вследствие простудного или хронического за­болевания, недостаточного питания, авитаминоза, стресса, утом­ления и т.д., они могут вызвать заболевания). Выделена группа особо опасных микроорганизмов, вызывающих тяжелей­шие заболевания у человека. Это, например, возбудители натуральной оспы, чумы, холеры, туляремии, сибирской язвы, полиомиелита.

Социальные факторы. Социальные факторы связаны с жизнью людей, с их отношени­ем друг к другу и к обществу. Революционные преобразования почти всегда вызывают в обществе социальную напряженность, которая может оказать негативное влияние на отдельного челове­ка и общество в целом. И напротив, спокойное, поступательное, эволюционное развитие общества и общественных отношений га­рантирует спокойную, созидательную обстановку и уменьшение влияния факторов социальной природы на состояние здоровья человека.

Психические факторы. Факторы внешней среды, имеющие психическую окраску, свя­заны со специфическим аспектом жизнедеятельности человека. Поведение человека в различных ситуациях, его восприятие ок­ружающей действительности, ее эмоциональная окраска, характер поведения человека в той или иной ситуации, формирование его личности тесным образом связаны с факторами внешней и внут­ренней среды и их взаимодействием между собой.

Реализация идей психического и социального здоровья потре­бует от каждого человека переосмысления таких личностных ка­честв, как активность и ответственность, а от общества - пере­смотра сложившихся приоритетов и традиций в сфере воспитания и образования, труда и отдыха.

5. Глобальные загрязнители объектов окружающей
среды

Самые распростра­ненные поллютанты, которые загрязняют практичес­ки все объекты окружающей среды: воздух, воду, поч­ву, продукты питания, называются «супертокси­кантами».

Пестициды (от лат. pestis — зараза, cide — уби­ваю) — средства защиты растений, ядохимикаты. В свое время открытие инсекти­цидных свойств дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) было оценено Нобелевской премией. Позже выяснилось, что он помимо токсично­сти для теплокровных животных, обладают способно­стью прогрессивно накапливаться в звеньях пищевых цепей. Неожиданно ДДТ об­наружили в тканях пингвинов в Антарктиде, где его никогда не применяли. Был обнаружен значительный рост раковых опухолей у женщин Средней Азии, зани­мавшихся сбором хлопка вручную, плантации которо­го обильно обрабатывались пестицидами, а также уве­личение частоты врожденных пороков у их детей. Сейчас его использование запрещено.

Диоксины — это группа веществ чрезвычайно вы­сокой токсичности и биологической активности. Диоксины еще называют «гормонами деградации» или «гормонами преждевременного старения». Главными источниками появления диоксинов в ок­ружающей среде являются окисление и сжигание ор­ганических веществ. Период полураспада диоксинов в природе превышает 10 лет. Даже одна молекула способна инициировать ненормальную клеточную деятельность и вызвать цепь реакций, нарушающих функции организма.

Диоксины способны накапливаться в организме, являясь причиной многих тяжелых забо­леваний. У высокочувствительных организмов перво­начально появляется заболевание кожи — хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся дер­матитами и образованием долго незаживающих язв). Бо­лее сильное поражение диоксином приводит к порфирии — повышенной фоточувствительности кожи: она становится хрупкой, покрыва­ется многочисленными микропузырьками. При хро­ническом отравлении диоксинами развиваются пере­рождения кожи и слизистых оболочек, различные заболевания, связанные с поражением печени и цент­ральной нервной системы. Они также могут быть при­чиной иммунодефицита. Диоксины вызы­вают генетические изменения в клетках и повышают частоту возникновения опухолей, то есть обладают му­тагенным и канцерогенным действием.

Все эти заболевания проявляются на фоне резкой активации диоксинами (в десятки и сотни раз) важного железосодержащего фермента — цитохрома Р-448. Особенно сильно акти­вируется этот фермент в плаценте и в плоде, в связи с чем диоксины оказывает эмбриотоксическое и тератогенное дей­ствие.

Эти соединения легко включаются в пищевые цепи. Попадая в почву, диоксины поглощаются растениями (особенно их подземной частью), почвенной фауной, через которую передаются по цепи питания птицам и другим животным. Вынесенные из почв воздушными и водными потоками в акватории, диоксины через зоо­планктон, рачков, рыб попадают к птицам и млекопита­ющим. Иными словами, с растительной, мясной, мо­лочной (особенно!) и рыбной продукцией, полученной с зараженной территории, диоксины попадают на стол к человеку.

Нитраты и нитриты. Загрязнение окружающей среды этими соединениями связано с широким приме­нением их в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Интенсивное поступление нитратов в растения приводит к тому, что они не пол­ностью включаются в обменные процессы и накапли­ваются в листьях, стеблях и корнях.

При попа­дании в организм теплокровных с пищей они превра­щаются в токсичные нитриты, всту­пающие во взаимодействие с аминами и амидами. В результате возможно образование нитрозосоединений — нитрозаминов и нитрозамидов, они вызывают тяжелые нарушения обмена веществ, аллер­гию, нервные расстройства, превра­щают двухвалентное железо гемоглобина в трехва­лентное, что нарушает перенос кислорода от легких к тканям. Они способны вызывать злокачественные но­вообразования, рак желудка, лейкоз. Нитрозамины в основном образуются при копчении, солении, мариновании, консервировании с применением нитритов, а также при высушивании продукции контактным способом. Чаще всего они содержатся в копченой рыбе и колбасных изделиях. Из молочных продуктов наиболее опасны сыры, про­шедшие фазу ферментации, из растительных — соле­но-маринованные изделия, а из напитков — пиво.

Наибольшие патоло­гические изменения наблюдаются в сердце и легких, поражаются также печень и ткань головного мозга. Высокие дозы нитратов и нитритов вызывают внутри­утробную гибель плода и отставание в развитии по­томства у экспериментальных животных.

При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой и продуктами питания через 4 — 6 часов появляются тошнота, одышка, посинение кожи, понос. Все это со­провождается слабостью, головокружением, потерей сознания.

Меньше всего нитратов накапливают помидоры, лук, виноград и баклажаны; больше всего — морковь, арбузы, свекла, капуста.

Поливинилхлорид (ПВХ) — это сего­дня непременная принадлежность нашего образа жиз­ни, и, прежде всего, он незаменим как упаковочный материал для пищевых продуктов. Высокие концентрации паров винилхлори­да вызывают гемангиосаркомы (злокачественных опухолей кровеносных сосудов).

С 1978 г. благодаря совершенство­ванию технологии содержание винилхлорида в ПВХ было снижено, так что в настоящее время ПВХ-материалы в токсикологическом отношении могут, пожа­луй, считаться безопасными.

Фтористые соединения. Целесообразность фтори­рования питьевой воды для профилактики кариеса ос­тается спорной, так как передозировка фтора может вызывать флюороз (повреждение костей). В результате применения хлорирован­ных или фторированных углеводородов в качестве хладагентов и газов-вытеснителей в холодильниках и аэрозольных баллонах они попадают в атмосферу и расщепляться там под действием излучений с высокой энергией. Образующиеся при этом радикалы легко вступают в реакции, что может привести к разрушению слоя озона.

Тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Соединения тяжелых металлов используются в качестве стабилизаторов и катализа­торов при получении полимерных материалов, из ко­торых изготовляют синтетические ткани, пластмассы, резину. Косметические препараты также содержат тя­желые металлы: например, пудра — оксид цинка, тени для век — высокодисперсный порошок алюминия. Главные источники поступления тяжелых металлов в ваш дом — вода, выхлопные газы и краски.

Свинец в настоящее время является самым распро­страненным из токсичных тяжелых металлов, так как он входит в состав бензина.

Для крупных промышленных городов всего мира характерно загрязнение свинцом; почвы и растения городов содержат свинца в 20 — 30 раз больше, чем за их пределами.

Адмирал сэр Джон Франклин 19 мая 1845 года отправился в свое послед­нее путешествие на прекрасно оборудованных кораб­лях «Эребус» и «Террор». Он хотел открыть северно-западный проход. Сегодня мы знаем, что после третьей попытки прохода умерли 24 его спутника, а затем 105 мужчин покинули корабль, но никто из них не добрался до суши. В 1981 — 1986 гг. под ру­ководством антрополога Битти было проведено эксгу­мирование останков и исследование возможных при­чин смерти участников экспедиции с использованием современных методов анализа. В результате было ус­тановлено отравление свинцом. Было установлено, что Бри­танское адмиралтейство снабдило экспедицию кон­сервами в металлических банках (тогда это была но­винка!). Эти банки содержали свинец в высокой концентрации.

Помимо свинца вызывает беспокойство глобальное загрязнение объектов окружающей среды ртутью. Эти металлы действуют на нервную систему, репро­дуктивную функцию, кроветворение. Хорошо извес­тен их гонадотоксический эффект.

Кадмий представляет собой один из самых опас­ных токсикантов среды. Кадмий содержится в мазуте и дизельном топливе (и освобождается при его сжигании), его используют в качестве присадки к сплавам, при нанесении гальва­нических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, нуж­ных при производстве лаков, эмалей и керамики, в ка­честве стабилизаторов для пластмасс, в электрических батареях и т.д. При сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов кадмий попадает в воздух, воду и почву.

В 70-х годах прошумели так называемые «кадмие­вые скандалы» в ФРГ. Их причиной послужило то, что кадмийсодержащий ил в течение многих лет вывозил­ся на сельскохозяйственные угодья в качестве средст­ва, улучшающего почву. В одной сигарете содержит­ся приблизительно 2 нг кадмия. Кадмий почти невозможно изъять из природной среды, поэтому он все больше накапливается в ней и попадает различными путями в пищевые цепи чело­века и животных.

Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей. Особен­но большую опасность представляют в этом отноше­нии грибы, которые часто могут накапливать кадмий в исключительно высоких концентрациях. Поэтому Федеральное ведомство по вопросам здравоохранения ФРГ уже рекомендовало употреблять в пищу меньше дикорастущих грибов (а также меньше свиных и говя­жьих почек).

Самые ранние симптомы его — пора­жение почек (белок в моче), мышцы сердца, нервной системы, нарушение функций половых органов, лег­ких. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, предполагается канцерогенное действие кадмия.

Цинк необходим морскому планктону для его рос­та. Так как планктон служит начальным звеном пищевой цепи и главным пищевым ресурсом для многих видов рыб, то подавление фотосинтеза может иметь далеко идущие последствия.

Радионуклиды — это те изотопы элементов, кото­рые испускают радиоактивное излучение, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к дру­гим атомам с образованием пар положительных и отри­цательных ионов. Такое излучение называют ионизи­рующим. Радионуклиды поступают в окружающую среду с промышленными отходами или с радиоактив­ными выбросами атомной энергетики (радиоактив­ные отходы).

Соматические эффекты облучения: локальное незлокачественное поражение кожи (луче­вой ожог), катаракта глаз (помутнение хрусталика), повреждение половых клеток (кратковременная или постоянная стерилизация) и др. Основными эф­фектами являются канцерогенные и генетические. Наиболее серьезным последствием облуче­ния человека является рак, который проявляется спустя много лет после облучения (10 — 20 лет).

Например, при низких дозах иода-131 нарушаются функции щитовидной железы, а при высоких — образуются злокачественные опухоли. Стронций-90 вызывает патологические явления в крови, ведет к внутренним кровоизлияниям, деструкции кост­ного мозга. В отдаленные сроки после поражения (в по­следующих поколениях) возможны опухоли, лейкозы.

Высокую чувствительность к радиации проявляют семенники (мужские органы половой системы). Наиболее уязвимой для радиации частью человече­ского организма являются глаза (точнее хрусталик гла­за). Детский организм более чувствителен к действию радиации. Относительно небольшие дозы при облуче­нии хрящевой ткани могут замедлить или даже остано­вить рост костей. Еще более высокую чувствитель­ность к радиации проявляет мозг плода. Облучение ма­тери повышает риск рождения ребенка с умственным отставанием. Опасность радиации для человечества еще связана с тем, что могут развиться врожденные пороки и наслед­ственные заболевания, вызываемые повреждением ге­нетического аппарата. Эти болезни проявляются в по­следующих поколениях.

Атмосферный воздух

Атмосферный воздух — это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли. Химический состав атмосфе­ры (для сухого воздуха) содержит по весу: азота — 75,5%, кислорода — 23,2%, аргона — 1,28%, двуокиси углерода — 0,046%, озона — 3,6х10^-5% и т. д.

Вдыхая каждую минуту от 50 до 100л воздуха, чело­век за сутки потребляет его до 12—15кг, а это значи­тельно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде.

Аэрогенный путь поступления токсических ве­ществ в организм человека наиболее опасен, так как химические элементы в этом случае поглощаются ор­ганизмом более интенсивно.

Антропогенные выбросы в атмосферу. Суммарные выбросы в атмосферу составляют 360 тонн отравляющих веществ на 1 куб. км.

Пыль является постоянным компонентом загрязне­ния атмосферного воздуха. Содержащиеся в частицах пыли примеси органических и неорганических соеди­нений определяют ее токсическое действие. Напри­мер, пыль, содержащая в своем составе белково-витаминные вещества, вызвала развитие у населения, про­живающего вблизи этих предприятий, аллергические заболевания (эпидемия бронхиальной астмы среди на­селения г. Ангарска и п. Кириши). Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия черной и цветной металлур­гии, химическая и нефтехимическая промышленность, стройиндустрия, энергетические предприятия, целлю­лозно-бумажная промышленность, автотранспорт, ко­тельные. Например, черная металлургия, выброс пыли в расчете на 1 тонну предельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа — 2,7 кг, марганца — 0,1 — 0,6 кг, плюс небольшие количества мышьяка, фосфора, сурь­мы, свинца, паров ртути, цианистого водорода.

В результате сжигания топлива в атмосферу посту­пает более 20 миллиардов тонн двуокиси углерода и более 700 миллионов тонн других паро- и газообраз­ных соединений и твердых частиц.

Автомобили явля­ются причиной 10 — 25% заболеваний, хотя вырабаты­вают почти половину всех загрязнителей воздуха. Окислы серы и разнообразные мелкие частицы (смесь сажи, пепла, пыли, капелек серной кислоты, асбесто­вых волокон и т. д.) вызывают больше болезней, чем выхлопные газы автомобилей. Они поступают в атмо­сферу от электростанций, заводов, жилых домов. Вдыхание даже небольшого количества асбестовой пыли может через 20 — 30 лет привести к развитию рака легких.

В сельской местности объектами, загрязняющими окружающую среду, являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, предприятия, обсужива­ющие технику. В атмосферный воздух выделяются ам­миак, сероводород и другие, дурно пахнущие газы. Нерационально применяемые в растениеводстве минеральные удобрения и пестициды также загрязня­ют окружающую среду.

Окись углерода (СО) в воздухе сама по себе — наи­более ядовитая часть выхлопных газов автомобильных двигателей (а также светильного и печного газов). СО воздействует на психические функ­ции и поведение человека и животных.

Накопление углекислого газа (С0₂) в атмосфере — одна из основных причин парни­кового эффекта, возрастающего от разогревания Зем­ли лучами Солнца. Этот газ не пропускает солнечное тепло обратно в Космос.

При сжигании любого топлива выделяется в атмосферу диоксид се­ры(S0₂) и азота, где превращаются в слабый раствор. Из S0₂ и влаги воздуха, в конечном счете, об­разуется серная кислота, составляющая около 60% всех содержащихся в дождевой воде кислот (кислотные дожди).

Смог (смесь дыма и тумана). Сам по себе туман не опасен. Губительным для организма он становится в случае чрезмерного загрязнения токсическими веще­ствами. Главная опасность — сернистый газ в концент­рации 5—10 г\м куб. и выше. В декабре 1952 года смог в Лондоне за 3 — 4 дня погу­бил 4000 человек;

Озоновый экран Земли. Озон — трехатомные мо­лекулы кислорода — рассеян над Землей на высоте от 15 до 50км. Если гипотетически сжать эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится слой в 2 мм, однако без него жизнь на планете невозможна. Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жестокого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиоле­товой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты от ката­ракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболева­ний кожи. УФО подавляет иммунную систему орга­низма.

Главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли:

§ применение фреонов в технике, парфюмерной и химической продукции (хлорфторуглероды);

§ запуск мощных ракет;

§ полеты реактивных самолетов в высоких слоях ат­мосферы;

§ испытания ядерного и термоядерного оружия;

§ уничтожение природного озонатора — лесов.

Атмосферный воздух и здоровье. Загрязнением атмо­сферы обусловлено до 30% общих заболеваний населе­ния промышленных центров. Загрязненный воздух, прежде всего, поражает лег­кие. Пыль проникает в альвеолы (менее 10 микрон), вызыва­ет хронические заболевания органов дыхания и разви­тие раннего пневмосклероза (замещение легочной ткани соединительной). Получены данные о влиянии загрязненного возду­ха на смертность от коронарной болезни сердца. Обнаружена связь загрязнения атмосферного воз­духа с ростом заболеваний генетической природы. В загрязненных районах чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. Новорожденные в таких городах имеют низкую массу тела, низкий уровень физического развития, а также функциональные отклонения сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

! Самый чистый и по­лезный для здоровья воздух можно найти на берегах морей, в лесах, в горах. Там он содержит большое ко­личество отрицательно заряженных ионов, облегчаю­щих усвоение кислорода. Кислород, озон, фитанциды и др. ценные для организма компоненты придают воз­духу целебные свойства и составляют основу климато­терапии.